(57)【要約】【課題】結露の発生を防止することができる熱交換器を提供することを目的とする。【解決手段】熱交換器１は、空調機に接続される空調用冷媒配管としての空調側入口管３０および空調側出口管４０と、電気機器用冷媒配管としての機器側入口管１０および機器側出口管２０とを受け入れる熱交換器本体１００を備え、空調側入口管３０および空調側出口管４０間を流れる空調用冷媒と機器側入口管１０から機器側出口管２０へ流れる電気機器用冷媒とが熱交換器本体１００において熱交換し、電気機器を冷却した高温の冷媒が熱交換器本体１００の最外層に位置するように熱交換器本体１００内に通路１１０が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調用冷媒と、車両に搭載される電器機器用冷媒との間で熱交換を行う熱交換器であって、
空調用冷媒と電気機器用冷媒とが熱交換をする熱交換器本体を備え、
電気機器を冷却した高温の冷媒が前記熱交換器本体の最外層に位置するように前記熱交換器本体内に通路が形成されている、熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は熱交換器に関して、より特定的には、車両に搭載される熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器は、たとえば特開２０１０−１６７８８６号公報（特許文献１）、特開２０１０−１２６１５５号公報（特許文献２）および特開２００４−３５３４９９号公報（特許文献３）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６７８８６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２６１５５号公報
【特許文献３】特開２００４−３５３４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の熱交換器では、熱交換器の表面の温度が低下した状態で外気に接触するため、熱交換器本体の表面が結露しやすく、周囲の各種装置に影響を与えやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は上記の問題点を解決するためになされたものである。この発明は、結露の発生を防止することができる熱交換器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に従った熱交換器は、空調用冷媒と、車両に搭載される電器機器用冷媒との間で熱交換を行う熱交換器であって、空調用冷媒と電気機器用冷媒とが熱交換を行う熱交換器本体を備え、電気機器を冷却した高温の冷媒が熱交換器本体の最外層に位置するように熱交換器本体内に通路が形成されている。
【０００７】
このように構成された熱交換器においては、電気機器を冷却した高温の冷媒が熱交換器本体の最外層に位置するように熱交換器本体内に通路が形成されているため、熱交換器に接触している空気中の水蒸気量が飽和水蒸気量を超えることを防止できる。その結果、結露の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に従った熱交換器の一部断面を含む正面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩで示す方向から見た熱交換器の側面図である。
【図３】図１中のＩＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【図４】比較例に従った熱交換器の正面図である。
【図５】この発明の実施の形態２に従った熱交換器の正面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に従った熱交換器の一部断面を含む正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態においては、同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰り返さない。また、各実施の形態を組み合わせることも可能である。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った熱交換器の一部断面を含む正面図である。図２は、図１中の矢印ＩＩで示す方向から見た熱交換器の側面図である。図３は、図１中のＩＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【００１１】
図１から３を参照して、熱交換器１は、空調用冷媒と、車両に搭載される電器機器用冷媒との間で熱交換を行う熱交換器１であって、空調機に接続される空調用冷媒配管としての空調側入口管３０および空調側出口管４０と、電気機器用冷媒配管としての機器側入口管１０および機器側出口管２０とを受け入れる熱交換器本体１００を備え、空調側入口管３０および空調側出口管４０間を流れる空調用冷媒と機器側入口管１０から機器側出口管２０へ流れる電気機器用冷媒とが熱交換器本体１００において熱交換し、電気機器を冷却した高温の冷媒が熱交換器本体１００の最外層に位置するように熱交換器本体１００内に通路１１０が形成されている。
【００１２】
熱交換器１は、車両に搭載されて車両の電気機器を冷却する装置である。車両は、蓄電装置からの電力を用いて走行駆動力を得て走行するタイプの車両であってもよい。車両が電気自動車である場合を例として説明するが、車両は内燃機関を有するハイブリッド車両や、燃料電池を搭載した燃料電池車であってもよい。
【００１３】
車両は、蓄電装置および冷却装置に加えて、システムメインリレー（ＳＭＲ）、駆動装置であるＰＣＵ（Power  Control  Unit）、モータジェネレータと、制御装置であるＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）とを備え、ＰＣＵは、コンバータと、インバータとを含む。
【００１４】
蓄電装置は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００１５】
電気機器としての蓄電装置、ＳＭＲ、ＰＣＵ、モータジェネレータ、ＥＣＵの少なくともいずれかを冷却した高温の冷媒が、機器側入口管１０から矢印１０ａで示す方向に流入する。この冷媒１１１は、矢印１１で示すように流れて熱交換器の最外層に設けられた通路１１０に導入される。通路１１０に導入された高温の冷媒は熱交換器本体１００の表面を温める。その結果、熱交換器本体１００の表面に接触する空気の温度を上げ、その空気の飽和水蒸気量も多くなる。これにより、熱交換器本体１００の表面での結露を防止することが可能となる。
【００１６】
冷媒１１１は、熱交換器本体１００の表面を温めた後、熱交換空間１１２内へ流入する。そして、空調側入口管３０から矢印３０ａで示す方向に流入した冷媒との間で熱交換をした後、機器側出口管２０から矢印２０ａで示す方向に流出する。
【００１７】
空調側入口管３０から流入する冷媒は、空気調和器において車室内を冷却する冷媒である。この冷媒は、コンプレッサ、コンデンサ、キャピラリおよびエバポレータにより構成される回路を流れており、キャピラリを通過して温度が低下した冷媒が空調側入口管３０から流入する。低温の冷媒は、通路１１０を通過した高温の冷媒との間で熱交換をした後、空調側出口管４０から矢印４０ａで示す方向に排出される。
【００１８】
空調側の冷媒と機器側の冷媒との間の熱交換方法は、特に限定されるものではない。熱交換空間１１２において、空調側の冷媒が通る管と、機器側の冷媒が通る管とを熱伝導性の高い材料で接続することにより熱交換をしてもよい。
【００１９】
また、熱交換空間１１２内を高温の機器側冷媒で満たしてその中を低温の空調側冷媒のパイプを通過される方法、反対に、熱交換空間１１２内を低温の空調側冷媒で満たしてその中を高温の機器側冷媒のパイプを通過させる方法も採用することができる。最外面の通路１１０に高温の機器側冷媒が流れており、この温度を高く保つためには、熱交換空間１１２内に高温の機器側冷媒を満たすことが好ましい。
【００２０】
電気機器としての蓄電装置、ＳＭＲ、ＰＣＵ、モータジェネレータ、ＥＣＵは、走行時に電流が導通することによって発熱し得る。そのため、冷媒をこれらの機器の冷媒経路に流すことによって、これらの機器を冷却することができる。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。
【００２１】
以上のように構成された熱交換器では、図３で示すように通路１１０の高温の冷媒の熱が矢印１１４で示す方向に伝わり熱交換器本体１００の表面を温める。その結果、熱交換器本体１００の表面での結露を防止することが可能となる。
【００２２】
図４は、比較例に従った熱交換器の正面図である。図４を参照して、熱交換器本体１００に通路１１０が設けられていないため、熱交換器本体１００の表面温度が低下する。そのため、この表面に接触した空気が冷却されて露点未満の温度となると、表面で結露が発生する。
【００２３】
（実施の形態２）
図５は、この発明の実施の形態２に従った熱交換器の正面図である。図５を参照して実施の形態２に従った熱交換器１では、熱交換器本体１００の表面を、電源２００から電力供給を受けたヒータにより加熱することで結露を防止している。
【００２４】
（実施の形態３）
図６は、この発明の実施の形態２に従った熱交換器の一部断面を含む正面図である。図６を参照して、熱交換器本体１００の表面を、断熱性の高い箱３００で覆い、通路３３０を形成し、その中に温風または空気を送りこむことによって、熱交換器本体１００の表面における結露を防止することが可能となる。温風または、空気は、入口３１０から導入されて出口３２０から排出される。
【００２５】
箱３００の下側には受け皿３４０が設けられて、仮に結露が生じた場合であっても、受け皿３４０で水分を集めることができる。また、出口３２０から排出される水分も受け皿３４０で集めることができる。
【００２６】
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。本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。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明は、電器機器を搭載して、その電器機器が空調用の冷媒で冷却される車両の分野において用いることが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  熱交換器、１０  機器側入口管、２０  機器側出口管、３０  空調側入口管、４０  空調側出口管、１００  熱交換器本体、１１０  通路、１１１  冷媒、１１２  熱交換空間。
【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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