(57)【要約】【課題】混合冷媒を強制循環させたとしても、高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒と低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒とに分離することができる沸騰冷却装置を提供する。【解決手段】沸騰冷却装置１０には、熱交換器１１、第１タンク１２及び第２タンク１３が設けられるとともに、第１タンク１２には第１凝縮部２１ａが設けられ、第２タンク１３には第２凝縮部２１ｂが設けられている。そして、第１凝縮部２１ａは、ヒータＨにより二成分冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下に調整され、第２凝縮部２１ｂは、ラジエータ２０により二成分冷媒の沸点以下に調整される。【選択図】図１
2011021789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも高沸点冷媒及び低沸点冷媒の二種類が混合された混合冷媒が冷媒移送手段によって循環流路を強制循環させられるとともに、前記循環流路上に設けられる熱交換器において前記混合冷媒と被冷却体との間で熱交換が行われる沸騰冷却装置であって、
前記循環流路上に配置される第１貯留部と、
前記第１貯留部に配置される第１凝縮部と、
前記第１凝縮部の温度を前記混合冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下に調整する第１温度調整部と、
前記第１貯留部に対して蒸気通路によって連結される第２貯留部と、
前記第２貯留部に配置される第２凝縮部と、
前記第２凝縮部の温度を前記第１凝縮部の温度よりも低い温度に調整する第２温度調整部と、
前記第２貯留部に貯留された混合冷媒を前記循環流路へ還流させる還流路と、を備えたことを特徴とする沸騰冷却装置。
【請求項２】
前記循環流路上における前記第１貯留部の下流側であって、且つ前記熱交換器の上流側には第１制御弁が配設されるとともに、前記還流路上には第２制御弁が配設され、前記第１制御弁及び前記第２制御弁の開閉制御を行う制御部がさらに設けられるとともに、
前記沸騰冷却装置の動作時において、少なくとも前記第１制御弁が開弁されるとともに前記第２制御弁が閉弁される制御が前記制御部によって行われ、
前記沸騰冷却装置の停止前において、少なくとも前記第２制御弁が開弁される制御が前記制御部によって行われることを特徴とする請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】
前記沸騰冷却装置の停止前において、前記第１制御弁が閉弁されるとともに前記第２制御弁が開弁される制御が前記制御部によって行われることを特徴とする請求項２に記載の沸騰冷却装置。
【請求項４】
前記沸騰冷却装置の動作時において、動作開始時は前記第１制御弁及び前記第２制御弁が開弁され、前記第１貯留部に貯留された混合冷媒全体に対する前記低沸点冷媒の組成比が所定の組成比となった場合に前記第２制御弁が閉弁される制御が前記制御部によって行われることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の沸騰冷却装置。
【請求項５】
前記第２温度調整部は、前記第２凝縮部の温度を前記混合冷媒の沸点以下に調整することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の沸騰冷却装置。
【請求項６】
前記第１温度調整部は、前記熱交換器との熱交換により受けた熱を利用することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の沸騰冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰冷却装置に用いられる冷媒としては、潜熱が大きく冷却性能の優れる水が用いられる。しかしながら、気温が氷点下を下回る環境において水は凍結してしまうため、気温が氷点下を下回る環境での使用が想定される沸騰冷却装置では、水を使用することができない。そこで、水にエチルアルコールを混ぜて二成分冷媒（混合冷媒）とするとともに、エチルアルコールの比率を高めて二成分冷媒の凍結点を下げることで、気温が氷点下を下回る環境でも水を冷媒として用いた沸騰冷却装置を使用可能にしている。しかしながら、エチルアルコールは潜熱が小さいため、二成分冷媒においてエチルアルコールの比率を高めると、冷媒として水のみを用いたときの潜熱量よりも小さくなってしまい、沸騰冷却性能が低下してしまう。
【０００３】
そこで、二成分冷媒を用いつつ沸騰冷却性能を低下させないようにしたものが、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の冷却庫では、冷却庫が運転すると高温側二次冷媒循環回路において、高温側蒸発器（熱交換器）では低沸点冷媒が高沸点冷媒よりも先に沸騰して蒸発するとともに、蒸発した低沸点冷媒は自然循環により高温側凝縮器（凝縮部）に向かって上昇し、高温側凝縮器で凝縮されて液化する。さらに、液化された低沸点冷媒は、自然循環により高温側凝縮器から高温側蒸発器に戻ろうとするが、連通口を通じ隔離槽（貯留部）に貯留される。そして、隔離槽に貯留される低沸点冷媒の量が増えるにつれ、高温側二次冷媒循環回路中の二成分冷媒は高沸点冷媒の比率の高い冷却効率の優れたものになる。これにより、高温側蒸発器で放出される潜熱量が増大し、沸騰冷却性能が向上する。一方、冷却庫の運転を停止した後は、隔離槽内に貯留された低沸点冷媒を高沸点冷媒と混合させて、低沸点冷媒の比率の高まった二成分冷媒とするため、寒冷地であっても二成分冷媒を凍結しにくいものとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の冷却庫において、高温側二次冷媒循環回路では、二成分冷媒が相変化して高温側二次冷媒循環回路内を自然循環している。このため、高温側二次冷媒循環回路内での二成分冷媒の循環速度が遅く、冷却効率が低いものであった。そこで、冷却効率を向上させるために二成分冷媒を高温側二次冷媒循環回路内で強制循環させることが考えられる。
【０００６】
二成分冷媒を高温側二次冷媒循環回路内で強制循環させると、高温側蒸発器に供給された二成分冷媒の一部が沸騰せずに液体のまま高温側蒸発器を通過することになる。すると、液体のまま高温側蒸発器を通過した二成分冷媒が、低沸点冷媒が貯留されている隔離槽に流入してしまい、隔離槽に貯留された低沸点冷媒と液体のまま高温側蒸発器を通過した二成分冷媒とが混合されてしまう。その結果、隔離槽に低沸点冷媒を貯留しつつ、高温側二次冷媒循環回路中の二成分冷媒を高沸点冷媒の比率の高い二成分冷媒にすることができなくなってしまい、高沸点冷媒の比率の高い二成分冷媒と低沸点冷媒の比率の高い二成分冷媒とに分離することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、混合冷媒を強制循環させたとしても、高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒と低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒とに分離することができる沸騰冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも高沸点冷媒及び低沸点冷媒の二種類が混合された混合冷媒が冷媒移送手段によって循環流路を強制循環させられるとともに、前記循環流路上に設けられる熱交換器において前記混合冷媒と被冷却体との間で熱交換が行われる沸騰冷却装置であって、前記循環流路上に配置される第１貯留部と、前記第１貯留部に配置される第１凝縮部と、前記第１凝縮部の温度を前記混合冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下に調整する第１温度調整部と、前記第１貯留部に対して蒸気通路によって連結される第２貯留部と、前記第２貯留部に配置される第２凝縮部と、前記第２凝縮部の温度を前記第１凝縮部の温度よりも低い温度に調整する第２温度調整部と、前記第２貯留部に貯留された混合冷媒を前記循環流路へ還流させる還流路と、を備えたことを要旨とする。
【０００９】
この発明によれば、第１貯留部に配置される第１凝縮部の温度が第１温度調整部によって混合冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下に調整されている。このため、熱交換器を通過し第１貯留部に流入した混合冷媒は、第１凝縮部によって凝縮されて液化された高沸点冷媒を多く含む液体の混合冷媒と、第１凝縮部によって凝縮されなかった低沸点冷媒を多く含む気体の混合冷媒とに分離される。そして、第１貯留部には高沸点冷媒を多く含む混合冷媒が貯留される。また、第２貯留部に配置される第２凝縮部の温度が第２温度調整部によって第１凝縮部の温度よりも低い温度に調整されている。このため、第１貯留部から第２貯留部に流入した低沸点冷媒を多く含む気体の混合冷媒は、第２凝縮部によって凝縮されて液化され、第２貯留部に貯留される。よって、第１貯留部には高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒が貯留されるとともに、第２貯留部には低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒が貯留される。したがって、混合冷媒を冷媒移送手段を用いて循環流路を強制循環させたとしても、混合冷媒を高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒と低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒とに分離することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記循環流路上における前記第１貯留部の下流側であって、且つ前記熱交換器の上流側には第１制御弁が配設されるとともに、前記還流路上には第２制御弁が配設され、前記第１制御弁及び前記第２制御弁の開閉制御を行う制御部がさらに設けられるとともに、前記沸騰冷却装置の動作時において、少なくとも前記第１制御弁が開弁されるとともに前記第２制御弁が閉弁される制御が前記制御部によって行われ、前記沸騰冷却装置の停止前において、少なくとも前記第２制御弁が開弁される制御が前記制御部によって行われることを要旨とする。
【００１１】
この発明によれば、沸騰冷却装置の動作時は、混合冷媒が強制循環させられながら、高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒が第１貯留部に、また低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒が第２貯留部にそれぞれ分離される。そして、第１貯留部に分離された高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒を循環流路に循環させることができる。したがって、熱交換器内に潜熱の高い混合冷媒を供給することができ、低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒による沸騰冷却と比較して、冷却性能を向上させることができる。また、沸騰冷却装置の停止前は、第２貯留部に貯留された低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒が還流路を介して循環流路に全て還流される。これにより、循環流路内を流れる混合冷媒における低沸点冷媒の組成比は、動作前の状態と同じ組成比となるため、低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒とすることができ、寒冷地において混合冷媒が凍結してしまうことを防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記沸騰冷却装置の停止前において、前記第１制御弁が閉弁されるとともに前記第２制御弁が開弁される制御が前記制御部によって行われることを要旨とする。
【００１３】
この発明によれば、第２貯留部に貯留された低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒を還流路を介して循環流路に全て還流させるとともに、第２貯留部に貯留された低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒を第１貯留部内に流入させて、第１貯留部内に貯留されている高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒と混合することができる。これにより、第１貯留部に貯留された混合冷媒における低沸点冷媒の組成比は、動作前の状態と同じ組成比となるため、低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒とすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記沸騰冷却装置の動作時において、動作開始時は前記第１制御弁及び前記第２制御弁が開弁され、前記第１貯留部に貯留された混合冷媒全体に対する前記低沸点冷媒の組成比が所定の組成比となった場合に前記第２制御弁が閉弁される制御が前記制御部によって行われることを要旨とする。
【００１５】
この発明によれば、第１貯留部に貯留された混合冷媒全体に対する低沸点冷媒の組成比が所定の組成比となったら、制御部によって第２制御弁が閉弁されて、第１貯留部に貯留された高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒のみを循環管路を介して熱交換器へ供給することができる。ここで、「所定の組成比」とは、第１貯留部に貯留された混合冷媒が高沸点冷媒の比率の高い二成分冷媒であると判断できる混合冷媒全体に対する低沸点冷媒の組成比のことを言う。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、
前記第２温度調整部は、前記第２凝縮部の温度を前記混合冷媒の沸点以下に調整することを要旨とする。
【００１７】
この発明によれば、第１貯留部から第２貯留部に流入した低沸点冷媒を多く含む気体の混合冷媒は、第２凝縮部によって全て凝縮されて液化され、第２貯留部に貯留される。よって、第２凝縮部によって凝縮されずに気体の混合冷媒が第２貯留部内に残ってしまうことを抑制することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記第１温度調整部は、前記熱交換器との熱交換により受けた熱を利用することを要旨とする。
【００１９】
この発明によれば、例えば、第１温度調整部としてヒータを用いた場合のように、ヒータを作動させるための電力を確保する必要が無くなるため、第１温度調整部を作動させるために電力が必要となる構成と比較して、沸騰冷却装置全体を省エネルギー化することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、混合冷媒を強制循環させたとしても、高沸点冷媒の比率の高い混合冷媒と低沸点冷媒の比率の高い混合冷媒とに分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態における沸騰冷却装置の概略構成図。
【図２】二成分冷媒の気液平衡関係を示す特性図。
【図３】別の実施形態における沸騰冷却装置の概略構成図。
【図４】別の実施形態における沸騰冷却装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の沸騰冷却装置を車両の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）に設けられるＥＧＲガスの冷却装置（ＥＧＲクーラ）に具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。この沸騰冷却装置１０では、混合冷媒として二成分冷媒を循環使用するとともに、被冷却体としてのＥＧＲガスと二成分冷媒とを熱交換器１１で熱交換させ、二成分冷媒の一部を沸騰させてＥＧＲガスを冷却する。なお、図１には図示しないが、沸騰冷却装置１０の熱交換器１１には、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路が通過している。また、本実施形態における二成分冷媒は、高沸点冷媒としての水と低沸点冷媒としてのエチルアルコールとが混合されてなる。
【００２３】
図１に示すように、沸騰冷却装置１０の熱交換器１１は第１の配管１４を介して第１タンク１２と接続されるとともに、第１タンク１２は蒸気通路としての第２の配管１５を介して第２タンク１３と接続されている。また、第１タンク１２と熱交換器１１とを接続するように第３の配管１６が設けられるとともに、第２タンク１３と第３の配管１６とを接続するように還流路としての第４の配管１７が設けられている。また、第３の配管１６には冷媒移送手段としてのポンプＰ１が配設されている。ポンプＰ１は、車両に設けられた図示しない駆動源と接続されている。
【００２４】
そして、本実施形態における沸騰冷却装置１０では、車両の運転に伴って駆動源が駆動され、ポンプＰ１が駆動すると、ポンプＰ１によって二成分冷媒が熱交換器１１、第１の配管１４、第１タンク１２及び第３の配管１６を強制循環するようになっている。すなわち、本実施形態では、熱交換器１１、第１の配管１４、第１タンク１２及び第３の配管１６によって、二成分冷媒が強制循環させられる循環流路が構成されている。
【００２５】
また、第３の配管１６において、第３の配管１６と第４の配管１７との接続箇所Ｓよりも第１タンク１２側の部位には、第１制御弁１８が配設されている。また、第４の配管１７には第２制御弁１９が配設されている。各制御弁１８，１９は、制御部としてのＥＣＵ（電子制御装置）３１からの指令で開閉駆動されるようになっている。
【００２６】
沸騰冷却装置１０には、二成分冷媒とは別の冷媒を図１に示す矢印Ｒに示す方向へ循環させるための循環管路２１が設けられている。この循環管路２１の一部は、車両に搭載されたラジエータ２０を通過するようになっており、循環管路２１を循環する冷媒は、ラジエータ２０で冷却されるようになっている。循環管路２１におけるラジエータ２０の下流側には、循環管路２１内で冷媒を強制循環させるためのポンプＰ２が配設されている。ポンプＰ２は、車両に設けられた図示しない駆動源と接続されている。
【００２７】
循環管路２１において、冷媒の流通方向におけるラジエータ２０の上流側の一部は、第１タンク１２内に引き込まれており、この引き込まれた部位により第１タンク１２内で二成分冷媒を凝縮させる第１凝縮部２１ａが形成されている。また、循環管路２１において、冷媒の流通方向におけるポンプＰ２よりも下流側の一部は、第２タンク１３内に引き込まれており、この引き込まれた部位により第２タンク１３内で二成分冷媒を凝縮させる第２凝縮部２１ｂが形成されている。さらに、循環管路２１において、冷媒の流通方向における第２凝縮部２１ｂより下流側であり、第１凝縮部２１ａより上流側にはヒータＨが設けられている。
【００２８】
ヒータＨは、図示しない電力供給源から電力が供給されることで作動するようになっており、ヒータＨは、第１凝縮部２１ａ内を流れる冷媒の温度が、二成分冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下になるように調整され、このヒータＨは、第１温度調整部として機能する。なお、電力供給源からヒータＨへの電力供給制御及び温度調整制御は、ＥＣＵ３１によって行われている。
【００２９】
循環管路２１を循環する冷媒は、ラジエータ２０を通過する際に、第１凝縮部２１ａ内を流れる冷媒の温度よりも低い温度である二成分冷媒の沸点以下の温度になるように冷却されることにより、第２凝縮部２１ｂ内を流れる冷媒の温度が、二成分冷媒の沸点以下の温度となるように調整され、ラジエータ２０は、第２温度調整部として機能する。
【００３０】
ここで、水とエチルアルコールを混合した二成分冷媒は、相変化における圧力が一定である場合、図２のような気液平衡関係が理論的に求められる。図２は、横軸が二成分冷媒全体に対するエチルアルコールの組成比Ｘを表し、縦軸が温度を表している。すなわち、図２において、組成比Ｘ＝０は水のみの組成特性を表し、組成比Ｘ＝１．０はエチルアルコールのみの組成特性を表す。また、二成分冷媒の初期組成比が決まると、図２に示すように、それぞれの温度及び圧力に対する液相線Ｌ１、気相線Ｌ２が決まり、この液相線Ｌ１よりも下の領域は過冷却状態、気相線Ｌ２よりも上の領域は過熱状態、液相線Ｌ１と気相線Ｌ２とで囲まれた領域は気液二相状態と決まる。つまり、液相線Ｌ１上の温度は、エチルアルコールの組成比Ｘと対応した二成分冷媒の沸点となる。また、気相線Ｌ２上の温度は、エチルアルコールの組成比Ｘと対応した二成分冷媒の凝縮点となる。
【００３１】
図２において、例えば、エチルアルコールの組成比Ｘ＝Ｘ１である初期組成比割合の二成分冷媒が、二成分冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下の温度である温度Ｔ１で凝縮された場合、二成分冷媒は、液相線Ｌ１上の水を多く含む組成比Ｘ＝Ｘ２の液体の二成分冷媒と、気相線Ｌ２上のエチルアルコールを多く含む組成比Ｘ＝Ｘ３の気体の二成分冷媒とに分離される。この気液二相の二成分冷媒のうち、液体の二成分冷媒は水の濃度が高く、気体の二成分冷媒はエチルアルコールの濃度が高くなっている。
【００３２】
本実施形態の沸騰冷却装置１０は、上述した二成分冷媒の気液平衡関係を利用するため、第１凝縮部２１ａ内を流れる冷媒の温度が、ヒータＨにより二成分冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下になるように調整されている。
【００３３】
次に、上記構成の沸騰冷却装置１０における動作について説明する。
まず、車両が停止している状態においては、二成分冷媒は全て第１タンク１２内に貯蔵されている。車両の運転が開始されると、ポンプＰ２が駆動して循環管路２１を冷媒が循環する。そして、第１凝縮部２１ａ内を流れる冷媒の温度が、ヒータＨにより二成分冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下に調整されるとともに、第２凝縮部２１ｂ内を流れる冷媒の温度が、ラジエータ２０により二成分冷媒の沸点以下に調整される。また、ＥＣＵ３１は、第１制御弁１８及び第２制御弁１９を開弁させる。このとき、ＥＣＵ３１は、第１制御弁１８の開度が第２制御弁１９の開度よりも大きくなるように、第１制御弁１８及び第２制御弁１９を制御する。また、車両の運転に伴って駆動源が駆動するとともに、駆動源からの動力によってポンプＰ１が駆動され、このポンプＰ１の駆動によって、第１タンク１２内に貯留されていた二成分冷媒は、第３の配管１６を介して熱交換器１１へ供給される。
【００３４】
熱交換器１１では、ＥＧＲ通路から熱交換器１１に流入されたＥＧＲガスと、二成分冷媒との熱交換が行われ、ＥＧＲガスは二成分冷媒の沸騰に伴い潜熱で冷却される。このＥＧＲガスと二成分冷媒との熱交換によって、二成分冷媒は、加熱されて沸騰することで気化され気体となった二成分冷媒と、液体のまま熱交換器１１を通過する二成分冷媒との二種類が混在した気液二相状態となる。この気液二相状態である二成分冷媒は、熱交換器１１内を通過した後、第１の配管１４を介して第１タンク１２内に流入される。
【００３５】
液体のまま熱交換器１１を通過した二成分冷媒はそのまま第１タンク１２内に貯留されるとともに、熱交換器１１内において沸騰して気体となった二成分冷媒は、第１タンク１２内において、第１凝縮部２１ａと接触する。ここで、第１凝縮部２１ａ内を流れる冷媒の温度は、二成分冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下にヒータＨにより調整されている。よって、熱交換器１１内において沸騰して気体となった二成分冷媒は、図２に示す二成分冷媒の気液平衡関係より、第１凝縮部２１ａによって凝縮されて液化された水を多く含む液体の二成分冷媒と、第１凝縮部２１ａによって凝縮されなかったエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒とに分離される。
【００３６】
水を多く含む液体の二成分冷媒は、第１タンク１２内にそのまま貯留される。よって、第１タンク１２内には、液体のまま熱交換器１１を通過した二成分冷媒と、第１凝縮部２１ａによって凝縮されて液化された水を多く含む液体の二成分冷媒とが貯留された状態となる。
【００３７】
一方、第１凝縮部２１ａによって凝縮されなかったエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒は、第１タンク１２に貯留されずに第２の配管１５を介して第２タンク１３に流入する。そして、第２タンク１３内に流入したエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒は、第２タンク１３内において、第２凝縮部２１ｂと接触する。ここで、第２凝縮部２１ｂ内を流れる冷媒は、ラジエータ２０により二成分冷媒の沸点以下の温度に冷却されているため、第２タンク１３に流入したエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒は、第２凝縮部２１ｂによって全て凝縮されて液化されるとともに、第２タンク１３内に貯留される。
【００３８】
よって、第１タンク１２には水の比率の高い二成分冷媒が貯留されるとともに、第２タンク１３にはエチルアルコールの比率の高い二成分冷媒が貯留され、二成分冷媒を強制循環させたとしても、水の比率の高い二成分冷媒とエチルアルコールの比率の高い二成分冷媒とに分離することができる。
【００３９】
第１タンク１２内に貯留された二成分冷媒全体に対するエチルアルコールの組成比が所定の組成比（例えば、組成比Ｘ＝５％以下）となったら、ＥＣＵ３１は、第１制御弁１８を開弁状態のままとするとともに、第２制御弁１９を閉弁する。その結果、熱交換器１１には、第１タンク１２内に貯留された水の比率の高い二成分冷媒のみを供給することができ、熱交換器１１内に潜熱の高い二成分冷媒を供給することができる。ここで、「所定の組成比」とは、第１タンク１２内に貯留された二成分冷媒が水の比率の高い二成分冷媒であると判断できる二成分冷媒全体に対するエチルアルコールの組成比のことを言う。
【００４０】
また、車両を停止する際には、ＥＣＵ３１は、第１制御弁１８を閉弁させるとともに第２制御弁１９を開弁させる。すると、第２タンク１３内に貯留されたエチルアルコールの比率の高い二成分冷媒が第４の配管１７、第３の配管１６、熱交換器１１及び第１の配管１４を介して第１タンク１２内に全て還流される。これにより、第１タンク１２内に貯留された二成分冷媒におけるエチルアルコールの組成比は、車両の運転が開始される前の状態と同じ組成比となるため、エチルアルコールの比率の高い二成分冷媒とすることができ、寒冷地において二成分冷媒が凍結してしまうことを防止することができる。
【００４１】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）沸騰冷却装置１０の循環流路を構成する第１タンク１２には第１凝縮部２１ａが設けられ、第２タンク１３には第２凝縮部２１ｂが設けられている。そして、第１凝縮部２１ａは、ヒータＨにより二成分冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下に調整され、第２凝縮部２１ｂは、ラジエータ２０により二成分冷媒の沸点以下に調整される。よって、第１タンク１２内に流入した二成分冷媒は、第１凝縮部２１ａによって、凝縮されて液化された水を多く含む液体の二成分冷媒と、第１凝縮部２１ａによって凝縮されなかったエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒とに分離される。さらに、第１タンク１２から第２タンク１３内に流入したエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒は、第２凝縮部２１ｂによって、全て凝縮されて液化されて第２タンク１３内に貯留される。よって、循環流路での二成分冷媒の流通方向において、第１凝縮部２１ａが配置された第１タンク１２の下流に第２凝縮部２１ｂが配置された第２タンク１３を設けることで、循環流路に二成分冷媒を強制循環させながらも、第１タンク１２に水の比率の高い二成分冷媒を、第２タンク１３にエチルアルコールの比率の高い二成分冷媒を貯留できる。
【００４２】
（２）冷媒流路上における第１タンク１２の下流側であって、且つ熱交換器１１の上流側には第１制御弁１８が配設されるとともに、第４の配管１７には第２制御弁１９が配設されている。そして、第１タンク１２内に貯留された二成分冷媒全体に対するエチルアルコールの組成比が所定の組成比となったとき、第１制御弁１８が開弁された状態にあり第２制御弁１９が閉弁された状態であると、熱交換器１１には第１タンク１２内に貯留された水の比率の高い二成分冷媒のみを供給することができる。したがって、熱交換器１１内に潜熱の高い二成分冷媒を供給することができ、エチルアルコールの比率の高い二成分冷媒による沸騰冷却と比較して、冷却性能を向上させることができる。
【００４３】
（３）車両を停止する際には、第１制御弁１８を閉弁させるとともに第２制御弁１９を開弁させ、第２タンク１３内に貯留されたエチルアルコールの比率の高い二成分冷媒を第４の配管１７、第３の配管１６、熱交換器１１及び第１の配管１４を介して第１タンク１２内に全て還流させる。これにより、第１タンク１２内に貯留された二成分冷媒におけるエチルアルコールの組成比は、車両の運転が開始される前の状態と同じ組成比となるため、エチルアルコールの比率の高い二成分冷媒とすることができ、寒冷地において二成分冷媒が凍結してしまうことを防止することができる。
【００４４】
（４）第２凝縮部２１ｂは、ラジエータ２０により二成分冷媒の沸点以下に調整されている。よって、第１タンク１２から第２タンク１３に流入したエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒は、第２凝縮部２１ｂによって全て凝縮されて液化され、第２タンク１３内に貯留される。したがって、第１タンク１２から第２タンク１３に流入したエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒が、第２凝縮部２１ｂによって凝縮されずに第２タンク１３内に残ってしまうことを抑制することができる。
【００４５】
（５）沸騰冷却装置１０は、第１凝縮部２１ａが設けられた第１タンク１２と、第２凝縮部２１ｂが設けられた第２タンク１３とを備えている。よって、熱交換器１１内において急激に温度が上昇して、水の比率の高い二成分冷媒とエチルアルコールの比率の高い二成分冷媒とが同期して沸騰してしまったとしても、第１タンク１２には水の比率の高い二成分冷媒を、第２タンク１３にはエチルアルコールの比率の高い二成分冷媒を貯留することができる。
【００４６】
（６）沸騰冷却装置１０には循環管路２１が設けられるとともに、循環管路２１は、第１タンク１２及び第２タンク１３内をそれぞれ通過するようになっている。よって、第１タンク１２及び第２タンク１３にそれぞれ別の循環管路を設けて、第１タンク１２に対応する循環管路の一部を第１凝縮部とし、第２タンクに対応する循環管路の一部を第２凝縮部とする場合と比べて、沸騰冷却装置１０全体の構成を簡素化することができる。
【００４７】
（７）車両に搭載されているラジエータ２０を第２温度調整部として利用しているため、第２温度調整部として別の装置を搭載する場合と比較して、車両自体を小型化することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、図３に示すように、循環管路２１における冷媒の流通方向を逆にするとともに、第１温度調整部を第１タンク１２より上流側に設けた受熱部４１としてもよい。受熱部４１は、ＥＧＲ通路から熱交換器１１に流入されるＥＧＲガスの熱を直接受けるものである。なお、循環管路２１は、ラジエータ２０を通過した後に第２タンク１３内に循環管路２１の一部が引き込まれている。この場合、受熱部４１が受けるＥＧＲガスからの熱量に応じて、循環管路２１内を流れる冷媒の流量をポンプＰ２で調整することで、第１凝縮部２１ａ内を流れる冷媒の温度を二成分冷媒の沸点以上であり、且つ凝縮点以下に調整するようにする。これによれば、ヒータＨを作動させるための電力を確保する必要が無くなるため、循環管路２１にヒータＨを設ける場合と比較して、沸騰冷却装置１０全体を省エネルギー化することができる。
【００４９】
○  実施形態において、第１制御弁１８及び第２制御弁１９を省略してもよい。例えば、図４に示すように、第１タンク１２は、第２タンク１３よりも重力方向（図４に示す矢印Ｇの方向）下方に位置するように第２タンク１３の下面に接合されている。また、第３の配管１６の一端側は第１タンク１２内に引き込まれるとともに、他端は熱交換器１１と接続されている。さらに、第３の配管１６に設けられるポンプＰ１は、第１タンク１２内に配置されている。第１の配管１４は、熱交換器１１と第１タンク１２とを接続している。したがって、熱交換器１１、第１の配管１４、第１タンク１２及び第３の配管１６によって、二成分冷媒が強制循環させられる循環流路が構成されている。
【００５０】
第１タンク１２と第２タンク１３との接合面には、第１タンク１２内と第２タンク１３内とを連通させるとともに、第２タンク１３内に向かって突出するように形成される蒸気通路１５ａが設けられている。蒸気通路１５ａの突出方向の長さは、第２タンク１３内に貯留される液体の二成分冷媒の貯留面よりも、蒸気通路１５ａにおける第２タンク１３内に開口する開口面のほうが高くなるように設定されている。また、第１タンク１２と第２タンク１３との接合面には、第１タンク１２内と第２タンク１３内とを連通させるとともに、第１タンク１２内に向かって突出するように形成される還流路１７ａが設けられている。還流路１７ａの径は、蒸気通路１５ａの径よりも非常に小さくなっている。
【００５１】
循環管路２１は、ヒータＨを通過した後に第１タンク１２内を通過するように引き込まれており、この引き込まれた部位により第１凝縮部２１ａが形成されている。また、循環管路２１は、ラジエータ２０を通過した後に第２タンク１３内を通過するように引き込まれており、この引き込まれた部位により第２凝縮部２１ｂが形成されている。
【００５２】
そして、ポンプＰ１が駆動することで、第１タンク１２内に貯留されている二成分冷媒が第３の配管１６の先端を介して循環流路を強制循環させられるとともに、第１凝縮部２１ａで凝縮されなかったエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒は、蒸気通路１５ａを介して第２タンク１３内へ流入する。ここで、還流路１７ａの径は、蒸気通路１５ａの径よりも非常に小さくなっているため、第２凝縮部２１ｂによって全て凝縮されて液化した二成分冷媒が、還流路１７ａを介して第１タンク１２内に一気に還流されることを抑制している。よって、第１制御弁１８及び第２制御弁１９を省略した沸騰冷却装置１０において、二成分冷媒が強制循環させられたとしても、第１タンク１２に水の比率の高い二成分冷媒を、第２タンク１３にエチルアルコールの比率の高い二成分冷媒を貯留できる。
【００５３】
○  実施形態において、車両の運転が開始されると、ＥＣＵ３１は、第１制御弁１８の開度が第２制御弁１９の開度よりも大きくなるように、第１制御弁１８及び第２制御弁１９の開度を制御したが、これに限らない。例えば、車両の運転が開始されると、ＥＣＵ３１は、第１制御弁１８を開弁するとともに、第２制御弁１９を閉弁するように制御してもよい。これによれば、第１制御弁１８及び第２制御弁１９の開度の調整が必要なくなるため、開度の調整ができない開閉のみ可能である構造の簡素化された開閉弁を用いることができる。
【００５４】
○  実施形態において、車両を停止する際には、第１制御弁１８を閉弁させるとともに第２制御弁１９を開弁させたが、これに限らない。例えば、車両を停止する際には、一旦、第１制御弁１８及び第２制御弁１９を開弁させるとともに、第１タンク１２内の二成分冷媒と第２タンク１３内の二成分冷媒とが循環流路内で混ざり合ってから第１制御弁１８を閉弁させ、第１タンク１２内に全ての二成分冷媒を還流させるようにしてもよい。
【００５５】
○  実施形態において、第２凝縮部２１ｂの温度は、ラジエータ２０により二成分冷媒の沸点以下に調整されるようにしたが、これに限らず、第２凝縮部２１ｂの温度が、第１凝縮部２１ａの温度よりも低い温度に調整されるようにしてもよい。この場合であっても、第１タンク１２から第２タンク１３に流入したエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒は、第２凝縮部２１ｂによって凝縮されて液化され、第２タンク１３内に貯留される。しかし、第１タンク１２から第２タンク１３に流入したエチルアルコールを多く含む気体の二成分冷媒を凝縮して液化するためには、第２凝縮部２１ｂの温度を二成分冷媒の沸点以下に調整するほうが好ましい。
【００５６】
○  実施形態において、循環管路２１は、第１タンク１２及び第２タンク１３内をそれぞれ通過するようになっているが、これに限らない。例えば、第１タンク１２及び第２タンク１３にそれぞれ別の循環管路を設けて、第１タンク１２に対応する循環管路の一部を第１凝縮部とし、第２タンク１３に対応する循環管路の一部を第２凝縮部としてもよい。この場合、第１タンク１２に対応する循環管路に第１温度調整部を設けるとともに、第２タンク１３に対応する循環管路に第２温度調整部を設けるようにする。
【００５７】
○  実施形態において、第１凝縮部２１ａ及び第２凝縮部２１ｂは、循環管路２１の一部が第１タンク１２及び第２タンク１３内にそれぞれ引き込まれることで設けられていたが、これに限らない。例えば、第１タンク１２の外壁を冷却することができる第１凝縮部を設けるとともに、第２タンク１３の外壁を冷却することができる第２凝縮部を設けるようにしてもよい。このような場合、第１凝縮部及び第２凝縮部は液冷に限らず、空冷であってもよい。
【００５８】
○  実施形態において、第２タンク１３内に貯留された二成分冷媒は、第４の配管１７を介して第３の配管１６に還流させるようにしたが、これに限らない。例えば、第２タンク１３内に貯留された二成分冷媒を第１タンク１２内に直接流入させるようにしたり、熱交換器１１に直接流入させたりするようにしてもよい。
【００５９】
○  実施形態において、第１制御弁１８を省略してもよい。この場合、例えば、第１タンク１２を熱交換器１１よりも重力方向下方に配置するとともに、沸騰冷却装置１０（ポンプＰ１）を停止したときに、循環流路を流れる二成分冷媒が重力によって第１タンク１２に向かって自然に落下して、第１タンク１２内に二成分冷媒が貯留されるようにする。
【００６０】
○  実施形態において、二成分冷媒は、高沸点冷媒としての水と低沸点冷媒としてのエチルアルコールとが混合されてなるが、これに限らず、二種類の異なる沸点の冷媒を混合してなる二成分冷媒であれば、高沸点冷媒及び低沸点冷媒の種類は特に限定されない。
【００６１】
○  実施形態において、混合冷媒として高沸点冷媒と低沸点冷媒との二種類からなる二成分冷媒を用いたが、これに限らず、少なくとも高沸点冷媒及び低沸点冷媒の二種類が混合されるとともに、さらに加えて数種類の冷媒が混合された混合冷媒を用いてもよい。
【００６２】
○  実施形態では、沸騰冷却装置１０を、ＥＧＲガスの冷却装置（ＥＧＲクーラ）に具体化したが、これに限らず、沸騰冷却装置１０を、例えば、車載機器の冷却装置、冷蔵庫、及び冷凍庫等に具体化してもよい。
【００６３】
○  実施形態では、被冷却体がＥＧＲガスであったが、これに限らず、被冷却体はＥＧＲガス以外のガス、液体、又は固体でもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００６４】
（イ）前記高沸点冷媒は水であるとともに、前記低沸点冷媒はエチルアルコールであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の沸騰冷却装置。
（ロ）車両に搭載されることを特徴とする請求項１〜請求項６、及び前記技術的思想（イ）のいずれか一項に記載の沸騰冷却装置。
【符号の説明】
【００６５】
Ｈ…第１温度調整部としてのヒータ、Ｐ１…冷媒移送手段としてのポンプ、１０…沸騰冷却装置、１１…熱交換器、１２…第１貯留部としての第１タンク、１３…第２貯留部としての第２タンク、１４…循環流路を構成する第１の配管、１５…蒸気通路としての第２の配管、１５ａ…蒸気通路、１６…循環流路を構成する第３の配管、１７…還流路としての第４の配管、１７ａ…還流路、１８…第１制御弁、１９…第２制御弁、２０…第２温度調整部としてのラジエータ、２１ａ…第１凝縮部、２１ｂ…第２凝縮部、３１…制御部としてのＥＣＵ（電子制御装置）、４１…受熱部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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