(57)【要約】【課題】作動流体の流れを円滑にして冷却能力を向上することの可能な機器温調装置を提供する。【解決手段】機器温調装置１は、蒸発器３、第１凝縮器４１および第２凝縮器４２を備える。蒸発器３は、対象機器としての電池２から吸熱して蒸発する冷媒の蒸発潜熱により電池２を冷却する。第１凝縮器４１は、蒸発器３で蒸発した冷媒を、外部にある第１媒体との熱交換によって凝縮させる第１熱交換チューブ４１２を有する。第２凝縮器４２は、第１凝縮器４１から流入する冷媒を、外部にある第２媒体との熱交換により凝縮させる第２熱交換チューブ４２２を有し、凝縮した冷媒を蒸発器３に向けて流出する。ここで、第２凝縮器４２が有する第２熱交換チューブ４２２は、第１凝縮器４１が有する第１熱交換チューブ４１２より、流路断面積または相当直径が小さいものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象機器（２）の温度を調整する機器温調装置であって、
前記対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により前記対象機器を冷却する蒸発器（３）と、
前記蒸発器より重力方向上側に設けられ、前記蒸発器で蒸発した作動流体を、外部にある第１媒体との熱交換により凝縮させる第１熱交換通路（４１２）を有する第１凝縮器（４１）と、
前記蒸発器より重力方向上側に設けられ、前記第１凝縮器から流入する作動流体を、外部にある第２媒体との熱交換により凝縮させる第２熱交換通路（４２２）を有し、凝縮した作動流体を前記蒸発器に向けて流出する第２凝縮器（４２）と、を備え、
前記第２凝縮器が有する前記第２熱交換通路は、前記第１凝縮器が有する前記第１熱交換通路より、流路断面積または相当直径が小さいものである機器温調装置。
【請求項２】
前記第１凝縮器は複数の前記第１熱交換通路を有し、前記第２凝縮器は複数の前記第２熱交換通路を有するものであり、
複数の前記第１熱交換通路の流路断面積（Ｓ１）を合わせた総流路断面積（Ｓ１×Ｎ１）は、複数の前記第２熱交換通路の流路断面積（Ｓ２）を合わせた総流路断面積（Ｓ２×Ｎ２）より大きいものである請求項１に記載の機器温調装置。
【請求項３】
前記第１凝縮器は、前記第２凝縮器よりも重力方向上側に位置する領域（α）を有する請求項１または２に記載の機器温調装置。
【請求項４】
前記第１凝縮器が有する複数の前記第１熱交換通路または前記第２凝縮器が有する複数の前記第２熱交換通路のうち少なくとも一方は、重力方向に沿うように延びている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の機器温調装置。
【請求項５】
前記第１凝縮器と前記第２凝縮器とは、一体に構成されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の機器温調装置。
【請求項６】
前記第１凝縮器は、第１上タンク（４１１）、前記第１熱交換通路、第１下タンク（４１３）を有し、
前記第２凝縮器は、第２上タンク（４２１）、前記第２熱交換通路、第２下タンク（４２３）を有し、
前記第１凝縮器の前記第１下タンクと前記第２凝縮器の前記第２上タンクとは、一体に構成されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の機器温調装置。
【請求項７】
前記第１凝縮器の外部にある前記第１媒体と、前記第２凝縮器の外部にある前記第２媒体とは、異種の媒体である請求項１ないし６のいずれか１つに記載の機器温調装置。
【請求項８】
前記第１凝縮器に対し前記第１媒体を供給する第１媒体供給装置（１００）と、
前記第２凝縮器に対し前記第２媒体を供給する第２媒体供給装置（２００）と、をさらに備える請求項１ないし７のいずれか１つに記載の機器温調装置。
【請求項９】
前記第２媒体供給装置は、前記第２媒体を前記第１媒体よりも低い温度に設定することが可能に構成されている請求項８に記載の機器温調装置。
【請求項１０】
前記第１媒体供給装置は、前記第１媒体が循環する第１媒体循環回路（１１１）を有し、
前記第２媒体供給装置は、前記第２媒体が循環する第２媒体循環回路（２１１）を有し、
前記第１媒体循環回路と前記第２媒体循環回路とは別個独立した回路である請求項８または９に記載の機器温調装置。
【請求項１１】
前記第１媒体供給装置は、送風機（７１）であり、
前記第２媒体供給装置は、冷凍サイクル（９）を構成する低圧側熱交換器（９４）である請求項８または９に記載の機器温調装置。
【請求項１２】
対象機器（２）の温度を調整する機器温調装置であって、
前記対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により前記対象機器を冷却する蒸発器（３）と、
前記蒸発器で蒸発した作動流体を、外部にある第１媒体との熱交換により凝縮させる第１熱交換通路（４１２）を有する第１凝縮器（４１）と、
前記第１凝縮器から流入する作動流体を、外部にある第２媒体との熱交換により凝縮させる第２熱交換通路（４２２）を有し、凝縮した作動流体を前記蒸発器に向けて流出する第２凝縮器（４２）と、を備え、
前記第１凝縮器の外部にある前記第１媒体と、前記第２凝縮器の外部にある前記第２媒体とは、異種の媒体である、機器温調装置。
【請求項１３】
前記第１凝縮器に対し前記第１媒体を供給する第１媒体供給装置（１００）と、
前記第２凝縮器に対し前記第２媒体を供給する第２媒体供給装置（２００）と、をさらに備え、
前記第２媒体供給装置は、前記第２媒体を前記第１媒体よりも低い温度に設定することが可能に構成されている請求項１２に記載の機器温調装置。
【請求項１４】
対象機器（２）の温度を調整する機器温調装置であって、
前記対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により前記対象機器を冷却する蒸発器（３）と、
前記蒸発器で蒸発した作動流体を、外部にある第１媒体との熱交換により凝縮させる第１熱交換通路（４１２）を有する第１凝縮器（４１）と、
前記第１凝縮器から流入する作動流体を、外部にある第２媒体との熱交換により凝縮させる第２熱交換通路（４２２）を有し、凝縮した作動流体を前記蒸発器に向けて流出する第２凝縮器（４２）と、
前記第１凝縮器に対し前記第１媒体を供給する第１媒体供給装置（１００）と、
前記第２凝縮器に対し前記第２媒体を供給する第２媒体供給装置（２００）と、を備え、
前記第２媒体供給装置は、前記第２媒体を前記第１媒体よりも低い温度に設定することが可能に構成されている機器温調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象機器の温度を調整する機器温調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車またはハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される蓄電装置などの電気機器の温度を調整するための機器温調装置としてサーモサイフォンを使用した技術が検討されている。
【０００３】
特許文献１に記載の機器温調装置は、蓄電装置としての電池の側面に設けられた蒸発器と、その蒸発器の上方に設けられた凝縮器とが２本の配管により環状に接続され、その中に作動流体としての冷媒が封入されたものである。この機器温調装置は、電池が発熱すると、蒸発器内の液相冷媒が沸騰し、そのときの蒸発潜熱により電池が冷却される。蒸発器で生成された気相冷媒は、２本の配管のうち一方の配管で構成された気相通路を流れ、凝縮器に流入する。凝縮器では、気相冷媒が凝縮器の外部にある媒体との熱交換により凝縮する。凝縮器で生成された液相冷媒は、重力により、２本の配管のうち他方の配管で構成された液相通路を流れ、蒸発器に流入する。このような冷媒の自然循環により、対象機器である電池の冷却が行われる。
【０００４】
なお、本明細書において、機器温調装置とは、サーモサイフォン方式により対象機器の温度を調整する装置全般を含むものである。すなわち、機器温調装置とは、対象機器の冷却のみを行う装置、加熱のみを行う装置、および、対象機器の冷却と加熱の両方を行う装置のいずれも含むものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０４１４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載の機器温調装置は、１個の凝縮器しか備えていない。そのため、電池の発熱量が大きくなると、凝縮器から蒸発器に対し、電池の冷却に必要な液相冷媒が十分に供給されないことが考えられる。また、機器温調装置が複数の凝縮器を備えるものとした場合、一方の凝縮器で液相となった冷媒が他方の凝縮器で再加熱されることの無いよう、複数の凝縮器が設置される環境の温度、複数の凝縮器を配置する位置、および、複数の凝縮器の流路の大きさなどを適切に設定することが好ましい。
【０００７】
また、特許文献１に記載の機器温調装置は、電池の発熱により蒸発器内の液相冷媒が沸騰し、その液相冷媒の中で気相冷媒が気泡となって生成されると、その気泡の一部は液相通路に流入し、浮力により液相冷媒の流れを逆流することがある。その気泡が凝縮器に入り込み、凝縮器での液相冷媒の生成が妨げられると、凝縮器から液相通路を経由して蒸発器に液相冷媒が円滑に供給されなくなり、電池の冷却能力が低下することが懸念される。
【０００８】
本発明は上記点に鑑み、作動流体の流れを円滑にして冷却能力を向上することの可能な機器温調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の機器温調装置は、対象機器（２）の温度を調整する機器温調装置であり、蒸発器（３）、第１凝縮器（４１）および第２凝縮器（４２）を備える。蒸発器は、対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により対象機器を冷却する。第１凝縮器は、蒸発器より重力方向上側に設けられ、蒸発器で蒸発した作動流体を、外部にある第１媒体との熱交換により凝縮させる第１熱交換通路（４１２）を有する。第２凝縮器は、蒸発器より重力方向上側に設けられ、第１凝縮器から流入する作動流体を、外部にある第２媒体との熱交換により凝縮させる第２熱交換通路（４２２）を有し、凝縮した作動流体を蒸発器に向けて流出する。ここで、第２凝縮器が有する第２熱交換通路は、第１凝縮器が有する第１熱交換通路より、流路断面積または相当直径が小さいものである。
【００１０】
これによれば、第２熱交換通路は第１熱交換通路より熱交換効率が高く、液相の作動流体の生成量が多いものとなる。また、第２熱交換通路は、第１熱交換通路より流路抵抗が大きいものとなる。そのため、第２熱交換通路から第１熱交換通路に亘って液相の作動流体が溜まると、第１熱交換通路の液相の作動流体が自重により第２熱交換通路の液相の作動流体を蒸発器側へ押すので、第１凝縮器および第２熱凝縮器から蒸発器に向かう液相の作動流体の圧力が大きくなる。したがって、蒸発器側から液相の作動流体の逆流または気泡の逆流が抑制され、作動流体が順方向に円滑に流れる。
【００１１】
また、仮に、第１熱交換通路で凝縮した作動流体が第２熱交換通路で再加熱されて気泡が発生した場合、その気泡は浮力により第２熱交換通路から第１熱交換通路へ侵入することが考えられる。この場合にも、第１熱交換通路は、第２熱交換通路より流路断面積または相当直径が大きいので、第２熱交換通路から第１熱交換通路に侵入した気泡は、第１熱交換通路から上流側へ速やかに排出される。そのため、第１熱交換通路と第２熱交換通路を液相の作動流体が円滑に流れる。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却能力を向上することができる。
【００１２】
なお、第２凝縮器が有する第２熱交換通路は、少なくとも一部の領域において、第１凝縮器が有する第１熱交換通路よりも流路断面積または相当直径が小さいものであればよい。
【００１３】
請求項１２にかかる発明では、第１凝縮器の外部にある第１媒体と、第２凝縮器の外部にある第２媒体は、異種の媒体である。
【００１４】
これによれば、第１媒体と第２媒体を、温度の異なるものに設定することが可能である。そのため、例えば対象機器の発熱量が大きいとき、第１媒体と第２媒体のうち温度の低い方の媒体を使用して液相の作動流体の生成量を増やし、対象機器を十分に冷却することが可能である。一方、対象機器の発熱量が小さいとき、第１媒体と第２媒体のうち比較的に温度の高い方の媒体を使用して対象機器を適切な温度に冷却することが可能である。したがって、この機器温調装置は、対象機器の発熱量に応じた温度調節をすることができる。
【００１５】
請求項１４にかかる発明では、機器温調装置は、蒸発器（３）、第１凝縮器（４１）、第２凝縮器（４２）、第１媒体供給装置（１００）および第２媒体供給装置（２００）を備える。第１媒体供給装置は、第１凝縮器に対し第１媒体を供給する。第２媒体供給装置は、第２凝縮器に対し第２媒体を供給する。ここで、第２媒体供給装置は、第２媒体を第１媒体よりも低い温度に設定することが可能に構成されている。
【００１６】
これによれば、第１熱交換通路で凝縮した作動流体が、第２熱交換通路で再加熱されることが防がれる。そのため、第２熱交換通路で気泡の生成が抑制されるので、その気泡の浮力による液相の作動流体の流れの悪化が防がれる。また、気泡が液相の作動流体を押し上げ、第１または第２熱交換通路の上面で液相の作動流体を吹き上げることが抑制されると共に、そこで気泡が破裂して異音を発生することが抑制される。さらに、第２熱交換通路で気泡の生成が抑制されるので、第１熱交換通路および第２熱交換通路で液相の作動流体の生成が円滑に行われ、第１熱交換通路および第２熱交換通路から蒸発器に液相冷媒が円滑に供給される。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却能力を向上することができる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態にかかる機器温調装置の構成図である。
【図２】第１実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図３】第２実施形態にかかる機器温調装置の構成図である。
【図４】第３実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図５】第４実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図６】第５実施形態にかかる機器温調装置の構成図である。
【図７】第５実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図８】第６実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図９】第７実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図１０】第８実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図１１】第９実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図１２】第１０実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【図１３】第１１実施形態にかかる機器温調装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。なお、図面において、同一の構成が複数個所に記載されている場合、その一部にのみ符号を付すものとする。
【００２０】
（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の機器温調装置は、電気自動車またはハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される蓄電装置または電子回路などの電気機器を冷却し、それらの対象機器の温度を調整するものである。なお、各図面において、上下を示す矢印は、機器温調装置が車両に搭載され、その車両が水平面に停車しているとしたときの重力方向上下を示すものである。
【００２１】
まず、本実施形態の機器温調装置１が温度調整する対象機器について説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の機器温調装置１が温度調整する対象機器は、組電池２（以下、「電池」という）である。なお、対象機器としては、電池２と図示していない電力変換装置などから構成される電池パックとしてもよい。
【００２３】
電池２は、電気自動車、およびハイブリッド自動車など、走行用電動モータによって走行可能な車両の電源として用いられる。電池２は、直方体形状の複数の電池セル２１を積層配置した積層体で構成されている。電池２を構成する複数の電池セル２１は、電気的に直列に接続されている。電池セル２１は、例えば、リチウムイオン電池または鉛蓄電池などの充放電可能な二次電池で構成されている。なお、電池セル２１は、直方体形状に限らず、円筒形状等の他の形状を有していてもよい。また、電池２は、電気的に並列に接続された電池セル２１を含んで構成されていてもよい。
【００２４】
電池２は、車両が備える図示していない電力変換装置およびモータジェネレータに接続されている。電力変換装置は、例えば、電池２から供給された直流電流を交流電流に変換し、変換した交流電流を走行用電動モータ等の各種電気負荷に対して放電する装置である。また、モータジェネレータは、車両の回生制動時に、車両の走行エネルギを電気エネルギに逆変換し、逆変換した電気エネルギを回生電力としてインバータ等を介して電池２に供給する装置である。
【００２５】
電池２は、車両の走行中に電力供給等を行うときに自己発熱し、電池２が過度に高温になることがある。電池２が過度に高温になると、電池セル２１の劣化が促進されることから、自己発熱が少なくなるように出力、および入力に制限を設ける必要がある。そのため、電池セル２１の出力、入力を確保するためには、所定の温度以下に維持するための冷却手段が必要となる。
【００２６】
また、電池２を含む蓄電装置は、車両の床下やトランクルームの下側に配置されることが多い。そのため、車両の走行中に限らず、夏季における駐車中等にも電池２の温度が徐々に上昇し、電池２が過度に高温になることがある。電池２が高温環境下で放置されると、電池２の劣化が進行し、その寿命が大幅に低下するので、車両の駐車中等にも電池２の温度を所定の温度以下に維持することが望まれている。
【００２７】
さらに、電池２は、各電池セル２１を電気的に直列接続した構造を含んでいるので、各電池セル２１のうち、最も劣化が進行した電池セル２１に応じて電池全体の入出力特性が決まる。そのため、各電池セル２１の温度にばらつきがあると、各電池セル２１の劣化の進行度合いが偏ったものとなり、電池全体の入出力特性が低下してしまう。そのため、電池２を長期間、所望の性能を発揮させるためには、各電池セル２１の温度ばらつきを低減させる均温化が重要となる。
【００２８】
一般に、電池２を冷却する冷却手段として、送風機による空冷式の冷却手段、冷却水による冷却手段、または、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用した冷却手段が採用されている。
【００２９】
しかし、送風機による空冷式の冷却手段は、車室内または車室外の空気を電池２に送風するだけなので、電池２を充分に冷却するだけの冷却能力が得られないことがある。また、空冷式および冷却水による冷却手段は、空気または冷却水の流れの上流側の電池セル２１の冷却温度と、下流側の電池セル２１の冷却温度とにばらつきが生じることがある。
【００３０】
また、冷凍サイクルの冷熱を利用した冷却手段は、電池２の冷却能力が高いものの、車両の駐車中に、電力消費量の多いコンプレッサ等を駆動させることが必要となる。このことは、電力消費量の増大および騒音の増大などを招くことになる。
【００３１】
そこで、本実施形態の機器温調装置１では、作動流体としての冷媒をコンプレッサにより強制循環させるのではなく、冷媒の自然循環によって電池２の温度を調整するサーモサイフォン方式を採用している。
【００３２】
次に、機器温調装置１の構成について説明する。
【００３３】
図１に示すように、機器温調装置１は、蒸発器３、第１凝縮器４１、第２凝縮器４２、気相通路５および液相通路６などを備え、それらの構成部材が互いに接続されることにより、ループ型のサーモサイフォンを構成している。機器温調装置１は、その内部を真空排気した状態で、所定量の冷媒が封入されている。冷媒として、例えばＲ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ、二酸化炭素または水など、種々のものを採用することが可能である。なお、図１の一点鎖線Ｓ１、Ｓ２に示すように、冷媒の量は、電池２の冷却開始前の状態で、液相冷媒の液上面が、気相通路５の途中と液相通路６の途中にあることが好ましい。なお、図１の破線の矢印の方向に冷媒が循環すると、それに応じて液相冷媒の液上面は変位する。
【００３４】
蒸発器３は、密閉されたケースであり、扁平状に形成され、電池２の下面に対向する位置に設けられている。蒸発器３は、例えばアルミニウムまたは銅などの熱伝導率に優れた材料により形成されることが好ましい。なお、蒸発器３は、複数の電池セル２１と熱伝達可能に設けられていればよく、例えば電池２の側面または上面に対向する位置に設けられてもよい。また、蒸発器３の形状および大きさは、車両に搭載される空間に合わせて任意に設定可能である。
【００３５】
蒸発器３は、内側に流体室３０を有している。電池２の冷却開始前の状態で、流体室３０には、液相冷媒が充満していることが好ましい。なお、実際には、液相冷媒と気相冷媒とを含んでいてもよい。電池２が蓄電または放電などにより自己発熱すると、電池２から蒸発器３に伝熱し、流体室３０の液相冷媒がその熱を吸収して蒸発する。その際、流体室３０の全体で液相冷媒の蒸発が生じ、その蒸発潜熱により、複数の電池セル２１がほぼ均一に冷却される。したがって、蒸発器３は、複数の電池セル２１同士の温度ばらつきを低減して複数の電池セル２１を均温化し、且つ、冷却することが可能である。
【００３６】
上述したように、電池２は、高温になると十分な機能を得られず、また、劣化や破損を招くことがある。そして、電池２は、最も劣化した電池セル２１の特性に合わせて電池全体の入出力特性が決まるものである。そこで、この蒸発器３は、蒸発潜熱を利用した冷却により、複数の電池セル２１を均温化し、且つ、冷却することで、電池２に長期間、所望の性能を発揮させることが可能である。
【００３７】
蒸発器３には、気相通路５と液相通路６とが接続されている。蒸発器３と液相通路６とが接続する箇所を第１開口部３１と称し、蒸発器３と気相通路５とが接続する箇所を第２開口部３２と称することとする。蒸発器３において、第１開口部３１と第２開口部３２とは、離れていることが好ましい。これにより、サーモサイフォンを冷媒が循環する際、蒸発器３には、第１開口部３１から第２開口部３２に向かう冷媒の流れが形成される。なお、図１では、第１開口部３１と第２開口部３２はいずれも蒸発器３の側面に設けられているが、第１開口部３１と第２開口部３２の位置は側面に限らず、上面または下面であってもよい。
【００３８】
第１凝縮器４１と第２凝縮器４２とはいずれも、蒸発器３よりも重力方向上側に設けられている。第１実施形態では、第１凝縮器４１の全ての領域が、第２凝縮器４２よりも重力方向上側に配置されている。
【００３９】
蒸発器３と第１凝縮器４１とを気相通路５が接続している。気相通路５は、一端が蒸発器３の第２開口部３２に接続し、他端が第１凝縮器４１に接続している。気相通路５は、蒸発器３で蒸発した気相冷媒を第１凝縮器４１に流すことが可能である。なお、気相通路５は、主に気相冷媒が流れるものであるが、気液二相状態の冷媒、または液相冷媒が流れることもある。
【００４０】
第１凝縮器４１は、内部の流路を流れる冷媒を、第１凝縮器４１の外部にある図示していない媒体との熱交換により、凝縮させる機能を有するものである。以下の説明において、第１凝縮器４１の外部にある媒体を第１媒体と称することとする。第１凝縮器４１と第２凝縮器４２とを接続通路４３が接続している。第１凝縮器４１で凝縮した液相冷媒は、接続通路４３を通り、第２凝縮器４２に流入する。第２凝縮器４２も、内部の流路を流れる冷媒を、第２凝縮器４２の外部にある図示していない媒体との熱交換により、凝縮させる機能を有するものである。以下の説明において、第２凝縮器４２の外部にある媒体を第２媒体と称することとする。なお、第１から第５実施形態において、第１媒体と第２媒体とは、同種の媒体であってもよく、または、異種の媒体であってもよい。
【００４１】
第２凝縮器と蒸発器３とを液相通路６が接続している。液相通路６は、一端が第２凝縮器４２に接続し、他端が蒸発器３の第１開口部３１に接続している。液相通路６は、第１凝縮器４１と第２凝縮器４２で凝縮した液相冷媒を重力により蒸発器３に流すことが可能である。なお、液相通路６は、主に液相冷媒が流れるものであるが、気液二相状態の冷媒、または気相冷媒が流れることもある。
【００４２】
続いて、第１凝縮器４１と第２凝縮器４２について詳細に説明する。
【００４３】
図２に示すように、第１凝縮器４１は、第１上タンク４１１、複数の第１熱交換チューブ４１２および第１下タンク４１３などを有している。第１凝縮器４１は、例えばアルミニウムまたは銅などの熱伝導率に優れた材料により形成されることが好ましい。第１凝縮器４１の形状および大きさは、車両に搭載される空間に合わせて任意に設定可能である。
【００４４】
第１熱交換チューブ４１２は、外部にある第１媒体との熱交換により気相冷媒を凝縮させる第１熱交換通路に相当するものである。第１熱交換チューブ４１２の外側には、複数のフィン４１４が設けられている。複数の第１熱交換チューブ４１２は、重力方向に沿うように延びている。これにより、複数の第１熱交換チューブ４１２の内側を、液相冷媒が重力方向に沿って流れる。
【００４５】
気相通路５から第１上タンク４１１に供給される気相冷媒は、第１上タンク４１１から複数の第１熱交換チューブ４１２に流入する。この気相冷媒は、複数の第１熱交換チューブ４１２を流れる際に、第１凝縮器４１の外部にある第１媒体との熱交換により凝縮する。複数の第１熱交換チューブ４１２で生成された液相冷媒は、自重により、第１下タンク４１３に流入する。
【００４６】
第２凝縮器４２も、第２上タンク４２１、複数の第２熱交換チューブ４２２および第２下タンク４２３などを有している。第２凝縮器４２も、例えばアルミニウムまたは銅などの熱伝導率に優れた材料により形成されることが好ましい。第２凝縮器４２の形状および大きさは、車両に搭載される空間に合わせて任意に設定可能である。
【００４７】
第２熱交換チューブ４２２は、外部にある第２媒体との熱交換により気相冷媒を凝縮させる第２熱交換通路に相当するものである。第２熱交換チューブ４２２の外側には、複数のフィン４２４が設けられている。複数の第２熱交換チューブ４２２は、重力方向に沿うように延びている。これにより、複数の第２熱交換チューブ４２２の内側を、液相冷媒が重力方向に沿って流れる。
【００４８】
第１凝縮器４１の第１下タンク４１３と、第２凝縮器４２の第２上タンク４２１とを接続通路４３が接続している。第１凝縮器４１を通過した液相冷媒は、接続通路４３を通り、第２凝縮器４２の第２上タンク４２１に流入する。なお、液相冷媒の流れに含まれて気相冷媒の一部も第２上タンク４２１に流入する。接続通路４３から第２凝縮器４２の第２上タンク４２１に供給される冷媒は、第２上タンク４２１から複数の第２熱交換チューブ４２２に流入する。この冷媒の中の気相冷媒は、複数の第２熱交換チューブ４２２を流れる際に、第２凝縮器４２の外部にある第２媒体との熱交換により凝縮する。複数の第２熱交換チューブ４２２で生成された液相冷媒は、自重により、第２下タンク４２３に流入する。
【００４９】
ここで、第１凝縮器４１が有する第１熱交換チューブ４１２の流路断面積をＳ１とし、第２凝縮器４２が有する第２熱交換チューブ４２２の流路断面積をＳ２とする。第１凝縮器４１が有する第１熱交換チューブ４１２の本数をＮ１とし、第２凝縮器４２が有する第２熱交換チューブ４２２の本数をＮ２とする。第１凝縮器４１が有する第１熱交換チューブ４１２の相当直径をＤ１とし、第２凝縮器４２が有する第２熱交換チューブ４２２の相当直径をＤ２とする。
【００５０】
このとき、第１凝縮器４１と第２凝縮器４２とは、次の関係を有している。
【００５１】
Ｓ１＞Ｓ２・・・（式１）
Ｓ１×Ｎ１＞Ｓ２×Ｎ２・・・（式２）
Ｄ１＞Ｄ２・・・（式３）
すなわち、上記の式１および式３に示したように、第２凝縮器４２が有する第２熱交換チューブ４２２は、第１凝縮器４１が有する第１熱交換チューブ４１２より、流路断面積または相当直径が小さい領域を有している。
【００５２】
また、上記の式２に示したように、複数の第１熱交換チューブ４１２の流路断面積を合わせた総流路断面積は、複数の第２熱交換チューブ４２２の流路断面積を合わせた総流路断面積より大きいものである。
【００５３】
第１実施形態の機器温調装置１は、上述した構成を備えることにより、次の作用効果を奏する。
【００５４】
（１）上記の式１および式３に示したように、第２熱交換チューブ４２２は、第１熱交換チューブ４１２より流路断面積または相当直径が小さいので、熱交換効率が高い。そのため、第２熱交換チューブ４２２は第１熱交換チューブ４１２より液相冷媒の生成量が多いものとなる。
【００５５】
また、上記の式２に示したように、複数の第１熱交換チューブ４１２の流路断面積Ｓ１を合わせた総流路断面積（Ｓ１×Ｎ１）は、複数の第２熱交換チューブ４２２の流路断面積Ｓ２を合わせた総流路断面積（Ｓ２×Ｎ２）より大きい。そのため、第２熱交換チューブ４２２は、第１熱交換チューブ４１２より流路抵抗が大きいものとなる。
【００５６】
これにより、第２熱交換チューブ４２２から第１熱交換チューブ４１２に亘って液相冷媒が溜まると、第１熱交換チューブ４１２の液相媒体が自重により第２熱交換チューブ４２２の液相媒体を蒸発器３側へ押圧する。そのため、第１凝縮器４１と第２凝縮器４２から蒸発器３に向かう液相冷媒の圧力が大きくなる。したがって、蒸発器３側から液相冷媒の逆流または気泡の逆流が抑制され、冷媒が順方向に円滑に流れる。よって、この機器温調装置１は、電池２の冷却能力を向上することができる。
【００５７】
また、仮に、第１熱交換チューブ４１２で凝縮した冷媒が第２熱交換チューブ４２２で再加熱されて気泡が発生した場合、その気泡は浮力により第２熱交換チューブ４２２から第１熱交換チューブ４１２へ侵入することが考えられる。この場合にも、第１熱交換チューブ４１２は第２熱交換チューブ４２２より流路断面積または相当直径が大きいので、第２熱交換チューブ４２２から第１熱交換チューブ４１２に侵入した気泡は、第１熱交換チューブ４１２から上流側へ速やかに排出される。そのため、第１熱交換チューブ４１２と第２熱交換チューブ４２２を液相冷媒が円滑に流れる。したがって、この機器温調装置１は、電池２の冷却能力を向上することができる。
【００５８】
（２）第１実施形態の機器温調装置１は、第１凝縮器４１が、第２凝縮器４２よりも重力方向上側に位置する領域を有する。
【００５９】
これによれば、第１凝縮器４１で生成された液相冷媒は、その自重により、第１凝縮器４１から第２凝縮器４２へ流れる。そのため、第１凝縮器４１から第２凝縮器４２を経由して蒸発器３へ液相冷媒が円滑に流れるので、蒸発器３側から液相冷媒の逆流または気泡の逆流が抑制される。したがって、この機器温調装置１は、電池２の冷却能力を向上することができる。
【００６０】
（３）第１実施形態の機器温調装置１は、第１凝縮器４１が有する複数の第１熱交換チューブ４１２と、第２凝縮器４２が有する複数の第２熱交換チューブ４２２がいずれも、重力方向に沿うように延びている。
【００６１】
これによれば、第１熱交換チューブ４１２および第２熱交換チューブ４２２は、液相冷媒を自重により重力方向下側へ円滑に流すことが可能である。したがって、この機器温調装置１は、電池２の冷却能力を向上することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して第１凝縮器４１または第２凝縮器４２の配置を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６３】
図３に示すように、第２実施形態では、第１凝縮器４１は、少なくとも一部の領域が第２凝縮器４２よりも重力方向上側に位置している。図３では、第１凝縮器４１が第２凝縮器４２よりも重力方向上側に位置する領域を、矢印αで示している。
【００６４】
これによれば、第１凝縮器４１で生成される液相冷媒は、その自重により、第１凝縮器４１から第２凝縮器４２へ流れる。そのため、第１凝縮器４１から第２凝縮器４２を経由して蒸発器３へ向けて液相冷媒が順方向に円滑に流れるので、蒸発器３側から液相冷媒の逆流または気泡の逆流が抑制される。したがって、この機器温調装置１は、電池２の冷却能力を向上することができる。
【００６５】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して第２凝縮器４２の配置を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６６】
図４に示すように、第３実施形態では、第２凝縮器４２が有する複数の第２熱交換チューブ４２２は、重力方向に対し交差する方向に延びている。なお、第２凝縮器４２が有する第２上タンク４２１と第２下タンク４２３は、重力方向に沿って延びている。
【００６７】
一方、第１凝縮器４１が有する複数の第１熱交換チューブ４１２は、重力方向に沿うように延びている。これにより、複数の第１熱交換チューブ４１２の内側を、液相冷媒が重力方向に沿って流れる力が大きくなる。
【００６８】
第３実施形態では、第１凝縮器４１の複数の第１熱交換チューブ４１２で生成された液相冷媒は、その自重により重力方向に沿って流れる力が大きくなり、第１下タンク４１３から接続通路４３を経由して第２凝縮器４２に流れる。第２凝縮器４２では、複数の第２熱交換チューブ４２２で生成された液相冷媒が、第２上タンク４２１または第２下タンク４２３に流れた後、液相通路６を経由して蒸発器３に円滑に流れる。これにより、蒸発器３側から液相冷媒の逆流または気泡の逆流が抑制される。したがって、第３実施形態の機器温調装置１は、第１凝縮器４１の複数の第１熱交換チューブ４１２または第２凝縮器４２の複数の第２熱交換チューブ４２２のうち少なくとも一方が、重力方向に沿うように延びていることで、電池２の冷却能力を向上することができる。
【００６９】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１実施形態に対して第１凝縮器４１の配置を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７０】
図５に示すように、第４実施形態では、第１凝縮器４１が有する複数の第１熱交換チューブ４１２は、重力方向に対し交差する方向に延びている。なお、第１凝縮器４１が有する第１上タンク４１１と第１下タンク４１３は、重力方向に沿って延びている。
【００７１】
一方、第２凝縮器４２が有する複数の第２熱交換チューブ４２２は、重力方向に沿うように延びている。これにより、複数の第２熱交換チューブ４２２の内側を、液相冷媒が重力方向に沿って流れる力が大きくなる。
【００７２】
第４実施形態でも、第１凝縮器４１が有する複数の第１熱交換チューブ４１２で生成された液相冷媒は、第１上タンク４１１から第１下タンク４１３に流れた後、接続通路４３を経由して第２凝縮器４２に流れる。第２凝縮器４２が有する複数の第２熱交換チューブ４２２で生成された液相冷媒は、その自重により重力方向に沿って流れる力が大きくなり、第２凝縮器４２から液相通路６を経由して蒸発器３に円滑に流れる。これにより、蒸発器３側から液相冷媒の逆流または気泡の逆流が抑制される。したがって、第４実施形態の機器温調装置１も、第１凝縮器４１の複数の第１熱交換チューブ４１２または第２凝縮器４２の複数の第２熱交換チューブ４２２のうち少なくとも一方が、重力方向に沿うように延びていることで、電池２の冷却能力を向上することができる。
【００７３】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。第５実施形態は、第１実施形態に対して第１凝縮器４１および第２凝縮器４２の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
図６に示すように、第５実施形態では、第１凝縮器４１と第２凝縮器４２とが、一体に構成されている。具体的には、図７に示すように、第１凝縮器４１の第１下タンク４１３と第２凝縮器４２の第２上タンク４２１とが、連続して一体に構成されている。第１凝縮器４１の第１下タンク４１３と第２凝縮器４２の第２上タンク４２１との間には、板状のセパレータ４４が設けられている。セパレータ４４の一部には穴４５が設けられている。この穴４５を通じて、第１凝縮器４１の第１下タンク４１３と第２凝縮器４２の第２上タンク４２１との間を冷媒が流れる。
【００７５】
第５実施形態では、第１凝縮器４１と第２凝縮器４２とを一体に構成することで、その体格を小型化すると共に、第１凝縮器４１と第２凝縮器４２とを接続する接続通路４３を廃止し、その接続通路４３による加熱または放熱の懸念を払拭することができる。
【００７６】
また、第１下タンク４１３と第２上タンク４２１とを一体に構成することで、部品点数を少なくし、構成を簡素なものとして、製造上のコストを低減することができる。
【００７７】
（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。以下に説明する複数の実施形態は、上述した第１から第５実施形態に対し、第１凝縮器４１および第２凝縮器４２のそれぞれの外部にある第１媒体および第２媒体について説明するものである。なお、以下に説明する複数の実施形態で参照する各図面では、蒸発器３とその周辺の構成の図示を省略している。
【００７８】
図８に示すように、第６実施形態の機器温調装置１は、第１媒体供給装置１００の一例として第１送風機７１を備えており、第２媒体供給装置２００の一例として第２送風機７２を備えている。第１送風機７１は、第１媒体としての空気を第１凝縮器４１に供給するものである。第２送風機７２も、第２媒体としての空気を第２凝縮器４２に供給するものである。
【００７９】
第１送風機７１は、少なくとも夏季において、第１媒体として車室外空気を第１凝縮器４１に供給する。車室外空気は、第１凝縮器４１の外部を流れ、第１凝縮器４１を流れる冷媒と熱交換する。一方、第２送風機７２は、少なくとも夏季において、第２媒体として車室内空気を第２凝縮器４２に供給する。車室内空気は、第２凝縮器４２の外部を流れ、第２凝縮器４２を流れる冷媒と熱交換する。
【００８０】
一般に、少なくとも夏季における車両走行時では、空調装置によって車室内の空気は車室外の空気よりも低温に設定されている。そのため、第２媒体としての車室内の空気は、第１媒体としての車室外の空気よりも低温である。したがって、第１凝縮器４１で凝縮した冷媒が、第２凝縮器４２で再加熱されることを防ぐことができる。そのため、第２凝縮器４２で気泡が生成されることが抑制されるので、その気泡の浮力による液相冷媒の流れの悪化が防がれる。また、気泡が液相冷媒を押し上げ、第１凝縮器４１または第２凝縮器４２の液上面で液相冷媒を吹き上げることが抑制されると共に、そこで気泡が破裂して異音を発生することが抑制される。さらに、第２凝縮器４２で気泡が生成されることが抑制されるので、第１凝縮器４１および第２凝縮器４２で液相冷媒の生成が円滑に行われ、第１凝縮器４１および第２凝縮器４２から蒸発器３に液相冷媒が円滑に供給される。したがって、この機器温調装置１は、電池２の冷却能力を向上することができる。
【００８１】
（第７実施形態）
第７実施形態について説明する。図９に示すように、第７実施形態の機器温調装置１は、第１媒体供給装置１００の一例として、第１送風機７１および第１冷熱供給器１０１を備えている。また、機器温調装置１は、第２媒体供給装置２００の一例として、第２送風機７２および第２冷熱供給器２０１を備えている。第１冷熱供給器１０１および第２冷熱供給器２０１は、例えば冷凍サイクルを構成する低圧側熱交換器、または、冷却水の循環サイクルを構成する熱交換器などで構成されるものである。
【００８２】
第１媒体供給装置１００は、第１送風機７１により気流を発生させ、第１冷熱供給器１０１を通過した空気を第１媒体として第１凝縮器４１に流す。これにより、第１凝縮器４１を流れる冷媒が冷却される。第１媒体供給装置１００は、第１冷熱供給器１０１の温度調節により、第１媒体としての空気の温度を調整することが可能である。
【００８３】
第２媒体供給装置２００は、第２送風機７２により気流を発生させ、第２冷熱供給器２０１を通過した空気を第２媒体として第２凝縮器４２に流す。これにより、第２凝縮器４２を流れる冷媒が冷却される。第２媒体供給装置２００も、第２冷熱供給器２０１の温度調節により、第２媒体としての空気の温度を調整することが可能である。
【００８４】
第１媒体供給装置１００と第２媒体供給装置２００は、第１媒体としての空気の温度よりも、第２媒体としての空気の温度を低くして、第２凝縮器４２を流れる冷媒をより冷却することが可能である。そのため、第７実施形態も、第１凝縮器４１で凝縮した冷媒が、第２凝縮器４２で再加熱されることを防ぐことができる。また、第７実施形態は、第１媒体と第２媒体を所望の温度に調整することが可能である。
【００８５】
（第８実施形態）
第８実施形態について説明する。図１０に示すように、第８実施形態の機器温調装置１は、第１媒体供給装置１００の一例として、第１送風機７１を備えている。第１送風機７１は、第１媒体としての空気を第１凝縮器４１に供給するものである。その空気は、第１凝縮器４１の外部を流れ、第１凝縮器４１を流れる冷媒と熱交換する。
【００８６】
また、機器温調装置１は、第２媒体供給装置２００の一例として、第２冷熱供給器２０１を備えている。第２冷熱供給器２０１は、例えば冷凍サイクルを構成する低圧側熱交換器、または、冷却水の流れる循環サイクルを構成する熱交換器などで構成されるものである。第２冷熱供給器２０１が冷凍サイクルを構成する低圧側熱交換器である場合、第２冷熱供給器２０１は第２媒体として冷凍サイクルを循環する冷媒の冷熱を第２凝縮器４２に供給する。一方、第２冷熱供給器２０１が冷却水の循環サイクルを構成する熱交換器である場合、第２冷熱供給器２０１は第２媒体として冷却水の冷熱を第２凝縮器４２に供給する。第２凝縮器４２を流れる冷媒は、第２媒体としての冷媒または冷却水からの熱伝導により冷却される。第２冷熱供給器２０１は、冷凍サイクルまたは冷却水の循環サイクルの出力調整により、第２凝縮器４２を流れる冷媒に供給する冷熱量を調整することが可能である。
【００８７】
第８実施形態では、第１媒体供給装置１００と第２媒体供給装置２００は、第１媒体としての空気から第１凝縮器４１に供給される冷熱量より、第２媒体としての冷媒または冷却水から第２凝縮器４２に供給される冷熱量を大きくすることが可能である。これにより、第１凝縮器４１を流れる冷媒よりも、第２凝縮器４２を流れる冷媒がより冷却される。したがって、第８実施形態においても、第１凝縮器４１で凝縮した冷媒が、第２凝縮器４２で再加熱されることを防ぐことができる。
【００８８】
また、第８実施形態では、第１媒体と第２媒体とは、異種の媒体である。これによれば、第１媒体と第２媒体を、温度の異なるものに容易に設定することが可能である。そのため、例えば車両の高速走行時など電池２の発熱量が大きいとき、第２媒体として、温度の低い冷媒または冷却水を使用して、電池２を十分に冷却することが可能である。一方、例えば車両の市内走行時など電池２の発熱量が小さいとき、第１媒体として、第２媒体よりも温度が比較的高い空気を使用して、電池２を適切な温度に冷却することが可能である。したがって、この機器温調装置１は、電池２の発熱量に応じた温度調節をすることができる。
【００８９】
また、第８実施形態では、第１媒体供給装置１００は、送風機７１である。第２媒体供給装置２００は、冷凍サイクルを構成する低圧側熱交換器、または、冷却水の流れる循環サイクルを構成する熱交換器である。
【００９０】
これによれば、例えば車両の市内走行時など電池２の発熱量が小さいとき、第１媒体供給装置１００としての送風機を使用することで、冷凍サイクルなどを駆動することに比べて、電池２の冷却に必要となる消費電力を低減することが可能である。
【００９１】
一方、第２媒体供給装置２００は、第２媒体としての冷凍サイクルの冷媒または冷却水の温度を、第１媒体としての空気の温度よりも低い温度に設定することが可能である。例えば車両の高速走行時など電池２の発熱量が大きいとき、第２媒体供給装置２００としての冷凍サイクルなどを使用することで、電池２を十分に冷却することが可能である。したがって、この機器温調装置１は、電池２の冷却に必要となる消費電力を低減すると共に、電池２の発熱量に応じた温度調節をすることができる。
【００９２】
（第９実施形態）
第９実施形態について説明する。図１１に示すように、第９実施形態の機器温調装置１は、第１媒体供給装置１００の一例として、冷却水の循環サイクル８を備えている。具体的に、冷却水の循環サイクル８は、ポンプ８１、送風機８２、空冷放熱器８３および熱交換器８４などが配管８５によって環状に接続され、冷却水が循環する第１媒体循環回路１１１を構成したものである。
【００９３】
ポンプ８１は、配管８５に冷却水を循環させる。送風機８２は、空冷放熱器８３に対して気流を流す。これにより、空冷放熱器８３の内部を流れる冷却水が冷却される。熱交換器８４は、第１冷熱供給器１０１に相当するものである。熱交換器８４を流れる冷却水は、第１凝縮器４１を流れる冷媒と熱交換し、第２凝縮器４２を流れる冷媒を冷却する。熱交換器８４で吸熱した冷却水は、空冷放熱器８３へ流れる。
【００９４】
また、機器温調装置１は、第２媒体供給装置２００の一例として、冷凍サイクル９を備えている。具体的に、冷凍サイクル９は、圧縮機９１、高圧側熱交換器９２、膨張弁９３および低圧側熱交換器９４などが配管９５によって環状に接続され、冷媒が循環する第２媒体循環回路２１１を構成したものである。上述した第１媒体循環回路１１１と第２媒体循環回路２１１とは別個独立したものである。
【００９５】
なお、冷凍サイクル９に使用する冷媒は、機器温調装置１に用いられる作動流体としての冷媒と同一のものであってもよく、また、異なるものであってもよい。
【００９６】
圧縮機９１は、低圧側熱交換器９４側から冷媒を吸引し圧縮する。圧縮機９１は、図示していない車両の走行用エンジンまたは電動機等から動力が伝達されて駆動する。
【００９７】
圧縮機９１から吐出した高圧の気相冷媒は高圧側熱交換器９２に流入する。高圧側熱交換器９２に流入した高圧の気相冷媒は、高圧側熱交換器９２の流路を流れる際、図示されていない送風機による外気との熱交換により冷却されて凝縮する。
【００９８】
高圧側熱交換器９２で凝縮された液相冷媒は、膨張弁９３を通過する際に減圧され、霧状の気液二相状態となって低圧側熱交換器９４に流入する。膨張弁９３はオリフィスまたはノズルのような固定絞り、或いは、適宜の可変絞り等により構成される。低圧側熱交換器９４は、第２冷熱供給器２０１に相当するものである。低圧側熱交換器９４は、内部を流れる冷媒の蒸発熱により、第２凝縮器４２を流れる冷媒を冷却する。低圧側熱交換器９４を通過した冷媒は、図示していないアキュムレータを経由して圧縮機９１に吸引される。
【００９９】
第２媒体供給装置２００は、冷却水の循環サイクル８の出力調整または冷凍サイクル９の出力調整により、第１凝縮器４１を流れる冷媒に供給する冷熱量よりも、第２凝縮器４２を流れる冷媒に供給する冷熱量を大きくすることが可能である。これにより、第１凝縮器４１を流れる冷媒よりも、第２凝縮器４２を流れる冷媒がより冷却される。したがって、第９実施形態でも、第１凝縮器４１で凝縮した冷媒が、第２凝縮器４２で再加熱されることを防ぐことができる。
【０１００】
また、第９実施形態では、第１媒体としての冷却水と、第２媒体としての冷凍サイクル９の冷媒とは、異種の媒体である。これによれば、第１媒体と第２媒体の温度を異なる温度に容易に設定することが可能である。したがって、この機器温調装置１は、電池２の発熱量に応じた温度調節をすることができる。
【０１０１】
さらに、第９実施形態では、第１媒体としての冷却水が循環する第１媒体循環回路１１１と、第２媒体としての冷媒が循環する第２媒体循環回路２１１とは別個独立した回路である。これによれば、第１媒体の温度と第２媒体の温度とが互いに影響しあうことを防ぐことが可能である。したがって、第１媒体供給装置１００により第１凝縮器４１を流れる冷媒に供給する冷熱量を適切に調整し、且つ、第２媒体供給装置２００により第２凝縮器４２を流れる冷媒に供給する冷熱量を適切に調整することが可能である。
【０１０２】
（第１０実施形態）
第１０実施形態について説明する。図１２に示すように、第１０実施形態では、機器温調装置１が備える第１媒体供給装置１００と第２媒体供給装置２００は、同一の冷凍サイクル９により構成されている。この冷凍サイクル９において、第１冷熱供給器１０１に相当する第１低圧側熱交換器９４１と、第２冷熱供給器２０１に相当する第２低圧側熱交換器９４２とは、並列に接続されている。
【０１０３】
具体的に、冷凍サイクル９は、圧縮機９１、高圧側熱交換器９２、第１流量調整弁９６１、第１膨張弁９３１、第１低圧側熱交換器９４１、第２流量調整弁９６２、第２膨張弁９３２および第２低圧側熱交換器９４２などが配管９５によって環状に接続され、冷媒が循環する循環回路を構成したものである。
【０１０４】
圧縮機９１および高圧側熱交換器９２は、第９実施形態で説明したものと実質的に同一である。
【０１０５】
高圧側熱交換器９２で凝縮された液相冷媒は、分岐した配管９５１、９５２を経由し、第１低圧側熱交換器９４１側と第２低圧側熱交換器９４２側にそれぞれ分かれて流れる。第１低圧側熱交換器９４１側の配管９５１には、冷媒の流れる流量を調整するための第１流量調整弁９６１が設けられている。第１流量調整弁９６１を通過した液相冷媒は、第１膨張弁９３１を通過する際に減圧され、霧状の気液二相状態となって第１低圧側熱交換器９４１に流入する。第１低圧側熱交換器９４１は、第１冷熱供給器１０１に相当するものである。
【０１０６】
第１低圧側熱交換器９４１は、機器温調装置１の第１凝縮器４１を流れる冷媒と熱交換可能に設けられている。第１低圧側熱交換器９４１の流路を流れる低圧冷媒は、機器温調装置１の第１凝縮器４１を流れる冷媒から吸熱して蒸発する。機器温調装置１の第１凝縮器４１を流れる冷媒は、第１低圧側熱交換器９４１の流路を流れる低圧冷媒の蒸発潜熱により、冷却され、凝縮する。第１低圧側熱交換器９４１を通過した冷媒は、図示していないアキュムレータを経由して圧縮機９１に吸引される。
【０１０７】
一方、第２低圧側熱交換器９４２側の配管９５２にも、冷媒の流れる流量を調整するための第２流量調整弁９６２が設けられている。第２流量調整弁９６２を通過した液相冷媒は、第２膨張弁９３２を通過する際に減圧され、霧状の気液二相状態となって第２低圧側熱交換器９４２に流入する。第２低圧側熱交換器９４２は、第２冷熱供給器２０１に相当するものである。第２低圧側熱交換器９４２は、機器温調装置１の第２凝縮器４２を流れる冷媒と熱交換可能に設けられている。第２低圧側熱交換器９４２の流路を流れる低圧冷媒は、機器温調装置１の第２凝縮器４２を流れる冷媒から吸熱して蒸発する。機器温調装置１の第２凝縮器４２を流れる冷媒は、第２低圧側熱交換器９４２の流路を流れる低圧冷媒の蒸発潜熱により、冷却され、凝縮する。第２低圧側熱交換器９４２を通過した冷媒も、図示していないアキュムレータを経由して圧縮機９１に吸引される。
【０１０８】
第１０実施形態では、冷凍サイクル９が備える第１流量調整弁９６１および第２流量調整弁９６２により、第１凝縮器４１を流れる冷媒に供給する冷熱量と、第２凝縮器４２を流れる冷媒に供給する冷熱量とを調整することが可能である。第１流量調整弁９６１および第２流量調整弁９６２の流量調整は、オンオフ時間の調整などにより行われる。このような冷凍サイクル９の出力調整により、第１凝縮器４１を流れる冷媒に供給する冷熱量よりも、第２凝縮器４２を流れる冷媒に供給する冷熱量を大きくすることが可能である。これにより、第１凝縮器４１を流れる冷媒よりも、第２凝縮器４２を流れる冷媒がより冷却される。したがって、第１０実施形態でも、第１凝縮器４１で凝縮した冷媒が、第２凝縮器４２で再加熱されることを防ぐことができる。
【０１０９】
また、第１０実施形態では、冷凍サイクル９を構成する第１、第２低圧側熱交換器９４１、９４２をそれぞれ第１、第２冷熱供給器１０１、２０１として使用することで、第１凝縮器４１と第２凝縮器４２両方の冷媒凝縮能力を高めることが可能である。また、車両に搭載されている空調装置の冷凍サイクル９の第１、第２低圧側熱交換器９４１、９４２をそれぞれ第１、第２冷熱供給器１０１、２０１として使用することで、機器温調装置１の構成を簡素なものとすることができる。
【０１１０】
（第１１実施形態）
第１１実施形態について説明する。図１３に示すように、第１１実施形態は、第８実施形態の変形例である。
【０１１１】
第１１実施形態の機器温調装置１は、第１媒体供給装置１００の一例として、第１送風機７１を備えている。また、機器温調装置１は、第２媒体供給装置２００の一例として、冷却水の循環サイクル８と冷凍サイクル９によるいわゆる二次ループ構成を備えている。冷却水の循環サイクル８を構成する熱交換器８４は、第２冷熱供給器２０１に相当するものである。
【０１１２】
冷却水の循環サイクル８は、ポンプ８１、熱交換器８４および放熱器８３などが配管８５によって環状に接続されたものである。この冷却水の循環サイクル８の放熱器８３は、冷凍サイクル９を構成する低圧側熱交換器９４と熱交換可能に構成されている。なお、冷凍サイクル９を構成する圧縮機９１、高圧側熱交換器９２、膨張弁９３および低圧側熱交換器９４は、第９実施形態で説明したものと実質的に同一である。
【０１１３】
第１１実施形態では、第２冷熱供給器２０１を流れる冷却水は、冷凍サイクル９を構成する低圧側熱交換器９４により冷却される。第２冷熱供給器２０１は、冷凍サイクル９の出力調節などにより、第２冷熱供給器２０１から第２凝縮器４２を流れる冷媒に供給する冷熱量を調整することが可能である。第１１実施形態も、第８実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【０１１４】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０１１５】
例えば、上述した実施形態では、機器温調装置１は、車両の電池２を冷却するものとしたが、他の実施形態では、機器温調装置１が冷却する対象機器は、車両が備える種々の機器装置であってもよい。
【０１１６】
例えば、上述した実施形態では、機器温調装置１は、電池２を冷却するものとしたが、他の実施形態では、機器温調装置１は電池２を加熱するものであってもよい。この場合、蒸発器３で冷媒を凝縮させ、凝縮器４１、４２で冷媒を蒸発させることとなる。
【０１１７】
例えば、上述した実施形態では、蒸発器３を扁平状に形成されたケースで構成したが、他の実施形態では、蒸発器３は熱交換チューブを含む構成としてもよい。
【０１１８】
例えば、上述した実施形態では、機器温調装置１は、２個の凝縮器を備えるものとしたが、他の実施形態では、機器温調装置１は、３個以上の凝縮器を備えるものとしてもよい。
【０１１９】
例えば、上述した実施形態では、第１媒体供給装置１００または第２媒体供給装置２００として、冷却水の循環サイクル８、冷凍サイクル９または送風機７１、７２などを例示したが、他の実施形態では、第１媒体供給装置１００または第２媒体供給装置２００は、例えばペルチェ素子を備えたサーモモジュール、または、磁気で冷凍作用を生成する冷却体など、種々のものを適用してもよい。
【０１２０】
（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、機器温調装置は、対象機器の温度を調整する機器温調装置であり、蒸発器、第１凝縮器および第２凝縮器を備える。蒸発器は、対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により対象機器を冷却する。第１凝縮器は、蒸発器より重力方向上側に設けられ、蒸発器で蒸発した作動流体を、外部にある第１媒体との熱交換により凝縮させる第１熱交換通路を有する。第２凝縮器は、蒸発器より重力方向上側に設けられ、第１凝縮器から流入する作動流体を、外部にある第２媒体との熱交換により凝縮させる第２熱交換通路を有し、凝縮した作動流体を蒸発器に向けて流出する。ここで、第２凝縮器が有する第２熱交換通路は、第１凝縮器が有する第１熱交換通路より、流路断面積または相当直径が小さいものである。
【０１２１】
第２の観点によれば、第１凝縮器は複数の第１熱交換通路を有し、第２凝縮器は複数の第２熱交換通路を有する。複数の第１熱交換通路の流路断面積を合わせた総流路断面積は、複数の第２熱交換通路の流路断面積を合わせた総流路断面積より大きいものである。
【０１２２】
これによれば、第２熱交換通路から第１熱交換通路に亘って液相の作動流体が溜まると、第１熱交換通路の液相の作動流体が自重により第２熱交換通路の液相の作動流体を蒸発器側へ押すので、第１凝縮器および第２凝縮器から蒸発器に向かう液相の作動流体の流れの圧力が大きくなる。そのため、蒸発器側から液相の作動流体の逆流または気泡の逆流が抑制され、作動流体が円滑に流れる。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却能力を向上することができる。
【０１２３】
第３の観点によれば、第１凝縮器は、第２凝縮器よりも重力方向上側に位置する領域を有する。
【０１２４】
これによれば、第１凝縮器で生成された液相の作動流体は、その自重により、第１凝縮器から第２凝縮器へ流れる。そのため、第１凝縮器から第２凝縮器を経由して蒸発器へ向けて液相の作動流体が順方向に円滑に流れるので、蒸発器側から液相の作動流体の逆流または気泡の逆流が抑制される。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却能力を向上することができる。
【０１２５】
第４の観点によれば、第１凝縮器が有する複数の第１熱交換通路または第２凝縮器が有する複数の第２熱交換通路のうち少なくとも一方は、重力方向に沿うように延びている。
【０１２６】
これによれば、第１熱交換通路または第２熱交換通路のうち重力方向に沿うように延びているものは、液相の作動流体を自重により重力方向下側へ円滑に流すことが可能である。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却能力を向上することができる。
【０１２７】
第５の観点によれば、第１凝縮器と第２凝縮器とは、一体に構成されている。
【０１２８】
これによれば、第１凝縮器と第２凝縮器の体格を小型化することができる。また、第１凝縮器と第２凝縮器とを接続する配管などを廃止することで、その配管による加熱または放熱の懸念を払拭することができる。
【０１２９】
第６の観点によれば、第１凝縮器は、第１上タンク、第１熱交換通路、第１下タンクを有する。第２凝縮器は、第２上タンク、第２熱交換通路、第２下タンクを有する。第１凝縮器の第１下タンクと第２凝縮器の第２上タンクとは、一体に構成されている。
【０１３０】
これによれば、第１下タンクと第２上タンクとを一体に構成することで、部品点数を少なくし、構成を簡素なものとして、製造上のコストを低減することができる。また、第１凝縮器と第２凝縮器とを接続する配管などを廃止することができる。
【０１３１】
第７の観点によれば、第１凝縮器の外部にある第１媒体と、第２凝縮器の外部にある第２媒体とは、異種の媒体である。
【０１３２】
これによれば、第１媒体と第２媒体を、温度の異なるものに容易に設定することが可能である。そのため、例えば対象機器の発熱量が大きいとき、第１媒体と第２媒体のうち温度の低い方の媒体を使用して液相の作動流体の生成量を増やし、対象機器を十分に冷却することが可能である。一方、対象機器の発熱量が小さいとき、第１媒体と第２媒体のうち比較的に温度の高い方の媒体を使用して対象機器を適切な温度に冷却することが可能である。したがって、この機器温調装置は、対象機器の発熱量に応じた温度調節をすることができる。
【０１３３】
第８の観点によれば、機器温調装置は、第１媒体供給装置および第２媒体供給装置をさらに備える。第１媒体供給装置は、第１凝縮器に対し第１媒体を供給する。第２媒体供給装置は、第２凝縮器に対し第２媒体を供給する。
【０１３４】
これによれば、第１媒体供給装置により第１媒体から第１凝縮器を流れる作動流体に供給する冷熱量を調整し、第２媒体供給装置により第２媒体から第２凝縮器を流れる作動流体に供給する冷熱量を調整することが可能である。
【０１３５】
第９の観点によれば、第２媒体供給装置は、第２媒体を第１媒体よりも低い温度に設定することが可能に構成されている。
【０１３６】
これによれば、第１凝縮器で凝縮した作動流体が、第２凝縮器で再加熱されることを防ぐことができる。そのため、第２凝縮器で気泡が生成されることが抑制されるので、その気泡の浮力による液相の作動流体の流れの悪化が防がれる。また、気泡が液相の作動流体を押し上げ、第１または第２凝縮器の液上面で作動流体を吹き上げることが抑制されると共に、そこで気泡が破裂して異音を発生することが抑制される。さらに、第２凝縮器で気泡が生成されることが抑制されるので、第１凝縮器および第２凝縮器で液相の作動流体の生成が円滑に行われ、第１凝縮器および第２凝縮器から蒸発器に液相冷媒が円滑に供給される。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却能力を向上することができる。
【０１３７】
第１０の観点によれば、第１媒体供給装置は、第１媒体が循環する第１媒体循環回路を有する。第２媒体供給装置は、第２媒体が循環する第２媒体循環回路を有する。ここで、第１媒体循環回路と第２媒体循環回路とは別個独立した回路である。
【０１３８】
これによれば、第１媒体の温度と第２媒体の温度とが互いに影響しあうことを防ぐことが可能である。したがって、第１媒体供給装置により第１媒体から第１凝縮器を流れる作動流体に供給する冷熱量を適切に調整し、且つ、第２媒体供給装置により第２媒体から第２凝縮器を流れる作動流体に供給する冷熱量を適切に調整することが可能である。
【０１３９】
第１１の観点によれば、第１媒体供給装置は送風機であり、第２媒体供給装置は冷凍サイクルを構成する低圧側熱交換器である。
【０１４０】
これによれば、例えば対象機器の発熱量が小さいとき、第１媒体供給装置としての送風機を使用することで、冷凍サイクルを駆動することに比べて、対象機器の冷却に必要となる消費電力を低減することが可能である。
【０１４１】
一方、第２媒体供給装置は、第２媒体である冷凍サイクルの冷媒を、第１媒体である空気よりも低い温度に設定することが可能である。例えば対象機器の発熱量が大きいとき、第２媒体供給装置である冷凍サイクルを構成する低圧側熱交換器を使用することで、対象機器を十分に冷却することが可能である。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却に必要となる消費電力を低減すると共に、対象機器の発熱量に応じた温度調節をすることができる。
【０１４２】
第１２の観点によれば、対象機器の温度を調整する機器温調装置は、蒸発器、第１凝縮器および第２凝縮器を備える。蒸発器は、対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により対象機器を冷却する。第１凝縮器は、蒸発器で蒸発した作動流体を、外部にある第１媒体との熱交換により凝縮させる第１熱交換通路を有する。第２凝縮器は、第１凝縮器から流入する作動流体を、外部にある第２媒体との熱交換により凝縮させる第２熱交換通路を有し、凝縮した作動流体を蒸発器に向けて流出する。ここで、第１媒体と第２媒体とは、異種の媒体である。
【０１４３】
これによれば、第１媒体と第２媒体を、温度の異なるものに容易に設定することが可能である。そのため、例えば対象機器の発熱量が大きいとき、第１媒体と第２媒体のうち温度の低い方の媒体を使用して対象機器を十分に冷却することが可能である。一方、対象機器の発熱量が小さいとき、第１媒体と第２媒体のうち比較的に温度の高い方の媒体を使用して対象機器を適切な温度に冷却することが可能である。したがって、この機器温調装置は、対象機器の発熱量に応じた温度調節をすることができる。
【０１４４】
第１３の観点によれば、機器温調装置は、第１媒体供給装置と第２媒体供給装置とをさらに備える。第１媒体供給装置は、第１凝縮器に対し第１媒体を供給する。第２媒体供給装置は、第２凝縮器に対し第２媒体を供給する。この第２媒体供給装置は、第２媒体を第１媒体よりも低い温度に設定することが可能に構成されている。
【０１４５】
これによれば、第１凝縮器で凝縮した作動流体が、第２凝縮器で再加熱されることを防ぐことができる。そのため、第２凝縮器で気泡が生成されることが抑制されるので、その気泡の浮力による液相の作動流体の流れの悪化が防がれる。また、気泡が液相の作動流体を押し上げ、第１または第２凝縮器の液上面で液相の作動流体を吹き上げることが抑制されると共に、そこで気泡が破裂して異音を発生することが抑制される。さらに、第２凝縮器で気泡が生成されることが抑制されるので、第１凝縮器および第２凝縮器で液相の作動流体の生成が円滑に行われ、第１凝縮器および第２凝縮器から蒸発器に液相冷媒が円滑に供給される。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却能力を向上することができる。
【０１４６】
第１４の観点によれば、対象機器の温度を調整する機器温調装置は、蒸発器、第１凝縮器、第２凝縮器、第１媒体供給装置および第２媒体供給装置を備える。蒸発器は、対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により対象機器を冷却する。第１凝縮器は、蒸発器で蒸発した作動流体が、外部にある第１媒体との熱交換により凝縮させる第１熱交換通路を有する。第２凝縮器は、第１凝縮器から流入する作動流体が、外部にある第２媒体との熱交換により凝縮させる第２熱交換通路を有し、凝縮した作動流体を蒸発器に向けて流出する。第１媒体供給装置は、第１凝縮器に対し第１媒体を供給する。第２媒体供給装置は、第２凝縮器に対し第２媒体を供給する。この第２媒体供給装置は、第２媒体を第１媒体よりも低い温度に設定することが可能に構成されている。
【０１４７】
これによれば、第１熱交換通路で凝縮した作動流体が、第２熱交換通路で再加熱されることを防ぐことができる。そのため、第２熱交換通路で気泡が生成されることが抑制されるので、その気泡の浮力による液相の作動流体の流れの悪化が防がれる。また、気泡が液相の作動流体を押し上げ、第１または第２熱交換通路の上面で液相の作動流体を吹き上げることが抑制されると共に、そこで気泡が破裂して異音を発生することが抑制される。さらに、第２熱交換通路で気泡が生成されることが抑制されるので、第１熱交換通路および第２熱交換通路で液相の作動流体の生成が円滑に行われ、第１熱交換通路および第２熱交換通路から蒸発器に液相冷媒が円滑に供給される。したがって、この機器温調装置は、対象機器の冷却能力を向上することができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１      機器温調装置
２      電池
３      蒸発器
４１    第１凝縮器
４２    第２凝縮器
４１２  第１熱交換チューブ
４２２  第２熱交換チューブ
【図１】
2019196840.tif 000003
【図２】
2019196840.tif 000004
【図３】
2019196840.tif 000005
【図４】
2019196840.tif 000006
【図５】
2019196840.tif 000007
【図６】
2019196840.tif 000008
【図７】
2019196840.tif 000009
【図８】
2019196840.tif 000010
【図９】
2019196840.tif 000011
【図１０】
2019196840.tif 000012
【図１１】
2019196840.tif 000013
【図１２】
2019196840.tif 000014
【図１３】
2019196840.tif 000015