(57)【要約】【課題】熱輸送流体の流動停止状態で流路等に微小粒子が残る事を抑制できる熱輸送システムを得る。【解決手段】本熱輸送システム１０では、車両が停止されると、三方弁４４の弁体が操作され、三方弁４４の第２流入ポートと流出ポートとの間が開放されて第１流入ポートと流出ポートとの間が閉塞される。これによって、熱輸送流体１８のベース流体２０のみが循環流路４０を流れる。これによって、ポンプ５２の停止状態で、循環流路４０内等に微小粒子２２が残ることを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース流体と共に流動可能な微小粒子が前記ベース流体に混在された熱輸送流体と、
内側を前記熱輸送流体が流れる流路と、
前記流路の中間に設けられ、前記熱輸送流体が前記流路を流れることによって前記熱輸送流体との間で熱交換可能な熱交換部と、
前記熱輸送流体の前記流路での流動が停止される際に、前記熱輸送流体における前記微小粒子の平均的な分散状態よりも前記微小粒子の濃度が低い低濃度流体を前記流路に流す制御手段と、
を備える熱輸送システム。
【請求項２】
所定の大きさ以上の粒径の前記微小粒子の通過が不能とされ、一方の側から他方の側へ前記熱輸送流体が流れるフィルタを備え、
前記熱輸送流体は、前記所定の大きさ未満の粒径の前記微小粒子よりも所定の大きさ以上の粒径の前記微小粒子を多く含み、
前記熱輸送流体が前記フィルタを通ることによって前記低濃度流体が生成される請求項１に記載の熱輸送システム。
【請求項３】
前記フィルタは、前記微小粒子の通過が不能とされる請求項２に記載の熱輸送システム。
【請求項４】
内側に前記フィルタが設けられ、前記熱交換部から流れた前記熱輸送流体が内側における前記フィルタの一方の側に流入されて溜められると共に、内側における前記フィルタの一方の側及び他方の側の各々から個別に前記熱輸送流体を前記流路の前記熱交換部側へ流出可能なタンクを備える請求項２又は請求項３に記載の熱輸送システム。
【請求項５】
前記熱交換部から流れた前記熱輸送流体が内側に溜められると共に、前記熱輸送流体を前記流路の前記熱交換部側へ流出可能なタンクと、
作動されることによって前記タンクの内側で前記熱輸送流体を動かして前記タンクの内側での前記微小粒子の沈殿を抑制する沈殿抑制手段と、
を備える請求項１から請求項４の何れか１項に記載の熱輸送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱輸送流体が流れる熱輸送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示された熱輸送システムでは、熱輸送流体を構成するベース流体に微小粒子が混在されており、この熱輸送流体が流路を流れる。ところで、このような熱輸送システムでは、熱輸送流体の流動が停止されることによって、流路等に微小粒子が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４９９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、熱輸送流体の流動停止状態で流路等に微小粒子が残る事を抑制できる熱輸送システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の熱輸送システムは、ベース流体と共に流動可能な微小粒子が前記ベース流体に混在された熱輸送流体と、内側を前記熱輸送流体が流れる流路と、前記流路の中間に設けられ、前記熱輸送流体が前記流路を流れることによって前記熱輸送流体との間で熱交換可能な熱交換部と、前記熱輸送流体の前記流路での流動が停止される際に、前記熱輸送流体における前記微小粒子の平均的な分散状態よりも前記微小粒子の濃度が低い低濃度流体を前記流路に流す制御手段と、を備えている。
【０００６】
請求項１に記載の熱輸送システムによれば、熱輸送流体の流路での流動が停止される際に、低濃度流体が制御手段によって流路に流される。低濃度流体は、熱輸送流体における微小粒子の平均的な分散状態よりも微小粒子の濃度が低い。このため、このような低濃度流体が流路を流れることによって熱輸送流体の流動停止状態で、微小粒子が流路、熱交換部等に残ることを抑制できる。
【０００７】
請求項２に記載の熱輸送システムは、請求項１に記載の熱輸送システムにおいて、所定の大きさ以上の粒径の前記微小粒子の通過が不能とされ、一方の側から他方の側へ前記熱輸送流体が流れるフィルタを備え、前記熱輸送流体は、前記所定の大きさ未満の粒径の前記微小粒子よりも所定の大きさ以上の粒径の前記微小粒子を多く含み、前記熱輸送流体が前記フィルタを通ることによって前記低濃度流体が生成される。
【０００８】
請求項２に記載の熱輸送システムでは、熱輸送流体がフィルタを通るが、熱輸送流体に含まれる微小粒子のうち、所定の大きさ以上の粒径の微小粒子は、フィルタを通過できない。ここで、熱輸送流体には、所定の大きさ未満の微粒子が所定の大きさ以上の微粒子よりも多く含まれる。このため、フィルタを通った熱輸送流体を、熱輸送流体における微小粒子の平均的な分散状態よりも微小粒子の濃度が低い低濃度流体にできる。
【０００９】
請求項３に記載の熱輸送システムは、請求項２に記載の熱輸送システムにおいて、前記フィルタは、前記微小粒子の通過が不能とされる。
【００１０】
請求項３に記載の熱輸送システムによれば、フィルタは、微小粒子の通過が不能なフィルタとされる。このため、フィルタを通った熱輸送流体である低濃度流体は、微小粒子を含まない。このような微小粒子を含まない低濃度流体が流路を流れることによって熱輸送流体の流動停止状態で、微小粒子が流路、熱交換部等に残ることを効果的に抑制できる。
【００１１】
請求項４に記載の熱輸送システムは、請求項２又は請求項３に記載の熱輸送システムにおいて、内側に前記フィルタが設けられ、前記熱交換部から流れた前記熱輸送流体が内側における前記フィルタの一方の側に流入されて溜められると共に、内側における前記フィルタの一方の側及び他方の側の各々から個別に前記熱輸送流体を前記流路の前記熱交換部側へ流出可能なタンクを備えている。
【００１２】
請求項４に記載の熱輸送システムは、タンクを備えており、タンクの内側にはフィルタが設けられる。タンクの内側におけるフィルタの一方の側には、熱交換部から流れた熱輸送流体が流入されて溜められる。また、タンクは、フィルタの一方の側と他方の側の各々から個別に熱輸送流体の流出が可能とされている。これによって、熱輸送流体を溜めるタンクから熱輸送流体が流出される際に、熱輸送流体を低濃度流体と、低濃度流体よりも微小粒子の濃度が高い高濃度流体とに分離できる。
【００１３】
請求項５に記載の熱輸送システムは、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の熱輸送システムにおいて、前記熱交換部から流れた前記熱輸送流体が内側に溜められると共に、前記熱輸送流体を前記流路の前記熱交換部側へ流出可能なタンクと、作動されることによって前記タンクの内側で前記熱輸送流体を動かして前記タンクの内側での前記微小粒子の沈殿を抑制する沈殿抑制手段と、を備えている。
【００１４】
請求項５に記載の熱輸送システムは、沈殿抑制手段が作動されると、タンクの内側で熱輸送流体が動かされる。これによって、タンクの内側での熱輸送流体の微小粒子の沈殿を抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、請求項１に記載の熱輸送システムでは、熱輸送流体の流動停止状態で、微小粒子が流路、熱交換部等に残ることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係る熱輸送システム熱輸送流体の回路図である。
【図２】第１の実施の形態に係る熱輸送システムの制御の概要を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態に係る熱輸送システムの制御の概要を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る熱輸送システム熱輸送流体の回路図である。
【図５】第２の実施の形態に係る熱輸送システムの制御の概要を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の各実施の形態を図１から図３の各図に基づいて説明する。なお、以下の各実施の形態に係る熱輸送システム１０は、車両（図示省略）に搭載された燃料電池システム１２の熱交換部としての燃料電池スタック１４の冷却に用いられる構成であるが、各図における紙面左右方向、紙面上下方向等と、車両前後方向、車幅方向等の車両を基準とする各方向とは基本的に関係ない。また、以下の各実施の形態を説明するにあたり、説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００１８】
＜第１の実施の形態の構成＞
図１に示されるように、熱輸送システム１０は、タンクを構成する第１タンク１６を備えており、熱輸送流体１８が第１タンク１６の内側に溜められている。図１において熱輸送流体１８を拡大した図である二点鎖線の円Ａで示されるように、熱輸送流体１８は、ベース流体２０を備えている。ベース流体２０は、例えば、エチレングリコール等の有機溶媒又は水によって構成されている。
【００１９】
また、熱輸送流体１８は、多数の微小粒子２２を備えている。微小粒子２２は、例えば、黒鉛、ダイヤモンド等の炭素系粉末粒子によって形成されており、微小粒子２２の粒径は、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下とされている。熱輸送流体１８には、本熱輸送システム１０中のベース流体２０の全体積に対して所定の体積の微小粒子２２が混ぜられており、例えば、ベース流体２０の全体積に対する微小粒子２２の体積の比率は、１０％程度とされている。
【００２０】
第１タンク１６には、沈殿抑制手段としての攪拌装置２４の羽２６が設けられている。羽２６は、第１タンク１６の内側における底壁部２８の近傍に設けられており、羽２６は、第１タンク１６の上下方向を軸方向とする軸周り方向へ回転できる。攪拌装置２４は、モータ３０（図２参照）を備えており、モータ３０が作動されると、羽２６が回転される。これによって、熱輸送流体１８が攪拌され、例えば、第１タンク１６の底壁部２８側へ沈殿した微小粒子２２がベース流体２０の上側部分等へ分散される。
【００２１】
図２に示されるように、攪拌装置２４のモータ３０は、モータドライバ３２へ電気的に接続されている。モータドライバ３２は、制御手段を構成する制御装置３４へ電気的に接続されていると共に、車両に搭載されたバッテリー（図示省略）へ電気的に接続されており、制御装置３４から出力されてモータドライバ３２へ入力されるモータ制御信号ＭｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わると、モータ３０が作動され、羽２６が回転される。
【００２２】
また、第１タンク１６は、第１流出ポート３６を備えている。第１流出ポート３６は、例えば、第１タンク１６の周壁部３８における第１タンク１６の上下方向下側端部に設けられており、第１タンク１６内に溜められた熱輸送流体１８は、第１流出ポート３６から第１タンク１６の外部へ流出できる。この第１流出ポート３６には、流路としての循環流路４０を構成する第１流路４２の一端が接続されている。
【００２３】
第１流路４２の他端は、濃度調節手段の調整手段として制御装置３４と共に制御手段を構成する三方弁４４の第１流入ポートへ接続されている。三方弁４４は、第１流入ポート及び第２流入ポートの２つの流入ポートと、１つの流出ポートとを備えており、第１流入ポート及び第２流入ポートの一方と流出ポートとの間が弁体によって閉塞されると、第１流入ポート及び第２流入ポートの他方と流出ポートとの間が開放される。
【００２４】
図２に示されるように、三方弁４４において弁体を移動させる第１弁駆動部４６は、第１弁駆動ドライバ４８へ電気的に接続されている。この第１弁駆動ドライバ４８は、制御装置３４へ電気的に接続されていると共に、車両に搭載されたバッテリー（図示省略）へ電気的に接続されており、例えば、制御装置３４から出力されて第１弁駆動ドライバ４８へ入力される第１弁制御信号Ｖｓ１がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わると、弁体が移動され、第１流入ポートと流出ポートとの間が開放されて第２流入ポートと流出ポートとの間が閉塞される。また、第１弁制御信号Ｖｓ１がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わると、弁体が移動され、第２流入ポートと流出ポートとの間が開放されて第１流入ポートと流出ポートとの間が閉塞される。
【００２５】
図１に示されるように、三方弁４４の流出ポートには、循環流路４０を構成する第２流路５０の一端が接続されている。第２流路５０の他端は、流体送給装置としてのポンプ５２の供給ポートへ接続されており、ポンプ５２が作動されると、第２流路５０側からポンプ５２へ熱輸送流体１８が吸い込まれる。
【００２６】
図２に示されるように、ポンプ５２は、ポンプドライバ５４へ電気的に接続されている。このポンプドライバ５４は、制御装置３４へ電気的に接続されていると共に、車両に搭載されたバッテリー（図示省略）へ電気的に接続されており、例えば、制御装置３４から出力されてポンプドライバ５４へ入力されるポンプ制御信号ＰｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わると、ポンプ５２が作動され、ポンプ制御信号ＰｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わると、ポンプ５２が停止される。
【００２７】
一方、図２に示されるように、制御装置３４は、車両のイグニッションスイッチ５６へ電気的に接続されている。イグニッション装置が操作されてイグニッションスイッチ５６がＯＮ状態になり、イグニッションスイッチ５６から出力されるイグニッション信号ＩｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わると、燃料電池システム１２の燃料電池スタック１４での発電が開始される。これに対して、イグニッション装置が操作されてイグニッションスイッチ５６がＯＦＦ状態になり、イグニッションスイッチ５６から出力されるイグニッション信号ＩｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わると、燃料電池システム１２の燃料電池スタック１４での発電が停止される。
【００２８】
また、制御装置３４は、車両の速度を検出する速度センサ５８へ電気的に接続されている。車両の走行が開始されると（すなわち、車両の走行速度が０よりも大きくなると）、速度センサ５８から出力される速度検出信号ＳｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わり、車両が停止されると（すなわち、車両の走行速度が０になると）、速度センサ５８から出力される速度検出信号ＳｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わる。以上のイグニッションスイッチ５６から出力されたイグニッション信号Ｉｓ及び速度センサ５８から出力された速度検出信号Ｓｓは、制御装置３４に入力される。
【００２９】
一方、図１に示されるポンプ５２の吐出ポートには、循環流路４０を構成する第３流路６０の一端が接続されており、ポンプ５２が作動されることによって第２流路５０側からポンプ５２へ吸い込まれた熱輸送流体１８は、ポンプ５２の吐出ポートから第３流路６０へ送り出される。
【００３０】
第３流路６０の中間部（第３流路６０の一端と他端との間）は、燃料電池システム１２の熱交換部としての燃料電池スタック１４を通っている。燃料電池スタック１４は、複数のセルを備えている。燃料ガスとしての水素がセルの正極（アノード、燃料極）と正極側のセパレータとの間を流れ、酸化剤としての酸素を含む空気がセルの負極（カソード、空気極）と負極側のセパレータとの間を流れることによって電気化学反応が生じ、これによって、発電される。
【００３１】
燃料電池スタック１４は、車両に搭載された駆動ドライバを介して駆動装置としての車両駆動モータへ電気的に接続されており、燃料電池スタック１４から車両駆動モータへ電力が供給されることによって車両駆動モータが駆動される。車両駆動モータの出力軸は、車両の駆動輪へ機械的に接続されており、車両駆動モータの駆動力が駆動輪へ伝わることによって、車両は、走行できる。
【００３２】
燃料電池スタック１４のセルにおいて水素と酸素との電気化学反応が生じると、燃料電池スタック１４は、発熱される。第３流路６０の中間部が燃料電池スタック１４を通っていることで、燃料電池スタック１４と第３流路６０内を流れる熱輸送流体１８との間で熱が交換される。これによって、燃料電池スタック１４が冷却されると共に熱輸送流体１８が加熱される。
【００３３】
第３流路６０の他端は、熱交換部としてのラジエータ６２へ接続されており、第３流路６０を流れる熱輸送流体１８は、ラジエータ６２へ送給される。ラジエータ６２は、例えば、車両のエンジンルーム内におけるラジエータグリルの車両後側に配置される。車両が走行すると、走行風がラジエータグリルを通ってエンジンルーム内に入る。このようにエンジンルーム内に入った走行風がラジエータ６２を通過する。走行風がラジエータ６２を通過した際に、走行風とラジエータ６２を通過する熱輸送流体１８との間で熱が交換されることによって、熱輸送流体１８が冷却される。ラジエータ６２には、循環流路４０を構成する第４流路６４の一端が接続されており、ラジエータ６２を流れた熱輸送流体１８は、第４流路６４へ送給されて第４流路６４を流れる。
【００３４】
第４流路６４の他端は、第１タンク１６に設けられた流入ポート６６へ接続されている。流入ポート６６は、例えば、第１タンク１６の蓋等の上壁部、第１タンク１６の周壁の上端部等、第１タンク１６の上側部分に設けられており、第４流路６４を流れた熱輸送流体１８は、流入ポート６６を通って第１タンク１６の内部に供給され、熱輸送流体１８が第１タンク１６の内部に溜まる。
【００３５】
ここで、第１タンク１６の内側には、分離手段として濃度調節手段を構成する複数のフィルタ６８が設けられている。各フィルタ６８は、円筒状に形成されており、フィルタ６８の中心軸方向は、第１タンク１６の上下方向とされている。フィルタ６８の上壁、周壁、底壁の各々は、例えば、メッシュ状とされており、フィルタ６８の上壁、周壁、底壁の各々には、フィルタ６８の内外を連通する多数の孔が形成されている。このフィルタ６８の孔の直径寸法は、上述した微小粒子２２の最小粒径寸法未満とされており、例えば、上記のように、微小粒子２２の粒径が１００μｍ以上１０００μｍ以下とされているのであれば、フィルタ６８の孔の直径寸法は、１００μｍ未満とされている。このため、微小粒子２２は、フィルタ６８を通ることができない。
【００３６】
フィルタ６８の中心軸線方向全域又は中心軸線方向中間部よりも下側部分は、第１タンク１６内に溜められた熱輸送流体１８に浸されている。このため、フィルタ６８の内側における第１タンク１６内の熱輸送流体１８の液面よりも下側部分には、熱輸送流体１８のベース流体２０がフィルタ６８の外側（フィルタ６８の一方の側）から内側（フィルタ６８の他方の側）へ通ってフィルタ６８の内側に入っている。
【００３７】
また、各フィルタ６８には、循環流路４０を構成する第５流路７０が設けられている。第５流路７０の一端側は、第１タンク１６の内側におけるフィルタ６８の外側で複数に分岐されており、このように分岐された第５流路７０の各一端側部分は、第１タンク１６の内側におけるフィルタ６８の外側から各フィルタ６８の上壁を通ってフィルタ６８の内側に入っており、更に、第５流路７０の各一端は、各フィルタ６８の内側におけるフィルタ６８の底壁の近傍に配置されている。
【００３８】
一方、第１タンク１６は、第２流出ポート７２を備えている。第２流出ポート７２は、第１タンク１６の周壁部における第１タンク１６の上下方向上側部分、例えば、第１タンク１６の周壁部において、第１タンク１６内に熱輸送流体１８が全て溜められた状態での熱輸送流体１８の液面よりも上側に設けられている。この第２流出ポート７２には、第５流路７０における上記の分岐部分よりも他端側部分が通って第１タンク１６の外側へ延び、更に、第５流路７０の他端は、上記の三方弁４４の第２流入ポートへ接続されている。
【００３９】
＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、図３の制御装置３４による攪拌装置２４、三方弁４４、ポンプ５２の制御の概略的なフローチャートに基づいて、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【００４０】
本熱輸送システム１０では、車両のイグニッション装置が操作されて、イグニッションスイッチ５６から出力されるイグニッション信号ＩｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わると、制御装置３４による攪拌装置２４、三方弁４４、ポンプ５２の制御が開始される（ステップ１５０）。次いで、ステップ１５２では、速度センサ５８から出力される速度検出信号ＳｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わったか否かが判定される。
【００４１】
車両が走行を開始し、速度検出信号ＳｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わると、ステップ１５４で制御装置３４から出力される第１弁制御信号Ｖｓ１がＨｉｇｈレベルであるか否かが判定され、この状態で第１弁制御信号Ｖｓ１がＬｏｗレベルであると、ステップ１５６で制御装置３４から出力される第１弁制御信号Ｖｓ１がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わる。このようにして制御装置３４から出力されたＨｉｇｈレベルの第１弁制御信号Ｖｓ１が第１弁駆動ドライバ４８に入力されると、三方弁４４の弁が移動される。これによって、三方弁４４では、第１流入ポートと流出ポートとの間が開放されて第２流入ポートと流出ポートとの間が閉塞される。
【００４２】
次いで、ステップ１５８では、制御装置３４から出力されるモータ制御信号ＭｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替えられる。これによって、攪拌装置２４のモータ３０が作動されて攪拌装置２４の羽２６が回転される。攪拌装置２４の羽２６が回転されることによって、第１タンク１６内の熱輸送流体１８が攪拌され、第１タンク１６の底壁側に沈んで溜まった微小粒子２２が第１タンク１６の上側へ巻き上げられ、第１タンク１６内でフィルタ６８の内側部分を除いた熱輸送流体１８の全体に微小粒子２２が分散される。
【００４３】
また、ステップ１５８では、制御装置３４から出力されるポンプ制御信号ＰｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替えられる。これによって、ポンプ５２が作動されると、ポンプ５２の供給ポートに繋がった第２流路５０で負圧が生じ、第２流路５０からポンプ５２へ熱輸送流体１８が吸い込まれる。この状態で三方弁４４では、第１流入ポートと流出ポートとの間が開放されて第２流入ポートと流出ポートとの間が閉塞されている。このため、第２流路５０側の熱輸送流体１８がポンプ５２に吸い込まれることによって、第１タンク１６内の熱輸送流体１８は、第１タンク１６の第１流出ポート３６、第１流路４２、三方弁４４の第１流入ポートと流出ポートとの間を通って第２流路５０へ流れる。
【００４４】
さらに、ポンプ５２に吸い込まれた熱輸送流体１８は、ポンプ５２の吐出ポートから第３流路６０へ吐出される。第３流路６０へ吐出された熱輸送流体１８は、第３流路６０の中間部で燃料電池システム１２の燃料電池スタック１４を通る。この状態では、燃料電池スタック１４のセルで発電され、これによって、燃料電池スタック１４が発熱している。
【００４５】
この状態で、熱輸送流体１８が燃料電池スタック１４を通ると、熱輸送流体１８と燃料電池スタック１４との間で熱が交換される。特に、本実施の形態では、熱輸送流体１８のベース流体２０中には微小粒子２２が混ぜられており、微小粒子２２が燃料電池スタック１４内で第３流路６０の内周部へ接触すると、微小粒子２２を含むベース流体２０は、ベース流体２０単体（すなわち、微小粒子２２を含まないベース流体２０）よりも効率よく第３流路６０の熱、ひいては、燃料電池スタック１４で生じた熱を吸収する。これによって、燃料電池スタック１４を効率よく冷却できる。
【００４６】
さらに、燃料電池スタック１４を通った熱輸送流体１８は、更に第３流路６０を流れ、第３流路６０の他端からラジエータ６２へ送給される。熱輸送流体１８がラジエータ６２に送給されると、微小粒子２２を含むベース流体２０がラジエータ６２内を流れる。この状態では、車両が走行している。このため、車両のエンジンルーム内におけるラジエータグリルの車両後側に配置されたラジエータ６２には、走行風が通過する。走行風がラジエータ６２を通過した際に、走行風とラジエータ６２を通過する熱輸送流体１８との間で熱が交換される。特に、本実施の形態では、熱輸送流体１８のベース流体２０中には微小粒子２２が混ぜられており、微小粒子２２が燃料電池スタック１４内でラジエータ６２内における熱輸送流体１８の流路の内周部へ接触すると、微小粒子２２を含むベース流体２０は、ベース流体２０単体（すなわち、微小粒子２２を含まないベース流体２０）よりも効率よくラジエータ６２へ熱を伝えることができ、これによって、熱輸送流体１８を効率よく冷却できる。
【００４７】
さらに、ラジエータ６２を流れた熱輸送流体１８は、第４流路６４を流れ、第１タンク１６の流入ポート６６から第１タンク１６の内側へ流れる。このようにして、熱輸送流体１８が循環される。
【００４８】
一方、図３に示されるように、ステップ１５８で制御装置３４から出力されるポンプ制御信号Ｐｓ及びモータ制御信号ＭｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替えられると、ステップ１６０で、制御装置３４のタイマプログラムが作動される。次に、ステップ１６２で速度センサ５８から出力される速度検出信号ＳｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わったか否か、すなわち、車両が停止したか否かが判定され、車両走行状態が継続されていれば、ステップ１６４で、タイマプログラムでの経過時間Ｔが、所定の第１の設定時間Ｔｓ１未満であるか否かが判定される。
【００４９】
経過時間Ｔが第１の設定時間Ｔｓ１以上になると、ステップ１６６で制御装置３４から出力されるモータ制御信号ＭｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替えられると共に、タイマプログラムでの経過時間Ｔがリセットされる（すなわち、経過時間Ｔが０にされる）。これによって、攪拌装置２４が停止される。
【００５０】
次に、ステップ１６２で速度センサ５８から出力される速度検出信号ＳｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わったか否か、すなわち、車両が停止したか否かが判定され、この状態で、車両が停止され、速度検出信号ＳｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わると、ステップ１７０で制御装置３４から出力される第１弁制御信号Ｖｓ１がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わる。また、上記のステップ１６２の段階で車両が停止され、速度検出信号ＳｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わると、ステップ１７２でステップ１６６と同様の処理が成されてステップ１７０で第１弁制御信号Ｖｓ１がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わる。
【００５１】
このように、ステップ１７０で制御装置３４から出力される第１弁制御信号Ｖｓ１がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わると、第１弁駆動ドライバ４８によって三方弁４４の弁体が操作され、これによって、三方弁４４の第２流入ポートと流出ポートとの間が開放されて第１流入ポートと流出ポートとの間が閉塞される。この状態では、第２流路５０側の熱輸送流体１８がポンプ５２に吸い込まれることによって、第１タンク１６内の熱輸送流体１８は、第１タンク１６の第２流出ポート７２、第５流路７０、三方弁４４の第２流入ポートと流出ポートとの間を通って第２流路５０へ流れる。
【００５２】
ここで、第５流路７０の各一端は、各フィルタ６８の内側におけるフィルタ６８の底壁の近傍に配置されている。このため、第５流路７０の各一端からは、各フィルタ６８の内側から熱輸送流体１８が吸い込まれる。各フィルタ６８の内側で熱輸送流体１８が第５流路７０の各一端から吸い込まれると、第１タンク１６の内側における各フィルタ６８の外側から各フィルタ６８の内側へ熱輸送流体１８が流れる。フィルタ６８の内外を連通する多数の孔の直径寸法は、熱輸送流体１８の微小粒子２２の最小粒径寸法未満とされている。
【００５３】
このため、熱輸送流体１８のベース流体２０は、フィルタ６８を通過できるが、微小粒子２２は、フィルタ６８を通過できない。これによって、フィルタ６８の外側の熱輸送流体１８は、微小粒子２２がベース流体２０に混じった高濃度流体とされ、フィルタ６８の内側の熱輸送流体１８は、ベース流体２０のみで構成される（すなわち、微小粒子２２の濃度が薄い）低濃度流体とされる。したがって、三方弁４４の第２流入ポートと流出ポートとの間が開放されて第１流入ポートと流出ポートとの間が閉塞された状態では、ポンプ５２によってベース流体２０のみで構成される熱輸送流体１８（低濃度流体）が循環流路４０及びラジエータ６２を流れる。
【００５４】
さらに、ステップ１７４では、制御装置３４のタイマプログラムが作動され、ステップ１７６でタイマプログラムでの経過時間Ｔが、所定の第２の設定時間Ｔｓ２未満であるか否かが判定される。ステップ１７６で経過時間Ｔが、所定の第２の設定時間Ｔｓ２以上になったと判定されると、ステップ１７８で制御装置３４から出力されるポンプ制御信号ＰｓがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わり、これによって、ポンプ５２が停止される。
【００５５】
ここで、上記の第２の設定時間Ｔｓ２は、ポンプ５２が作動されることによって、第５流路７０の各一端から吸い込まれた熱輸送流体１８（低濃度流体）が、循環流路４０及びラジエータ６２を通って第１タンク１６の流入ポート６６から第１タンク１６内へ戻るために要する時間以上に設定されている。
【００５６】
このため、三方弁４４の第２流入ポートと流出ポートとの間が開放されて第１流入ポートと流出ポートとの間が閉塞された状態になってから、ポンプ５２が停止されるまでの間に、ベース流体２０のみで構成される熱輸送流体１８（低濃度流体）が第５流路７０の各一端から吸い込まれて循環流路４０及びラジエータ６２を流れ、更に第１タンク１６内へ戻る（すなわち、循環流路４０及びラジエータ６２の微小粒子２２が第１タンク１６に回収される）。これによって、ポンプ５２が停止された後（すなわち、循環流路４０内及びラジエータ６２内での熱輸送流体１８の流動が停止された後）に、微小粒子２２が循環流路４０内及びラジエータ６２内に残ることを抑制できる。
【００５７】
このように、熱輸送流体１８の流動が停止された状態で微小粒子２２が循環流路４０内及びラジエータ６２内に残ることを抑制できるため、微小粒子２２が循環流路４０内及びラジエータ６２内で沈んで溜まることを抑制でき、熱輸送流体１８の流動が再開された際に、熱輸送流体１８は、循環流路４０内及びラジエータ６２内を円滑に流れることができ、本熱輸送システム１０の耐久性を向上できる。これによって、本熱輸送システム１０のメンテナンス等が容易になり、また、メンテナンスコストの軽減が可能になる。
【００５８】
また、本実施の形態では、循環流路４０内及びラジエータ６２内での熱輸送流体１８の流動が開始される際（再開時を含む）に、攪拌装置２４が作動され、第１タンク１６内でフィルタ６８の内側部分を除いた熱輸送流体１８の全体に微小粒子２２が分散される。これによって、熱輸送流体１８の流動開始時に、熱輸送流体１８における微小粒子２２の平均濃度を大きく上回る微小粒子２２が第１タンク１６から循環流路４０等へ流れることを抑制できる。
【００５９】
＜第２の実施の形態＞
図４に示されるように、第２の実施の形態では、分離手段としてのフィルタ６８が板状とされている。フィルタ６８の厚さ方向は、第１タンク１６の上下方向とされ、第１タンク１６の内側における第１タンク１６の下端部近傍に配置されている。また、第１タンク１６の第１流出ポート３６は、第１タンク１６の周壁部３８においてフィルタ６８よりも第１タンク１６の上側に設けられている。
【００６０】
また、第１タンク１６の第２流出ポート７２は、第１タンク１６の底壁部２８に設けられており、第１タンク１６の第２流出ポート７２には、循環流路４０を構成する第６流路８２の一端が接続されている。したがって、第１タンク１６内の熱輸送流体１８が自重によって第１タンク１６の第２流出ポート７２から第１タンク１６の外側へ流れる際に、熱輸送流体１８は、フィルタ６８を通る。これによって、第１タンク１６内におけるフィルタ６８よりも下側では、熱輸送流体１８は、微小粒子２２を含まない低濃度流体になる。
【００６１】
一方、本実施の形態に係る熱輸送システム１０は、第１タンク１６と共にタンクを構成する第２タンク８４を備えている。本実施の形態では、第２タンク８４は、第１タンク１６の下側に設けられている。第２タンク８４の上壁部８６（又は、蓋）には流入ポート８８が設けられており、流入ポート８８には、第６流路８２の他端が接続されている。
【００６２】
したがって、フィルタ６８を通って微小粒子２２を含まない低濃度流体となった熱輸送流体１８は、第１タンク１６の第２流出ポート７２、第６流路８２、第２タンク８４の流入ポート８８を通って第２タンク８４に溜められる。第２タンク８４の流出ポート９２は、第２タンク８４の周壁部９０における第２タンク８４の下端部近傍に設けられており、流出ポート９２には第５流路７０の一端が接続されている。
【００６３】
また、本実施の形態に係る熱輸送システム１０は、仕切弁９４を備えている。仕切弁９４は、第６流路８２の中間部に設けられており、第１タンク１６から第２タンク８４へ流れる熱輸送流体１８は、仕切弁９４を流れる。仕切弁９４は、例えば、２ポート（１つの流入ポートと１つの流出ポートとを有する構造）の電磁弁によって構成されており、仕切弁９４中の熱輸送流体１８の流路は、仕切弁９４の第２弁駆動部９６（図５参照）が作動されて仕切弁９４中の弁体が移動されることによって開閉される。
【００６４】
図５に示されるように、仕切弁９４の第２弁駆動部９６は、第２弁駆動ドライバ９８へ電気的に接続されている。第２弁駆動ドライバ９８は、制御装置３４へ電気的に接続されていると共に、車両に搭載されたバッテリー（図示省略）へ電気的に接続されており、例えば、制御装置３４から出力されて第２弁駆動ドライバ９８へ入力される第２弁制御信号Ｖｓ２がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わると、弁体が移動され、仕切弁９４における熱輸送流体１８の流路が閉塞され、第２弁制御信号Ｖｓ２がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替わると、弁体が移動され、仕切弁９４における熱輸送流体１８の流路が開放される。
【００６５】
また、本実施の形態に係る熱輸送システム１０は、貯留量検出手段としての液面センサ１００を備えている。液面センサ１００は、第２タンク８４に設けられており、第２タンク８４内の熱輸送流体１８（低濃度流体）の液面が、所定の高さに到達したか否かを検出している。一方、図５に示されるように、液面センサ１００は、制御装置３４へ電気的に接続されており、液面センサ１００から出力された液面検出信号Ｆｓは、制御装置３４に入力される。
【００６６】
第２タンク８４内の熱輸送流体１８（低濃度流体）の液面が、所定の高さ以上になると、液面センサ１００は、液面検出信号ＦｓをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替える。Ｈｉｇｈレベルの液面検出信号Ｆｓが制御装置３４に入力されると、制御装置３４は、第２弁制御信号Ｖｓ２をＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替える。これに対して、第２タンク８４内の熱輸送流体１８（低濃度流体）の液面が、所定の高さ未満になると、液面センサ１００は、液面検出信号ＦｓをＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替える。Ｌｏｗレベルの液面検出信号Ｆｓが制御装置３４に入力されると、制御装置３４は、第２弁制御信号Ｖｓ２をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替える。
【００６７】
すなわち、本実施の形態では、所定量の熱輸送流体１８（低濃度流体）が第２タンク８４内に溜まると、仕切弁９４における熱輸送流体１８の流路が閉塞される。これによって、所定量の熱輸送流体１８（低濃度流体）が第２タンク８４内に溜まった状態で熱輸送流体１８が第１タンク１６から第２タンク８４へ流れることを抑制できる。
【００６８】
また、本実施の形態では、制御装置３４による攪拌装置２４、三方弁４４、ポンプ５２の制御は、基本的に第１の実施の形態と同じである。したがって、本実施の形態は、基本的に前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、本実施の形態は、第６流路８２に仕切弁９４を設けた構成であったが、仕切弁９４又は仕切弁９４と同等の作用を奏する構成を設けなくてもよい。
【００７０】
また、本実施の形態は、第２タンク８４を備える構成であったが、第２タンク８４を備えずに、第１タンク１６の第２流出ポートに第５流路７０の一端を接続する構成であってもよい。
【００７１】
さらに、本実施の形態は、フィルタ６８の厚さ方向を第１タンク１６の上下方向としたが、フィルタ６８の厚さ方向を第１タンク１６の上下方向に対して傾斜した方向とし、第１タンク１６の内部をフィルタ６８によって第１タンク１６の上下方向に対して傾斜した方向に仕切ってもよい。
【００７２】
また、上記の各実施の形態は、制御手段を構成する濃度調節手段の調整手段を三方弁４４とした。しかしながら、例えば、第１流路４２の他端と第２流路５０の一端との間の部分、第５流路７０の中間部の各々に、２ポート（１つの流入ポートと１つの流出ポートとを有する構造）の電磁弁等の仕切弁を調節手段として設ける構成とし、第２流路５０の中間部に第５流路７０の他端を接続する構成としてもよい。すなわち、調節手段は、ポンプ５２の作動状態でポンプ５２によって吸い込まれる熱輸送流体１８が、第１流路４２を流れる熱輸送流体１８（高濃度流体）及び第５流路７０を流れる熱輸送流体１８（低濃度流体）の一方から他方へ切り替えることができれば、その具体的な態様に限定されることなく、広く適用が可能である。
【００７３】
さらに、上記の各実施の形態では、走行していた車両が停止されることによって、ベース流体２０のみで構成された熱輸送流体１８（低濃度流体）が循環流路４０及びラジエータ６２へ流れる構成であった。しかしながら、車両が停止されなくても、車両の走行速度が一定値未満になった場合に熱輸送流体１８（低濃度流体）が循環流路４０及びラジエータ６２へ流れる構成としてもよい。
【００７４】
また、上記の各実施の形態では、車両の走行速度に基づいて調整手段としての三方弁４４の第１弁駆動部４６が制御される構成であった。しかしながら、例えば、第１タンク１６内での熱輸送流体１８の液温を液温検出センサ等の温度検出手段で検出し、液温が一定温度以上の場合には、三方弁４４の第１流入ポートと流出ポートとの間を開放して第２流入ポートと流出ポートとの間を閉塞するように三方弁４４の第１弁駆動部４６を制御し、液温が一定温度未満の場合には、三方弁４４の第２流入ポートと流出ポートとの間を開放して第１流入ポートと流出ポートとの間を閉塞するように三方弁４４の第１弁駆動部４６を制御する構成としてもよい。
【００７５】
また、例えば、燃料電池システム１２での発電量を検出する発電量検出手段を設け、燃料電池システム１２での発電量が一定の大きさ以上の場合には、三方弁４４の第１流入ポートと流出ポートとの間を開放して第２流入ポートと流出ポートとの間を閉塞するように三方弁４４の第１弁駆動部４６を制御し、燃料電池システム１２での発電量が一定の大きさ未満の場合には、三方弁４４の第２流入ポートと流出ポートとの間を開放して第１流入ポートと流出ポートとの間を閉塞するように三方弁４４の第１弁駆動部４６を制御する構成としてもよい。
【００７６】
このように、循環流路４０及びラジエータ６２を流れる熱輸送流体１８における微小粒子２２の濃度を変更するタイミングは、循環流路４０及びラジエータ６２での熱輸送流体１８の循環を停止する前であれば、その具体的なタイミングや、タイミングを検出するための具体的な構成に限定されることがない。
【００７７】
さらに、上記の各実施の形態では、ポンプ５２の作動状態でポンプ５２によって吸い込まれる熱輸送流体１８が、第１流路４２を流れる熱輸送流体１８（高濃度流体）又は第５流路７０を流れる熱輸送流体１８（低濃度流体）であった。しかしながら、例えば、第１流路４２を流れる熱輸送流体１８（高濃度流体）と第５流路７０を流れるベース流体２０のみで構成される熱輸送流体１８が混ざることによって第１流路４２を流れる熱輸送流体１８（高濃度流体）よりも微小粒子２２の濃度が小さな熱輸送流体１８（低濃度流体）が形成される構成としてもよい。
【００７８】
また、本実施の形態では、熱輸送流体１８がフィルタ６８を通ることで熱輸送流体１８における微小粒子２２の濃度が低い低濃度流体になる構成であった。しかしながら、例えば、本熱輸送システム１０を停止させた後に、第１タンク１６内で熱輸送流体１８中の微小粒子２２が沈殿するのを待ち、その後に、第１タンク１６内の熱輸送流体１８の上澄み液を低濃度流体として循環流路４０に流す構成としてもよい。
【００７９】
さらに、熱輸送流体１８に含まれる微小粒子２２は、黒鉛、ダイヤモンド等の炭素系粉末粒子によって形成された構成であった。しかしながら、微小粒子２２は、シリカ（二酸化珪素）、アルミナ等の金属酸化物系粉末粒子、窒化アルミニウム等のセラミックス系粉末粒子、銅等の金属系粉末粒子によって形成されてもよい。すなわち、微小粒子２２の材質については、本熱輸送システム１０の具体的な仕様、例えば、第１タンク１６の容積、ポンプ５２の性能、循環流路４０の材質や大きさ、燃料電池システム１２の燃料電池スタック１４での発熱量、ラジエータ６２の冷却能力等に基づいて適宜に選択できる。
【００８０】
また、本実施の形態では、微小粒子２２の粒径が、１００μｍ以上１０００μｍ以下とされていたが、微小粒子２２の粒径に関しても、上述したような本熱輸送システム１０の具体的な仕様に基づいて適宜に選択できる。
【００８１】
さらに、微小粒子２２の粒径は、一定であってもよいし、例えば、１００μｍ以上３００μｍ以下のように所定の範囲を有していてもよい。さらに、微小粒子２２の粒径が所定の範囲を有している場合、フィルタ６８は、最も小さな微小粒子２２の通過が不能な構成であってもよいし、微小粒子２２の粒径の範囲内で、一定の大きさ以上の粒径の微小粒子２２の通過が不能な構成であってもよい。
【００８２】
また、上記の各実施の形態では、ベース流体２０の全体積に対する微小粒子２２の体積の比率は、１０％程度とされていた。しかしながら、ベース流体２０の全体積に対する微小粒子２２の体積の比率は、上述したような本熱輸送システム１０の具体的な仕様に基づいて適宜に選択できる。
【００８３】
さらに、上記の各実施の形態では、羽２６を回転させて熱輸送流体１８を攪拌する攪拌装置２４を沈殿抑制手段としていた。しかしながら、例えば、第１タンク１６において微小粒子２２を含む熱輸送流体１８が貯留される部分で、熱輸送流体１８又は空気等の噴流等を生じさせて熱輸送流体１８中の微小粒子２２が沈殿することを抑制してもよい。すなわち、沈殿抑制手段は、第１タンク１６内で熱輸送流体１８を動かすことによって熱輸送流体１８中での微小粒子２２の沈殿を抑制できる構成であれば、その具体的な態様に限定されるものではない。
【００８４】
さらに、上記の実施の形態は、燃料電池システム１２の燃料電池スタック１４の冷却用として適用される熱輸送システム１０であった。しかしながら、例えば、車両等の駆動源として適用されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の冷却用の熱輸送システムに本発明を適用してもよいし、住宅、工場等の建物、船舶等に設置される燃料電池システム、エンジン等の冷却用として本発明を適用してもよい。すなわち、微小粒子を含んだ熱輸送流体が流路を流れることによって、冷却対象又は加熱対象と熱輸送流体との間で熱が交換される構成の熱輸送システムであれば、具体的な態様に限定されることはない。
【符号の説明】
【００８５】
１０    熱輸送システム
１４    燃料電池スタック（熱交換部）
１６    第１タンク（タンク）
１８    熱輸送流体
２０    ベース流体
２２    微小粒子
２４    攪拌装置（沈殿抑制手段）
４０    循環流路（流路）
６８    フィルタ
８４    第２タンク（タンク）
【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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