(57)【要約】【課題】長期間安定して利用可能な熱交換装置を提供する。【解決手段】熱交換装置は、熱交換器と、流体輸送装置と、熱交換器と流体輸送装置とを接続して熱媒体が流れる流路２０とを備えている。熱交換装置は、流路に設けられて、回転する開閉弁５１を用いて熱交換器に流れ込む熱媒体の流速を増減させる流速調整装置５０を備えている。流路は、第１流路２１と、開閉弁の回転軸の周方向において第１流路とは反対側に設けられて、流速調整装置と熱交換器とを接続して熱媒体が流れる第２流路２２とを備えている。開閉弁は、第１流路に流れ込む熱媒体の量を制限する第１弁体と、第１弁体が第１流路に流れ込む熱媒体の量を制限している状態で、第２流路に流れ込む熱媒体の量を制限する第２弁体とを備えている。このため、開閉弁における磨耗を低減して、長期間安定して利用可能な熱交換装置を得ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱媒体が流れる熱交換器（３１、３２、２３１）と、
前記熱交換器に熱媒体を流す流体輸送装置（７）と、
前記熱交換器と前記流体輸送装置とを接続して熱媒体が流れる流路（２０）と、
前記流路に設けられて、回転することで前記流路を開閉する開閉弁（５１、４５１、５５１）を用いて前記熱交換器に流れ込む熱媒体の流速を増減させる流速調整装置（５０）とを備え、
前記流路は、
前記流速調整装置と前記熱交換器とを接続して熱媒体が流れる第１流路（２１、４２１ａ）と、
前記開閉弁の回転軸の周方向において前記第１流路とは反対側に設けられて、前記流速調整装置と前記熱交換器とを接続して熱媒体が流れる第２流路（２２、４２２ｂ）とを備え、
前記開閉弁は、
回転可能に設けられて、前記第１流路に流れ込む熱媒体の量を制限する第１弁体（５７ａ、４５７ａ、５５７ａ）と、
回転可能に設けられて、前記第１弁体が前記第１流路に流れ込む熱媒体の量を制限している状態で、前記第２流路に流れ込む熱媒体の量を制限する第２弁体（５７ｂ、４５７ｂ、５５７ｂ）とを備えている熱交換装置。
【請求項２】
前記第２流路（２２）は、前記第１流路（２１）に対向して設けられている請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記第２流路（４２２ｂ）は、前記第１流路（４２１ａ）に対向する位置から前記開閉弁の回転軸に沿う方向にずれた位置に設けられている請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記開閉弁（５５１）は、
前記第１弁体（５５７ａ）を有する第１開閉弁（５５１ａ）と、
前記第２弁体（５５７ｂ）を有する第２開閉弁（５５１ｂ）とを備え、
前記第１開閉弁と前記第２開閉弁とを一体に接続する接続部（５９１）を備えている請求項３に記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記開閉弁は、前記第１開閉弁の回転が停止した場合に、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁との前記接続部による接続を解除する請求項４に記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記開閉弁は、前記第１流路に流れ込む熱媒体の量を最小とする位置で前記第１開閉弁の回転が停止した場合に、前記第２流路に流れ込む熱媒体の量を最大とする位置で前記第２開閉弁の回転を停止させるストッパー（５９２）を備えている請求項５に記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記流速調整装置は、前記熱交換器に流れ込む熱媒体の流速を周期的に増減させる請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項８】
前記流路は、前記熱交換器と前記流速調整装置との間において前記第１流路と前記第２流路とを合流させている請求項１から請求項７のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項９】
前記流速調整装置は、前記流路を流れる熱媒体の流れから力を受けて前記開閉弁を駆動する駆動部（３５４）を備えている請求項１から請求項８のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項１０】
前記流路は、前記流速調整装置と前記熱交換器とを接続して熱媒体が流れる第３流路（２３）を備え、
前記開閉弁は、前記第１流路に流れ込む熱媒体の量を最小とする状態では、前記第３流路に流れ込む熱媒体の量を最大とし、前記第３流路に流れ込む熱媒体の量を最小とする状態では、前記第１流路に流れ込む熱媒体の量を最大としている請求項１から請求項９のいずれかに記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数の同一構成の熱交換器に対して熱源液体をポンプによって供給する配管において、各枝管に設けた流量調整弁の開度制御や各枝管に設けた個別ポンプの制御によって、脈動流を生成している。これにより、熱交換器に対して熱源液体を供給する際にポンプ動力を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−４０６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、脈動流を生成するために制御弁の開閉状態を制御している。この場合、閉弁時に制御弁が流れを止めるため、制御弁の上流側と下流側とで大きな圧力差が生じてしまう。制御弁の圧力差により制御弁には大きな負荷が生じるため、破損や磨耗などに基づく不具合が生じやすい。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、熱交換装置にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示される１つの目的は、長期間安定して利用可能な熱交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示された熱交換装置は、内部に熱媒体が流れる熱交換器（３１、３２、２３１）と、熱交換器に熱媒体を流す流体輸送装置（７）と、熱交換器と流体輸送装置とを接続して熱媒体が流れる流路（２０）と、流路に設けられて、回転することで流路を開閉する開閉弁（５１、４５１、５５１）を用いて熱交換器に流れ込む熱媒体の流速を増減させる流速調整装置（５０）とを備え、流路は、流速調整装置と熱交換器とを接続して熱媒体が流れる第１流路（２１、４２１ａ）と、開閉弁の回転軸の周方向において第１流路とは反対側に設けられて、流速調整装置と熱交換器とを接続して熱媒体が流れる第２流路（２２、４２２ｂ）とを備え、開閉弁は、回転可能に設けられて、第１流路に流れ込む熱媒体の量を制限する第１弁体（５７ａ、４５７ａ、５５７ａ）と、回転可能に設けられて、第１弁体が第１流路に流れ込む熱媒体の量を制限している状態で、第２流路に流れ込む熱媒体の量を制限する第２弁体（５７ｂ、４５７ｂ、５５７ｂ）とを備えている。
【０００７】
開示された熱交換装置によると、第２流路は第１流路とは反対側に設けられている。また、開閉弁は、第１流路に流れ込む熱媒体の量を制限する第１弁体と、第１弁体が第１流路に流れ込む熱媒体の量を制限している状態で、第２流路に流れ込む熱媒体の量を制限する第２弁体とを備えている。このため、第１弁体の上流側と下流側とで発生する圧力差による力と、第２弁体の上流側と下流側とで発生する圧力差による力とを互いに打ち消すことができる。したがって、開閉弁に偏って発生する力を低減して、開閉弁の回転にともなって発生する開閉弁の磨耗を低減できる。よって、長期間安定して利用可能な熱交換装置を提供できる。
【０００８】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】熱交換装置を示す構成図である。
【図２】流速調整装置を示す斜視図である。
【図３】開閉弁を示す斜視図である。
【図４】第１流路の閉状態における流速調整装置を示す断面図である。
【図５】第１流路の絞り状態における流速調整装置を示す断面図である。
【図６】第１流路の開状態における流速調整装置を示す断面図である。
【図７】第２実施形態における熱交換装置を示す構成図である。
【図８】第２実施形態における流速調整装置の各流路を示す構成図である。
【図９】第３実施形態における流速調整装置を示す斜視図である。
【図１０】第３実施形態における開閉弁を示す斜視図である。
【図１１】第４実施形態における流速調整装置を示す斜視図である。
【図１２】第４実施形態における開閉弁を示す斜視図である。
【図１３】第５実施形態における流速調整装置を示す分解図である。
【図１４】第５実施形態における上流開閉弁を示す斜視図である。
【図１５】第５実施形態における下流開閉弁を示す斜視図である。
【図１６】第５実施形態における開閉弁の通常状態を示す斜視図である。
【図１７】第５実施形態における上流開閉弁の通常状態を示す断面図である。
【図１８】第５実施形態における下流開閉弁の通常状態を示す断面図である。
【図１９】第５実施形態における開閉弁の第１停止状態を示す斜視図である。
【図２０】第５実施形態における上流開閉弁の第１停止状態を示す断面図である。
【図２１】第５実施形態における下流開閉弁の第１停止状態を示す断面図である。
【図２２】第５実施形態における開閉弁の第２停止状態を示す斜視図である。
【図２３】第５実施形態における上流開閉弁の第２停止状態を示す断面図である。
【図２４】第５実施形態における下流開閉弁の第２停止状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
【００１１】
第１実施形態
熱交換装置１は、車両に搭載されて車両の発熱部品を冷却する冷却装置として用いることができる。例えば電気自動車においては、熱交換装置１の内部に冷却水を循環させて、走行用モータや電池パックなどの発熱部品を冷却することができる。また、エンジン駆動の車両においては、熱交換装置１の内部にエンジン冷却水を循環させて、エンジンなどの発熱部品を冷却することができる。あるいは、エンジンで加熱されたエンジン冷却水と空気とを熱交換して車内に温風を送る車両用空調装置などにも用いることができる。ただし、熱交換装置１は、車両に搭載される用途以外にも、家庭用の空調装置やサーバの冷却装置などの熱交換を行う装置に対して広く適用可能である。冷却水やエンジン冷却水は、熱媒体を提供する。
【００１２】
図１において、熱交換装置１は、ラジエータ３とポンプ７と第１熱交換器３１と第２熱交換器３２と第３熱交換器３３と第４熱交換器３４とそれらをつなぐ流路２０とを備えている。ラジエータ３は、ラジエータ３の内部を流れる冷却水とラジエータ３の周囲の空気とを熱交換して熱媒体である冷却水を冷やす空冷の熱交換器である。熱交換装置１が車両に搭載されている場合には、ラジエータ３が車両の走行風を受けることで熱交換が促進される。
【００１３】
ポンプ７は、電気的に出力を制御可能な電動ウォーターポンプである。ポンプ７は、一定の流速で冷却水を送り出して循環させる。言い換えると、ポンプ７は、冷却水を定常流として循環させる。ポンプ７は、流体輸送装置を提供する。ただし、熱交換装置１は、冷却水などの液体を用いて熱交換させる装置に限られず、空気などの気体を循環させて熱交換を行う装置でもよい。この場合、流体輸送装置としては、送風機などを用いることができる。
【００１４】
流路２０は、第１熱交換器３１に冷却水を導く第１流路２１と、第２熱交換器３２に冷却水を導く第２流路２２と、第３熱交換器３３に冷却水を導く第３流路２３と、第４熱交換器３４に冷却水を導く第４流路２４とを備えている。第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とは、配管の内径寸法が互いに同じ大きさである。
【００１５】
流路２０において、第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とに分岐する接続箇所には、流速調整装置５０が設けられている。言い換えると、第１流路２１は、流速調整装置５０と第１熱交換器３１とを接続する冷却水の経路である。第２流路２２は、流速調整装置５０と第２熱交換器３２とを接続する冷却水の経路である。第３流路２３は、流速調整装置５０と第３熱交換器３３とを接続する冷却水の経路である。第４流路２４は、流速調整装置５０と第４熱交換器３４とを接続する冷却水の経路である。流速調整装置５０の詳細については後述する。流速調整装置５０は、ポンプ７から定常流で送られる冷却水の流れを周期的に減速させて流速の増減を繰り返す流れを生成する機能を有している。言い換えると、流速調整装置５０は、定常流で流れている冷却水を脈動流に変換する脈動流生成機能を有している。流速調整装置５０は、第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４との４つの経路のどこに冷却水を流してどこに冷却水を流さないかを切り替える流路切り替え機能を有している。
【００１６】
熱交換装置１における冷却水の流れについて、第１流路２１を流れる場合を例に以下に説明する。ポンプ７から送られた冷却水は、流路２０を流れて流速調整装置５０に流入する。流速調整装置５０では、第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とに流入する冷却水の流速が周期的に増減される。例えば、流速調整装置５０が第１流路２１と第２流路２２とを開いて、第３流路２３と第４流路２４とを閉じている場合には、第１流路２１と第２流路２２とには冷却水が勢いよく流れるが、第３流路２３と第４流路２４とには冷却水が流れない。また、流速調整装置５０によって第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とが一様に半分ずつ閉じられている瞬間には、第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とに一様に同じ量の冷却水が流入することとなる。
【００１７】
第１流路２１に流入した冷却水は、第１熱交換器３１を流れて発熱部品を冷却すべく熱交換を行う。第１熱交換器３１は、例えば発熱部品である電池パックと接触しており、第１熱交換器３１の内部を流れる冷却水によって電池パックが直接冷却される。あるいは、第１熱交換器３１は、電池パックに向かって風が流れる風路内に設けられて、第１熱交換器３１の内部を流れる冷却水によって風が冷却される。この冷却された風が電池パックに吹き付けられることで、電池パックが冷却される。第１熱交換器３１による発熱部品の冷却方法は上述した方法に限られず、冷却対象である発熱部品も電池パックに限られない。また、第１熱交換器３１と第２熱交換器３２と第３熱交換器３３と第４熱交換器３４とは、全体で１つの熱交換器を構成していてもよい。
【００１８】
ここで、冷却水は、流速が周期的に増減する脈動流の状態で第１熱交換器３１に流入している。脈動流の状態で第１熱交換器３１に流れ込んだ冷却水は、層流ではなく乱流となって流れやすい。すなわち、規則正しく流線上を運動する流れである層流ではなく、時間的空間的に不規則に運動する流れである乱流となって流れやすい。乱流のように、流れの乱れが大きくなると、配管と熱交換した冷却水は配管から遠ざかるように運動し、配管と熱交換していない冷却水は配管に近づくように運動しやすいため熱伝達が促進される。言い換えると、配管を流れる冷却水の熱分布が配管からの距離によらず一様になりやすいため、熱伝達効率が向上する。したがって、脈動流の状態で冷却水を流すことで第１熱交換器３１での熱交換効率を向上させることができる。
【００１９】
第１熱交換器３１と第２熱交換器３２と第３熱交換器３３と第４熱交換器３４とで冷却性能や冷却対象が異なる場合には、第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とのうち、どの経路を流れた冷却水かによって温度が大きく異なる場合がある。第１熱交換器３１を流れた冷却水は、第２流路２２や第３流路２３や第４流路２４を流れた冷却水と合流して混ざり合い、温度が略均一になる。この時、脈動流の状態で流れていた冷却水が複雑に重ね合わされることで、冷却水の流れは合流前に比べて定常流に近づいた状態となる。その後、冷却水は、定常流に近い状態でラジエータ３に流入する。
【００２０】
ラジエータ３では、発熱部品との熱交換により加熱されて温度の上昇した冷却水をラジエータ３の周囲の空気と熱交換する。これにより、ラジエータ３の周囲の空気の温度に近づくように冷却水が冷却される。ラジエータ３で冷却された後、冷却水は、ポンプ７に吸い込まれて再び流路２０を循環して熱交換装置１としての一連の運転を繰り返す。
【００２１】
図２において、流速調整装置５０は、ケース２９と開閉弁５１とを備えている。ケース２９は、内部に開閉弁５１を収納するための形状を設けた直方体形状である。開閉弁５１は、ケース２９の中心部分に収納されている。開閉弁５１は、流路２０の一部をなす第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４との開度を調整して、それぞれの経路に流れ込む冷却水の量を調整する弁装置である。開閉弁５１は、外部駆動部１５４によって回転駆動される弁装置である。外部駆動部１５４は、ケース２９の下面側に設けられている。外部駆動部１５４は、駆動用モータとシャフトとを備えている。外部駆動部１５４は、シャフトを介して駆動用モータの回転を開閉弁５１に伝達させて開閉弁５１を回転駆動している。
【００２２】
ケース２９には、流路２０と第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とのそれぞれの経路をなす配管が接続されている。ケース２９は、流路２０と第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とにおいて、内部と外部とが連通している。流路２０は、ケース２９の上面の略中央に接続されている。言い換えると、流路２０は、ケース２９において、外部駆動部１５４が接続されている面とは反対側の面に設けられている。ただし、外部駆動部１５４の接続面をケース２９の上面側、流路２０の接続面をケース２９の下面側に配置するなどしてもよい。
【００２３】
第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とは、ケース２９の各側面の略中央に接続されている。第１流路２１と第２流路２２とは、互いに反対側である正対した位置に設けられている。言い換えると、第１流路２１のケース２９側の開口における中心軸と第２流路２２のケース２９側の開口における中心軸とは同軸である。言い換えると、第１流路２１のケース２９側の開口における中心位置から開閉弁５１の回転軸に向かう方向に伸ばした直線の延長線上に、第２流路２２のケース２９側の開口における中心位置が存在する。また、第３流路２３と第４流路２４とは、互いに反対側である正対した位置に設けられている。言い換えると、第３流路２３のケース２９側の開口における中心軸と第４流路２４のケース２９側の開口における中心軸とは同軸である。言い換えると、第３流路２３のケース２９側の開口における中心位置から開閉弁５１の回転軸に向かう方向に伸ばした直線の延長線上に、第２流路２２のケース２９側の開口における中心位置が存在する。
【００２４】
第２流路２２は、第１流路２１の位置から開閉弁５１の回転軸の周方向において１８０°回転した位置に設けられている。第４流路２４は、第３流路２３の位置から開閉弁５１の回転軸の周方向において１８０°回転した位置に設けられている。第３流路２３は、第１流路２１の位置から開閉弁５１の回転軸の周方向において９０°回転した位置に設けられている。第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４との４つの経路は、開閉弁５１の回転軸の周方向において等間隔に並んで設けられている。
【００２５】
第１流路２１と第２流路２２とは、互いに対向する一対の流路対を形成している。また、第３流路２３と第４流路２４についても、第１流路２１と第２流路２２と同様に、互いに対向する一対の流路対を形成している。
【００２６】
図３において、開閉弁５１は、樹脂製である。開閉弁５１は、円盤状の上面部５３と同じく円盤状の下面部５５とを備えている。上面部５３と下面部５５とは互いに平行な面を形成している。上面部５３は、中央に入口開口５２を備えている。入口開口５２は、円形の開口である。下面部５５は、中央に外部駆動部１５４のシャフトを挿通する円形の小開口を備えている。開閉弁５１がケース２９に適切に収納された状態において、開閉弁５１とシャフトとが接触する部分は、下面部５５の小開口の内縁のみである。
【００２７】
上面部５３と下面部５５との間には、断面が円弧状の弁体５７が設けられている。上面部５３と下面部５５と弁体５７とは、連続する樹脂材料で一体に形成されている。弁体５７は、上面部５３の外縁と下面部５５の外縁とを連結している。弁体５７は、開閉弁５１において側壁面をなしている。弁体５７は、開閉弁５１と一体に回転可能である。弁体５７は、第１弁体５７ａと第２弁体５７ｂとを備えている。第１弁体５７ａと第２弁体５７ｂとは、互いに反対側に設けられている。言い換えると、第１弁体５７ａと第２弁体５７ｂとは、互いに対向している。上面部５３の外縁と下面部５５の外縁との間であって、弁体５７が形成されていない部分は、出口開口５６が形成されている。開閉弁５１においては、出口開口５６が２箇所に設けられている。
【００２８】
開閉弁５１においては、入口開口５２から開閉弁５１の内側に流入した冷却水が、出口開口５６から開閉弁５１の外側に流出することとなる。出口開口５６は、第１流路２１などの冷却水の経路に流入する冷却水の量を増やして流れを加速させる。一方、弁体５７は、冷却水の経路に流入する冷却水の量を制限して流れを減速させる。言い換えると、開閉弁５１は、出口開口５６と弁体５７とを用いて冷却水の加速と減速とを行う流速調整機能を発揮する。
【００２９】
開閉弁５１による冷却水の流れの制御について以下に説明する。開閉弁５１は、外部駆動部１５４によって回転駆動されて、冷却水の流れを周期的に制御する。開閉弁５１の周波数が、２Ｈｚ程度になるように外部駆動部１５４を調整することが好ましい。ただし、生成する脈動流の周波数は、熱交換を行う用途や、熱交換装置１全体をなす各構成部品の性能などによって適宜最適な値を設定することができる。
【００３０】
図４において、第１流路２１の開口と第１弁体５７ａとが重なっている。言い換えると、第１弁体５７ａは、第１流路２１の開口の全体を覆っている。この状態は、第１流路２１についての閉状態である。この閉状態においては、第１流路２１と第１弁体５７ａとの間にわずかなクリアランスが設けられているが、略隙間のない状態である。第１流路２１の閉状態においては、第１流路２１に冷却水がほとんど流れることができない。ただし、閉状態においても最低限の流れが確保できるように第１流路２１と第１弁体５７ａとの間のクリアランスを大きく確保してもよい。ここで、第１流路２１の開口に対して、第２弁体５７ｂが重なった場合も同様に閉状態である。
【００３１】
第１流路２１が閉状態の時、第１流路２１と正対する位置に設けられている第２流路２２も第１流路２１と同様に閉状態である。一方、第３流路２３の開口と第４流路２４の開口とは、それぞれが出口開口５６と重なっており、開状態である。したがって、第１流路２１と第２流路２２とには、冷却水が流れず、第３流路２３と第４流路２４とには、勢いよく冷却水が流れる状態である。
【００３２】
図５において、第１流路２１の開口に対して、第１弁体５７ａと出口開口５６との両方が重なっている。言い換えると、第１弁体５７ａは、第１流路２１の開口の全体ではなく一部を覆っている状態である。この状態は、第１流路２１についての絞り状態である。この絞り状態においては、第１流路２１に流れる冷却水の量が開状態に比べると少ないが、閉状態に比べると多い状態である。
【００３３】
第１流路２１が絞り状態の時、第１流路２１と正対する位置に設けられている第２流路２２も第１流路２１と同様に絞り状態である。一方、第３流路２３の開口と第４流路２４の開口とについても、それぞれが弁体５７と出口開口５６との両方と重なっており、絞り状態である。したがって、第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４との全ての経路に流量が制限された状態で冷却水が流れる状態である。
【００３４】
図６において、第１流路２１の開口と出口開口５６とが重なっている。言い換えると、第１弁体５７ａは、第１流路２１の開口を覆っていない。この状態は、第１流路２１についての開状態である。この開状態においては、第１流路２１に向かって流れる冷却水の流れを制限するものがない状態である。第１流路２１の開状態においては、第１流路２１に勢いよく冷却水が流れることができる。
【００３５】
第１流路２１が開状態の時、第１流路２１と正対する位置に設けられている第２流路２２も第１流路２１と同様に開状態である。一方、第３流路２３の開口と第４流路２４の開口とは、それぞれが弁体５７と重なっており、閉状態である。したがって、第１流路２１と第２流路２２とには、勢いよく冷却水が流れ、第３流路２３と第４流路２４とには、冷却水が流れない状態である。
【００３６】
第１流路２１が閉状態から絞り状態を経て開状態になる過程で、第３流路２３は、閉状態から絞り状態を経て開状態になる。このため、第１流路２１及び第２流路２２に流入可能な冷却水が最小となる瞬間には、第３流路２３及び第４流路２４に流入可能な冷却水が最大となる。一方、第３流路２３及び第４流路２４に流入可能な冷却水が最小となる瞬間には、第１流路２１及び第２流路２２に流入可能な冷却水が最大となる。
【００３７】
開閉弁５１の回転駆動による冷却水の流れの変化と開閉弁５１に加えられる力の変化について、以下に説明する。入口開口５２から開閉弁５１の内側に流入した冷却水は、開閉弁５１の中心部分である回転軸から離れる方向に流れる。すなわち、冷却水は開閉弁５１の回転軸から径方向の外側に向かって流れる。その結果、一部の冷却水が弁体５７の内側の面に衝突する。
【００３８】
例えば第１流路２１において、第１弁体５７ａによって開状態から絞り状態を経て閉状態となる場合、第１流路２１の開口付近では、第１弁体５７ａの下流側は流体が減速するため、圧力が低下する。よって第１弁体５７ａの上流側と圧力差が生じる。この圧力差によって、第１弁体５７ａに圧力の高い内側から圧力の低い外側に向かう力が発生する。すなわち、回転軸の径方向における内側から外側に向かう流体力が、第１流路２１を閉塞する第１弁体５７ａに加えられることとなる。
【００３９】
第１弁体５７ａに加えられる流体力の大きさは、内側と外側との圧力差が大きい閉状態が最も大きい。すなわち、第１弁体５７ａに加えられる流体力の大きさは、閉状態でピークを迎え、絞り状態になることでその大きさが低下する。
【００４０】
上述したように第１弁体５７ａが第１流路２１を閉塞することで、第１弁体５７ａには径方向の外側に向かう力が加えられる。第１弁体５７ａが第１流路２１を閉塞すると同時に第２弁体５７ｂが第２流路２２を閉塞することで、第２弁体５７ｂにも径方向の外側に向かう力が加えられる。第１弁体５７ａに加えられる力は、第１流路２１に近づこうと外側に押し付けられる力である。一方、第２弁体５７ｂに加えられる力は、第２流路２２に近づこうと外側に押し付けられる力である。したがって、開閉弁５１全体では、同時に２つの力が反対向きに加えられることとなる。よって２つの力がキャンセルされて、開閉弁５１が第１流路２１や第２流路２２に押し付けられる力が弱められる。第１弁体５７ａに加えられる力と第２弁体５７ｂに加えられる力が同じ大きさである場合には、径方向の外側に向かう２つの力がつり合うことで径方向の外側に向かう力が見かけ上ゼロとなる。
【００４１】
径方向の外側に開閉弁５１を移動させようとする力がキャンセルされることで、開閉弁５１とシャフトとの接触部分における摩擦が弱められる。また、径方向の外側に向かう力が弱められるため、開閉弁５１の回転において開閉弁５１の中心軸がぶれにくく、回転が安定しやすい。
【００４２】
第１弁体５７ａと第２弁体５７ｂとに作用する流体力は、閉状態だけでなく絞り状態においても互いにキャンセルされて弱められる。また、第１弁体５７ａと第２弁体５７ｂとに作用する流体力は、第１流路２１と第２流路２２との開閉だけでなく第３流路２３と第４流路２４との開閉においても互いにキャンセルされて弱められる。言い換えると、開閉弁５１の回転駆動時は、第１弁体５７ａと第２弁体５７ｂとに作用する流体力が常にキャンセルされて弱められることとなる。
【００４３】
上述した実施形態によると、第１流路２１に対して反対側に第２流路２２が設けられ、第１弁体５７ａが第１流路２１に流れ込む冷却水の量を制限している状態で、第２弁体５７ｂが第２流路２２に流れ込む冷却水の量を制限している。このため、第１弁体５７ａに加えられる流体力と第２弁体５７ｂに加えられる流体力とが互いに打ち消し合うことで、開閉弁５１が回転軸の径方向の外側に押し付けられる力が低減される。したがって、外部駆動部１５４のシャフトと開閉弁５１との接触部分で生じる摩擦力を弱めることができる。よって、開閉弁５１とシャフトとの磨耗を低減して、流速調整装置５０の流速調整機能を長期間にわたって安定して発揮させることができる。さらに、開閉弁５１の回転を安定させることができるため、熱交換効率の向上効果を安定して発揮させやすい。
【００４４】
また、開閉弁５１の駆動にシャフトを用いない場合においては、開閉弁５１の回転軸がぶれることを抑制できる。このため、開閉弁５１がケース２９の内側と接触して回転することによる磨耗を低減して、流速調整装置５０の流速調整機能を長期間にわたって安定して発揮させることができる。流速調整装置５０をスペースの限られた車両において奥まった位置に配置する場合など、開閉弁５１の交換を想定していない熱交換装置１について、流速調整機能を長期間にわたって安定して発揮させることは特に有用である。
【００４５】
第２流路２２は、第１流路２１に対向して設けられている。このため、第１弁体５７ａに加えられる流体力と第２弁体５７ｂに加えられる流体力とが互いに正反対の方向から大きくずれることがない。したがって、第１弁体５７ａに加えられた流体力と第２弁体５７ｂに加えられた流体力とが足し合わされて、開閉弁５１を回転軸に対して傾く方向の力が大きく加えられることを抑制できる。
【００４６】
第２流路２２は、第１流路２１に正対して設けられている。このため、第１弁体５７ａに加えられる流体力と第２弁体５７ｂに加えられる流体力とが同じタイミングで増減を繰り返すこととなる。したがって、第１弁体５７ａに加えられる流体力がピークの状態と第２弁体５７ｂに加えられる流体力がピークの状態とを互いにキャンセルさせることができる。よって、開閉弁５１とシャフトとの磨耗を低減しやすい。
【００４７】
流速調整装置５０は、第１熱交換器３１と第２熱交換器３２と第３熱交換器３３と第４熱交換器３４とに流れ込む冷却水の流速を周期的に増減させている。このため、ランダムに冷却水の流速を変化させる場合に比べて、熱交換装置１全体での熱交換能力を一定に保ちやすい。したがって、熱交換装置１による熱交換能力不足により、十分な冷却ができないといった事態が引き起こされにくい。また、冷却水の流れを流速が周期的に変化する脈動流とすることで、冷却水を定常流で流す場合に比べて、熱交換装置１全体での熱交換能力を高めることができる。
【００４８】
開閉弁５１は、第１流路２１に流れ込む冷却水の量を最小とする状態では、第３流路２３に流れ込む冷却水の量を最大としている。一方、第３流路２３に流れ込む冷却水の量を最小とする状態では、第１流路２１に流れ込む冷却水の量を最大としている。このため、第１流路２１を流れる冷却水が減る場合には、第３流路２３に流れる冷却水が増える。一方、第１流路２１を流れる冷却水が増える場合には、第３流路２３に流れる冷却水が減る。したがって、第１流路２１の開状態と閉状態とで、熱交換装置１全体を流れる冷却水の量が変化しにくい。よって、第１流路２１の開状態と閉状態とで、熱交換装置１全体での圧力損失が同程度であるため、ポンプ７の出力を略一定にすることができる。言い換えると、熱交換装置１の内部が異常な高圧状態になることを防止する目的で、流速調整装置５０の駆動に合わせてポンプ７を複雑に制御する必要がない。
【００４９】
第１流路２１と第２流路２２との関係は、第１流路２１に対して第２流路２２の少なくとも一部が対向すればよく、互いに正対する位置からずれた位置でもよい。すなわち、第２流路２２のケース２９側の開口を開閉弁５１の中心軸に向かって投影した投影領域が第１流路２１のケース２９側の開口に重なる部分があればよい。これによると、第１流路２１と第２流路２２とを正対させる場合に比べて第２流路２２の配置の自由度を高めるとともに、第１弁体５７ａに加えられる流体力と第２弁体５７ｂに加えられる流体力の一部をキャンセルすることができる。
【００５０】
流速調整装置５０は、ポンプ７から第１熱交換器３１と第２熱交換器３２と第３熱交換器３３と第４熱交換器３４に向かう経路に設けなくてもよい。例えば、流速調整装置５０を、冷却水の流れにおいて各熱交換器よりも上流側に配置するのではなく、各熱交換器の下流側に配置してもよい。これによると、第１流路２１と第２流路２２と第３流路２３と第４流路２４とは、開閉弁５１の外側から内側に冷却水を導く入口として機能する。一方、流路２０は、開閉弁５１の内側から外側に冷却水を導く出口として機能する。
【００５１】
流速調整装置５０を熱交換器の下流側に配置した場合、第１弁体５７ａが第１流路２１から開閉弁５１の内側に流れ込む冷却水の量を制限している状態で、第２弁体５７ｂが第２流路２２から開閉弁５１の内側に流れ込む冷却水の量を制限することとなる。このため、第１弁体５７ａに加えられる開閉弁５１の回転軸の径方向の内側に向かう流体力と第２弁体５７ｂに加えられる開閉弁５１の回転軸の径方向の内側に向かう流体力とが互いに打ち消し合う。したがって、開閉弁５１が回転軸の径方向の内側に押し付けられる力が低減される。よって、外部駆動部１５４のシャフトと開閉弁５１との接触部分で生じる摩擦力を弱めることができる。言い換えると、開閉弁５１とシャフトとの磨耗を低減して、流速調整装置５０の流速調整機能を長期間にわたって安定して発揮させることができる。さらに、開閉弁５１の回転を安定させることができるため、熱交換装置１において熱交換効率の向上効果を安定して発揮させやすい。
【００５２】
第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、第１流路２１と第２流路２２とを合流させてから第１熱交換器２３１に流入させ、第３流路２３と第４流路２４とを合流させてから第２熱交換器２３２に流入させている。
【００５３】
図７において、第１流路２１と第２流路２２とは、第１熱交換器２３１に流れ込む手前で合流している。また、第３流路２３と第４流路２４についても同様に、第２熱交換器２３２に流れ込む手前で合流している。
【００５４】
開閉弁５１は、第１流路２１を開状態とするのと同時に第２流路２２についても開状態とする。一方、開閉弁５１は、第１流路２１を閉状態とするのと同時に、第２流路２２を閉状態とする。すなわち、第１流路２１を流れる冷却水と第２流路２２とを流れる冷却水とは、流速の増減の周期が等しい。したがって、第１流路２１を流れた冷却水と第２流路２２を流れた冷却水とが合流した場合には、同位相の２つの流れが重なるため、合流後も流速が周期的に増減する状態が維持される。言い換えると、２つの流れが合流した後も、脈動流の状態を維持したまま第１熱交換器２３１に向かって流れることとなる。
【００５５】
第３流路２３と第４流路２４との合流に関しても同様に、同位相の２つの流れが重なるため、合流後も流速が周期的に増減する状態が維持される。言い換えると、２つの流れが合流した後も、脈動流の状態を維持したまま第２熱交換器２３２に向かって流れることとなる。
【００５６】
図８において、第１流路２１をなす配管と第２流路２２をなす配管とは、流速調整装置５０の近くで合流している。すなわち、第１流路２１と第２流路２２との合流部分から流速調整装置５０までの経路は、第１流路２１と第２流路２２との合流部分から第１熱交換器２３１までの経路よりも短い。第３流路２３をなす配管と第４流路２４をなす配管とは、流速調整装置５０の近くで合流している。すなわち、第３流路２３と第４流路２４との合流部分から流速調整装置５０までの経路は、第３流路２３と第４流路２４との合流部分から第２熱交換器２３２までの経路よりも短い。
【００５７】
上述した実施形態によると、第１熱交換器２３１と流速調整装置５０との間で第１流路２１と第２流路２２とを合流させている。言い換えると、第１熱交換器２３１に流れ込む前に第１流路２１と第２流路２２とを合流させている。このため、第１流路２１を流れた冷却水と第２流路２２を流れた冷却水とを合流させて、脈動流の状態を維持したまま流量を増やして第１熱交換器２３１に冷却水を流すことができる。したがって、第１熱交換器２３１での熱交換効率を高めることができる。
【００５８】
第１流路２１と第２流路２２との合流部分から流速調整装置５０までの経路は、第１流路２１と第２流路２２との合流部分から第１熱交換器２３１までの経路よりも短い。このため、第１熱交換器２３１の近くまで第１流路２１をなす配管と第２流路２２をなす配管との２つの配管を設ける必要がない。言い換えると、冷却水が流れる配管の長さを減らして、熱交換装置１を小型化しやすい。
【００５９】
第１流路２１と第２流路２２とをケース２９の外側で合流させるのではなく、ケース２９の内側で合流させてもよい。これによると、ケース２９に接続される配管の本数を削減できる。また、配管同士の合流部分をケース２９によって保護できる。このため、合流部分に衝撃が加えられることで配管が変形したり、冷却水が漏れ出したりすることを防止しやすい。
【００６０】
第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、外部駆動部１５４に代えて、流路２０を流れる冷却水の流れから力を受けて流速調整装置５０を駆動する駆動部３５４を備えている。
【００６１】
図９において、ケース２９の中心部分には、開閉弁５１を回転駆動させる駆動部３５４を備えた開閉弁５１が収納されている。駆動部３５４の詳細な構造については、後述する。駆動部３５４は、流路２０の開口に対向した位置に設けられている。すなわち、流路２０から流速調整装置５０の内部に流れ込んだ冷却水は、駆動部３５４を通って開閉弁５１の内側に流れるように構成されている。
【００６２】
図１０において、開閉弁５１は、入口開口５２の内側に駆動部３５４を備えている。駆動部３５４は、冷却水の流れる方向に対して角度をつけた４枚の羽根を有している。言い換えると、駆動部３５４は、開閉弁５１の回転軸を中心として羽根をらせん状に形成した形状の回転体である。言い換えると、駆動部３５４は、水車構造である。駆動部３５４は、開閉弁５１を通過して流れる冷却水の流れの力である流体エネルギーを受けて駆動部３５４と一体である開閉弁５１を回転駆動させる。すなわち、冷却水が速く流れる場合は、駆動部３５４が速く回転することとなり、駆動部３５４と一体の開閉弁５１も速く回転する。一方、冷却水が遅く流れる場合は、駆動部３５４が遅く回転することとなり、駆動部３５４と一体の開閉弁５１も遅く回転する。
【００６３】
開閉弁５１と駆動部３５４とは、一体に設けられている。言い換えると、駆動部３５４は、開閉弁５１を構成する一部分として開閉弁５１に連続して設けられている。ただし、開閉弁５１と駆動部３５４とは、連続体でなくてもよい。すなわち、開閉弁５１と駆動部３５４とを別部品で備え、それらの部品を連結するようにして２つの部品を一体に構成してもよい。
【００６４】
駆動部３５４の羽根の角度を流れ方向に対して大きく傾斜させることで、流れの力を大きく受けることになり、開閉弁５１は速く回転する。また、駆動部３５４の羽根を流れ方向に沿って長く設けることで、より多くの冷却水と接触して流れの力を受けることになり、開閉弁５１は安定して速く回転する。したがって、開閉弁５１の回転する速さは、駆動部３５４の羽根の形成の仕方によって制御可能である。脈動流の周波数が、２Ｈｚ程度になるように駆動部３５４を調整することが好ましい。ただし、脈動流の周波数は、熱交換を行う用途や、熱交換装置１全体をなす各構成部品の性能などによって適宜最適な値を設定することができる。
【００６５】
上述した実施形態によると、流速調整装置５０は、流路２０を流れる冷却水の流れから力を受けて開閉弁５１を駆動する駆動部３５４を備えている。このため、開閉弁５１を駆動するために、流速調整装置５０の内部と外部とを連通するシャフトなどの部材を設ける必要がない。したがって、流速調整装置５０の内部から外部へと冷却水が漏れだすことを防止しやすい。また、外部駆動部１５４に用いる駆動用モータなどの機器を制御する必要がないため、配線や制御処理などを省略できる。したがって、簡単な構成で熱交換装置１の熱交換効率を高めることができる。
【００６６】
駆動部３５４は、水車構造である。このため、水車をなす羽根の角度や羽根の長さを変更することで流路２０を流れる冷却水の流れから受ける力の大きさを適切に調整できる。したがって、開閉弁５１の回転する周波数を適切に調整できる。
【００６７】
駆動部３５４は、入口開口５２の内側に設けられている。このため、開閉弁５１の外側から内側に向かって流れる冷却水は全て駆動部３５４を通過することとなる。したがって、入口開口５２から離れた位置に駆動部３５４が設けられている場合に比べて、駆動部３５４が冷却水の流れから力を受けやすい。よって、開閉弁５１を安定して回転駆動させやすい。
【００６８】
第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、開閉弁４５１が、上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとの２つの弁装置で形成されている。
【００６９】
図１１において、流速調整装置５０は、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａと下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂを備えている。上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとは、ケース２９の反対側の面に互いに正対して設けられている。ただし、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとの関係は、上流第１流路４２１ａに対して上流第２流路４２２ａの少なくとも一部が対向すればよく、互いに正対する位置からずれた位置でもよい。上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとは、互いに対向する一対の流路対を形成している。
【００７０】
下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとは、ケース２９の反対側の面に互いに正対して設けられている。ただし、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとの関係は、下流第１流路４２１ｂに対して下流第２流路４２２ｂの少なくとも一部が対向すればよく、互いに正対する位置からずれた位置でもよい。下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとは、互いに対向する一対の流路対を形成している。
【００７１】
上流第１流路４２１ａと下流第１流路４２１ｂとは、互いに平行に設けられている。上流第１流路４２１ａは、下流第１流路４２１ｂよりも流路２０に近い位置に設けられている。上流第２流路４２２ａと下流第２流路４２２ｂとは、互いに平行に設けられている。上流第２流路４２２ａは、下流第２流路４２２ｂよりも流路２０に近い位置に設けられている。上流第１流路４２１ａは、第１流路を提供する。上流第２流路４２２ａは、第２流路を提供する。また、下流第１流路４２１ｂは、第１流路を提供する。下流第２流路４２２ｂは、第２流路を提供する。
【００７２】
ケース２９の内部には、上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとからなる開閉弁４５１が収納されている。流路２０から流速調整装置５０の内部に流入した冷却水は、上流開閉弁４５１ａの内部に流入して、そこから一部の冷却水が上流第１流路４２１ａもしくは上流第２流路４２２ａに流れ込む。残りの冷却水は、下流開閉弁４５１ｂの内部に流入して、そこから下流第１流路４２１ｂもしくは下流第２流路４２２ｂに流れ込む。すなわち、上流開閉弁４５１ａは、下流開閉弁４５１ｂに比べて冷却水の流れの上流に位置している。
【００７３】
ここで、流路２０から遠い下流第１流路４２１ｂや下流第２流路４２２ｂに比べて、流路２０に近い上流第１流路４２１ａや上流第２流路４２２ａに冷却水が流入しやすい。ただし、上流第１流路４２１ａや上流第２流路４２２ａの配管径を小さくすることで、上流第１流路４２１ａや上流第２流路４２２ａに流入可能な冷却水の量を制限してもよい。さらに、下流第１流路４２１ｂや下流第２流路４２２ｂの配管径を大きくすることで、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとに流れる冷却水と、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとに流れる冷却水とを同程度の流量にしてもよい。
【００７４】
図１２において、開閉弁４５１は、上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとを備えている。上流開閉弁４５１ａの回転軸と下流開閉弁４５１ｂの回転軸とは、同軸である。上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとは接続部４９１で接続されて、連続する一体物として開閉弁４５１を形成している。接続部４９１は、上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとが隣り合った状態で分離不可能に結合している。開閉弁４５１は、上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂと接続部４９１とを連続して一体成形で形成されている。ただし、上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとを別々に設けて、接続部４９１として機能する接着剤により上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとを分離不可能に接着することで一体の開閉弁４５１を形成してもよい。あるいは、接続部４９１として機能する締結部品によって締結固定するようにしてもよい。
【００７５】
上流開閉弁４５１ａには、上面部５３とは反対側の面に大きな開口が設けられている。下流開閉弁４５１ｂには、下面部５５とは反対側の面に大きな開口が設けられている。上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとは、大きな開口同士を重ねることで上流開閉弁４５１ａの内側と下流開閉弁４５１ｂの内側とを連通させる連通口を形成している。
【００７６】
開閉弁４５１は、４つの弁体４５７と４つの出口開口５６とを備えている。上流開閉弁４５１ａは、上流第１弁体４５７ａと上流第２弁体４５７ｂとを備えている。上流第１弁体４５７ａと上流第２弁体４５７ｂとは、互いに対向している。上流開閉弁４５１ａの側面において、弁体４５７が形成されていない部分には、出口開口５６が形成されている。上流開閉弁４５１ａには、２つの出口開口５６が形成されている。下流開閉弁４５１ｂは、下流第１弁体４５７ｃと下流第２弁体４５７ｄとを備えている。下流第１弁体４５７ｃと下流第２弁体４５７ｄとは、互いに対向している。下流開閉弁４５１ｂの側面において、弁体４５７が形成されていない部分には、出口開口５６が形成されている。下流開閉弁４５１ｂには、２つの出口開口５６が形成されている。
【００７７】
上流第２弁体４５７ｂは、上流第１弁体４５７ａから開閉弁４５１の回転軸の周方向に１８０°回転した位置に設けられている。下流第２弁体４５７ｄは、下流第１弁体４５７ｃから開閉弁４５１の回転軸の周方向に１８０°回転した位置に設けられている。下流第１弁体４５７ｃは、上流第１弁体４５７ａから開閉弁４５１の回転軸に沿ってずれた高さ違いの位置であって、さらに上流第１弁体４５７ａから開閉弁４５１の回転軸の周方向に９０°回転した位置に設けられている。
【００７８】
開閉弁４５１による冷却水の流れの制御について以下に説明する。図１１において、上流第１流路４２１ａの開口と出口開口５６とが重なっている。言い換えると、上流第１弁体４５７ａは、上流第１流路４２１ａの開口を覆っていない。この状態は、上流第１流路４２１ａについての開状態である。この開状態においては、上流第１流路４２１ａに向かって流れる冷却水の流れを制限するものがない状態である。上流第１流路４２１ａの開状態においては、上流第１流路４２１ａに冷却水が勢いよく流れることができる。
【００７９】
上流第１流路４２１ａが開状態の時、上流第１流路４２１ａと対向する位置に設けられている上流第２流路４２２ａも上流第１流路４２１ａと同様に開状態である。一方、下流第１流路４２１ｂの開口と下流第２流路４２２ｂの開口とは、それぞれが弁体４５７と重なっており、閉状態である。したがって、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとには、冷却水が勢いよく流れ、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとには、冷却水が流れない状態である。
【００８０】
開閉弁４５１が回転することで、弁体４５７がどの開口を閉塞するかが切り替えられる。ただし、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとが開状態の場合には、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとが閉状態となる。また、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとを通過可能な冷却水が増加した場合には、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとを通過可能な冷却水が減少する。
【００８１】
一方、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとが閉状態の場合には、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとが開状態となる。また、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとを通過可能な冷却水が減少した場合には、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとを通過可能な冷却水が増加する。また、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとが絞り状態の場合には、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとについても絞り状態となる。
【００８２】
上述のように、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａと下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとの４つの冷却水の経路は、開閉弁４５１によって全ての経路が同時に閉状態となることがない。すなわち、常に最低でも２つの経路が開状態または絞り状態で冷却水が流通可能な状態を維持している。
【００８３】
上流第１弁体４５７ａに加えられる流体力と上流第２弁体４５７ｂに加えられる流体力とは、互いに打ち消し合って低減される。また下流第１弁体４５７ｃに加えられる流体力と下流第２弁体４５７ｄに加えられる流体力とは、互いに打ち消し合って低減される。したがって、開閉弁４５１全体において、弁体４５７に加えられる流体力によって開閉弁４５１に局所的に偏って大きな力が加えられることを抑制できる。
【００８４】
上述した実施形態によると、開閉弁４５１が上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂとの２つの弁装置から形成されている。このため、１つの流速調整装置５０の内部で一体に形成された１つの開閉弁４５１を用いて、異なる位相の２つの流れを同時に生成できる。したがって、流速調整装置５０を複数設けて異なる位相の複数の流れを生成する場合に比べて、部品点数を削減できる。言い換えると、熱交換装置１を小型化して搭載性を高めやすい。
【００８５】
また、上流開閉弁４５１ａと下流開閉弁４５１ｂを接続して１つの開閉弁４５１をなしているため、開閉弁４５１全体のサイズが大きい。したがって、外部駆動部１５４による駆動力が大きく、外部駆動部１５４のシャフトと開閉弁４５１との磨耗も激しくなりやすい。このような開閉弁４５１において、外部駆動部１５４のシャフトと開閉弁４５１との磨耗を低減することは非常に有用である。
【００８６】
第５実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとを接続する接続部５９１が、所定の条件下で接続状態を解除するように構成されている。
【００８７】
図１３において、開閉弁５５１は、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとの２つの弁装置から形成されている。上流開閉弁５５１ａは、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとを開閉する弁装置である。下流開閉弁５５１ｂは、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとを開閉する弁装置である。上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとは、ケース２９の内部において、分離可能な状態で互いに隣り合って配置されることとなる。
【００８８】
下流第２流路４２２ｂは、上流第１流路４２１ａの反対側であって、開閉弁５５１の回転軸に沿ってずれた位置に設けられている。また、下流第１流路４２１ｂは、上流第２流路４２２ａの反対側であって、開閉弁５５１の回転軸に沿ってずれた位置に設けられている。言い換えると、上流第１流路４２１ａのケース２９側の開口における中心位置から開閉弁５５１の回転軸に向かう方向に伸ばした直線の延長線上に、下流第２流路４２２ｂのケース２９側の開口における中心位置が存在する。
【００８９】
図１４において、上流開閉弁５５１ａは、上面部５３の反対側に円環状の下面部５５５ａを備えている。上面部５３と下面部５５５ａとの間には、断面が円弧状の上流弁体５５７ａが設けられている。上面部５３と下面部５５５ａとは、連続する樹脂材料で一体に形成されている。上流弁体５５７ａは、上面部５３の外縁と下面部５５５ａの外縁とを連結している。上流弁体５５７ａは、開閉弁５５１において、側壁面をなしている。上流開閉弁５５１ａは、第１開閉弁を提供する。上流弁体５５７ａは、第１弁体を提供する。
【００９０】
上流開閉弁５５１ａは、下面部５５５ａにおいて、上流開閉弁５５１ａの外側に向かって上流接続部５９１ａと上流ストッパー５９２ａとを備えている。言い換えると、上流接続部５９１ａと上流ストッパー５９２ａとは、下面部５５５ａから上面部５３とは反対側に突出して設けられている。上流接続部５９１ａの中心部分と上流ストッパー５９２ａの中心部分とは、上流開閉弁５５１ａの回転軸の周方向に９０°ずれた位置関係にある。
【００９１】
上流接続部５９１ａは、円環状の下面部５５５ａの内縁から外縁までの全幅にわたって設けられている。上流接続部５９１ａは、円弧状の部材である。上流接続部５９１ａの長手方向の端面のうち上流ストッパー５９２ａからの距離が遠い方の端面は、下面部５５５ａに対して傾斜した傾斜面をなしており、他方の端面は、下面部５５５ａに対して直交した垂直面をなしている。上流ストッパー５９２ａは、円環状の下面部５５５ａの内縁から外縁までの全幅にわたって設けられている。上流ストッパー５９２ａは、円弧状の部材である。上流ストッパー５９２ａの長手方向の端面は、両面とも下面部５５５ａに対して直交した垂直面をなしている。
【００９２】
図１５において、下流開閉弁５５１ｂは、下面部５５の反対側に上面部５５３ｂを備えている。上面部５５３ｂと下面部５５との間には、断面が円弧状の下流弁体５５７ｂが設けられている。上面部５５３ｂと下面部５５とは、連続する樹脂材料で一体に形成されている。下流弁体５５７ｂは、上面部５５３ｂの外縁と下面部５５の外縁とを連結している。下流弁体５５７ｂは、開閉弁５５１において、側壁面をなしている。下流開閉弁５５１ｂは、第２開閉弁を提供する。下流弁体５５７ｂは、第２弁体を提供する。
【００９３】
下流開閉弁５５１ｂは、上面部５５３ｂにおいて、下流開閉弁５５１ｂの外側に向かって下流接続部５９１ｂと下流ストッパー５９２ｂとを備えている。言い換えると、下流接続部５９１ｂと下流ストッパー５９２ｂとは、上面部５５３ｂから下面部５５とは反対側に突出して設けられている。下流接続部５９１ｂの中心部分と下流ストッパー５９２ｂの中心部分とは、下流開閉弁５５１ｂの回転軸の周方向に９０°ずれた位置関係にある。
【００９４】
下流接続部５９１ｂは、上流接続部５９１ａや上流ストッパー５９２ａと同じ幅で設けられている。下流接続部５９１ｂは、円弧状の部材である。下流接続部５９１ｂの長手方向の端面のうち下流ストッパー５９２ｂからの距離が遠い方の端面は、上面部５５３ｂに対して傾斜した傾斜面をなしており、他方の端面は、上面部５５３ｂに対して直交した垂直面をなしている。下流ストッパー５９２ｂは、下流接続部５９１ｂと同じ幅で設けられている。下流ストッパー５９２ｂは、円弧状の部材である。下流ストッパー５９２ｂの長手方向の端面は、両面とも上面部５５３ｂに対して直交した垂直面をなしている。
【００９５】
図１６において、開閉弁５５１は、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとを備えている。上流開閉弁５５１ａの回転軸と下流開閉弁５５１ｂの回転軸とは、同軸である。上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとは接続部５９１で接続されて、一体物として開閉弁５５１を形成している。接続部５９１は、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとが隣り合った状態で分離可能に結合している。上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとは、上流接続部５９１ａと下流接続部５９１ｂとが接触した状態で接続されている。また、上流ストッパー５９２ａは、下流開閉弁５５１ｂの上面部５５３ｂと接触している。下流ストッパー５９２ｂは、上流開閉弁５５１ａの下面部５５５ａと接触している。
【００９６】
開閉弁５５１は、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとが接続部５９１において正常に接続された通常状態である。通常状態においては、上流接続部５９１ａの傾斜面と下流接続部５９１ｂの傾斜面とが接触した状態である。通常状態においては、上流ストッパー５９２ａは、下流接続部５９１ｂや下流ストッパー５９２ｂとは接触していない。通常状態においては、下流ストッパー５９２ｂは、上流接続部５９１ａや上流ストッパー５９２ａとは接触していない。通常状態において、上流弁体５５７ａと下流弁体５５７ｂとは、互いに対向する位置から開閉弁５５１の回転軸に沿ってずれた位置関係にある。
【００９７】
開閉弁５５１の内部に流入した冷却水の一部は、上流開閉弁５５１ａから下流開閉弁５５１ｂに向かって流れる。すなわち、上流開閉弁５５１ａは下流開閉弁５５１ｂよりも上流に位置している。上流開閉弁５５１ａにおいて、上流開閉弁５５１ａの内部に冷却水が流れ込む際に、駆動部３５４が冷却水の流れの力を受けて上流開閉弁５５１ａを回転駆動させる。また、下流開閉弁５５１ｂにおいて、下流開閉弁５５１ｂの内側に冷却水が流れ込む際に、駆動部３５４が冷却水の流れの力を受けて下流開閉弁５５１ｂを回転駆動させる。
【００９８】
上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとでは、内部に流れ込む冷却水の量が異なる。すなわち、下流開閉弁５５１ｂには、上流開閉弁５５１ａを流れた冷却水の一部しか流れ込まないため、下流開閉弁５５１ｂの方が駆動部３５４で得られる駆動力が小さくなる。したがって、通常状態においては、上流開閉弁５５１ａの回転駆動力が接続部５９１を介して下流開閉弁５５１ｂに伝達されることで、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとが同期した状態で回転する。言い換えると、上流開閉弁５５１ａが下流開閉弁５５１ｂを押しながら回転する。開閉弁５５１が通常状態で回転している場合には、上流接続部５９１ａの傾斜面と下流接続部５９１ｂの傾斜面とが常に接触した状態で回転する。
【００９９】
図１７は、通常状態における上流開閉弁５５１ａの動作を示している。上流第１流路４２１ａは、上流弁体５５７ａによって閉じられた閉状態である。上流開閉弁５５１ａが回転することで上流弁体５５７ａは、上流第１流路４２１ａを閉状態から絞り状態を経て開状態へと移行させる。また、上流第２流路４２２ａは、出口開口５６によって上流開閉弁５５１ａの内側と連通した開状態である。上流開閉弁５５１ａが回転することで上流弁体５５７ａは、上流第２流路４２２ａを開状態から絞り状態を経て閉状態へと移行させる。上流開閉弁５５１ａは、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとを開状態や絞り状態や閉状態に周期的に切り替える。これにより、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとを流れる冷却水の流速は周期的に増減が繰り返される。
【０１００】
図１８は、通常状態における下流開閉弁５５１ｂの動作を示している。下流第１流路４２１ｂは、下流弁体５５７ｂによって閉じられた閉状態である。下流開閉弁５５１ｂが回転することで下流弁体５５７ｂは、下流第２流路４２２ｂを閉状態から絞り状態を経て開状態へと移行させる。また、下流第１流路４２１ｂは、出口開口５６によって下流開閉弁５５１ｂの内側と連通した開状態である。下流開閉弁５５１ｂが回転することで下流弁体５５７ｂは、下流第１流路４２１ｂを開状態から絞り状態を経て閉状態へと移行させる。下流開閉弁５５１ｂは、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとを開状態や絞り状態や閉状態に周期的に切り替える。これにより、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとを流れる冷却水の流速は周期的に増減が繰り返される。
【０１０１】
上流第１流路４２１ａが上流弁体５５７ａによって閉塞された閉状態の時とき、下流第２流路４２２ｂは下流弁体５５７ｂによって閉塞された閉状態である。一方、上流第２流路４２２ａが開状態のとき、下流第１流路４２１ｂは開状態である。この時、上流弁体５５７ａに加えられる流体力と、下流弁体５５７ｂに加えられる流体力とは、開閉弁５５１の回転軸に沿った方向にずれた位置で互いに反対向きに加えられることとなる。このため、開閉弁５５１全体として、加えられる流体力がキャンセルされて開閉弁５５１の回転軸がぶれることを抑制できる。したがって、開閉弁５５１がケース２９の内側に強く押し付けられた状態で回転することによって激しい磨耗が引き起こされることを抑制できる。
【０１０２】
図１９は、第１停止状態における開閉弁５５１を示している。第１停止状態とは、上流開閉弁５５１ａが上流第１流路４２１ａを閉塞した状態で停止した状態である。上流開閉弁５５１ａと上流第１流路４２１ａとの間で異物を噛み込んだ場合などに第１停止状態となることが想定される。ただし、上流開閉弁５５１ａが上流第２流路４２２ａを閉塞した状態で停止した場合も第１停止状態と同様の状態である。
【０１０３】
第１停止状態においては、接続部５９１における接続状態が解除されている。すなわち、通常状態においては互いに接触状態にあった上流接続部５９１ａと下流接続部５９１ｂとが、互いに離れた状態である。また、通常状態においては互いに離れていた上流ストッパー５９２ａと下流ストッパー５９２ｂとが、互いに接触している状態である。この状態においては、下流開閉弁５５１ｂの駆動部３５４が流体から力を受けても、ストッパー５９２の作用によって、下流開閉弁５５１ｂが回転できない状態である。
【０１０４】
第１停止状態においては、下流弁体５５７ｂが上流弁体５５７ａの反対側に位置していない。すなわち、通常状態においては上流弁体５５７ａから開閉弁５５１の回転軸の周方向に１８０°回転した位置にあった下流弁体５５７ｂが、開閉弁５５１の回転軸の周方向に９０°回転した位置に移動している。
【０１０５】
図２０は、第１停止状態における上流開閉弁５５１ａの停止位置を示している。異物の噛み込みによって上流弁体５５７ａは、上流第１流路４２１ａを閉状態としている。上流開閉弁５５１ａは、異物の噛み込みが解除されるなど、停止している原因が取り除かれるまでの間、回転することができない。したがって、上流第１流路４２１ａの閉状態が維持される。ただし、上流第２流路４２２ａは開状態が維持される。
【０１０６】
図２１は、第１停止状態における下流開閉弁５５１ｂの停止位置を示している。下流弁体５５７ｂは、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとの両方の経路を開状態としている。下流弁体５５７ｂは、通常状態のままの位置関係であれば、下流第２流路４２２ｂを閉状態とする位置で停止するが、下流開閉弁５５１ｂの駆動部３５４による駆動力によって下流開閉弁５５１ｂのみが回動する。これにより、接続部５９１での接続が解除され、上流弁体５５７ａに対して通常状態よりも開閉弁５５１の回転軸の周方向に９０°回転した位置でストッパー５９２の作用によって停止している。
【０１０７】
第１停止状態においては、下流第１流路４２１ｂと下流第２流路４２２ｂとの両方の経路が開状態で開閉弁５５１の回転が停止している。このため、４つの冷却水の経路の内、上流第１流路４２１ａを除く３つの経路において、冷却水が流通可能である。したがって、４つの冷却水の経路の内、上流第１流路４２１ａと下流第２流路４２２ｂとの２つの経路が閉状態になる場合に比べて、多くの経路に冷却水を流通可能である。よって、第１停止状態において、上流第１流路４２１ａに接続されている熱交換器を除く３つの熱交換器に対して冷却水を循環させることができる。
【０１０８】
また、流通経路を合流させることで、冷却水の流れない熱交換器が生じないように熱交換装置１を構成することができる。具体的には、上流第１流路４２１ａと下流第２流路４２２ｂとを熱交換器よりも手前で合流させる構成とする。これにより、開閉弁５５１によって上流第１流路４２１ａが閉状態となった場合においても、下流第２流路４２２ｂから熱交換器に向けて冷却水を流通可能である。よって、上流第１流路４２１ａの閉状態においても、全ての熱交換器に冷却水を流通可能なように熱交換装置１を構成することができる。
【０１０９】
図２２は、第２停止状態における開閉弁５５１を示している。第２停止状態とは、下流開閉弁５５１ｂが下流第２流路４２２ｂを閉塞した状態で停止した状態である。下流開閉弁５５１ｂと下流第２流路４２２ｂとの間で異物を噛み込んだ場合などに第２停止状態となることが想定される。ただし、下流開閉弁５５１ｂが下流第１流路４２１ｂを閉塞した状態で停止した場合も第２停止状態と同様の状態である。
【０１１０】
第２停止状態においては、接続部５９１における接続状態が解除されている。すなわち、上流接続部５９１ａが下流接続部５９１ｂと下流ストッパー５９２ｂとの間に嵌った状態である。また、上流ストッパー５９２ａが下流接続部５９１ｂと接触している状態である。この状態においては、上流開閉弁５５１ａの駆動部３５４が流体から力を受けても、接続部５９１とストッパー５９２との作用によって、上流開閉弁５５１ａが回転できない状態である。
【０１１１】
第２停止状態においては、上流弁体５５７ａが下流弁体５５７ｂの反対側に位置していない。すなわち、通常状態においては下流弁体５５７ｂから開閉弁５５１の回転軸の周方向に１８０°回転した位置にあった上流弁体５５７ａが、開閉弁５５１の回転軸の周方向に９０°回転した位置に移動している。
【０１１２】
図２３は、第２停止状態における上流開閉弁５５１ａの停止位置を示している。上流弁体５５７ａは、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとの両方の経路を開状態としている。上流弁体５５７ａは、通常状態のままの位置関係であれば、上流第１流路４２１ａを閉状態とする位置で停止するが、上流開閉弁５５１ａの駆動部３５４による駆動力によって上流開閉弁５５１ａのみが回動する。この時、上流接続部５９１ａは下流接続部５９１ｂの傾斜面にガイドされて下流接続部５９１ｂを乗り越える。これにより、接続部５９１での接続が解除される。ただし、上流接続部５９１ａは下流ストッパー５９２ｂの垂直面を乗り越えることができないため、それ以上回動を続けることができず、第２停止状態の位置関係を維持することとなる。これにより、上流弁体５５７ａに対して通常状態よりも開閉弁５５１の回転軸の周方向に９０°回転した位置で接続部５９１とストッパー５９２との作用によって停止することとなる。
【０１１３】
図２４は、第２停止状態における下流開閉弁５５１ｂの停止位置を示している。異物の噛み込みによって下流弁体５５７ｂは、下流第２流路４２２ｂを閉状態としている。下流開閉弁５５１ｂは、異物の噛み込みが解除されるなど、停止している原因が取り除かれるまでの間、回転することができない。したがって、下流第２流路４２２ｂの閉状態が維持される。ただし、下流第１流路４２１ｂは開状態である。
【０１１４】
第２停止状態においては、上流第１流路４２１ａと上流第２流路４２２ａとの両方の経路が開状態で開閉弁５５１の回転が停止している。このため、４つの冷却水の経路の内、下流第２流路４２２ｂを除く３つの経路において、冷却水が流通可能である。したがって、４つの冷却水の経路の内、上流第１流路４２１ａと下流第２流路４２２ｂとの２つの経路が閉状態になる場合に比べて、より多くの流通経路を用いて冷却水を熱交換装置１内部に循環させることができる。また、熱交換器の手前で冷却水の流通経路を合流させることで、全ての熱交換器に冷却水を流通可能なように熱交換装置１を構成することができる。
【０１１５】
上述した実施形態によると、開閉弁５５１は、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとを一体に接続する接続部５９１を備えている。このため、１つの流速調整装置５０の内部で一体に接続された１つの開閉弁５５１を用いて、異なる位相の２つの流れを同時に生成できる。したがって、複数の流速調整装置５０を設けて異なる位相の複数の流れを生成する場合に比べて、部品点数を削減できる。よって、熱交換装置１を小型化しやすい。
【０１１６】
接続部５９１は、上流開閉弁５５１ａの回転が停止した場合に、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとの接続を解除する。このため、上流開閉弁５５１ａの回転が停止した場合であっても、下流開閉弁５５１ｂの回転を継続できる。したがって、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとが同時に冷却水の経路を閉じた状態で開閉弁５５１の回転が停止する状態となることを抑制しやすい。よって、多くの流通経路を用いて冷却水を熱交換装置１内部にスムーズに循環させることができる。また、全ての熱交換器に冷却水を流通可能なように熱交換装置１を構成することが可能であり、熱交換装置１の性能の低下を抑制できる。さらに、流速調整装置５０から流出した冷却水が開状態の３つの流通経路に分散して流れることができる。このため、２つの流通経路にしか冷却水が流通できない場合に比べて熱交換装置１内部における圧力損失を小さくできる。したがって、熱交換装置１内部が異常な高圧になることを防いで、冷却水が流れる配管などが破損することを抑制しやすい。
【０１１７】
開閉弁５５１は、上流第１流路４２１ａに流れ込む冷却水の量を最小とする位置で上流開閉弁５５１ａが停止した場合に、下流第２流路４２２ｂに流れ込む冷却水の量を最大とする位置で下流開閉弁５５１ｂの回転を停止させるストッパー５９２を備えている。このため、上流開閉弁５５１ａと下流開閉弁５５１ｂとが同時に冷却水の経路を塞ぐことがない。よって、多くの流通経路を用いて冷却水を熱交換装置１内部に循環させることができる。また、全ての熱交換器に冷却水を流通可能なように熱交換装置１を構成することが可能であり、熱交換装置１の性能の低下を抑制できる。
【０１１８】
他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【符号の説明】
【０１１９】
１  熱交換装置、  ７  ポンプ（流体輸送装置）、  ２０  流路、  ２１  第１流路、  ２２  第２流路、  ２３  第３流路、  ２４  第４流路、  ３１  第１熱交換器、  ３２  第２熱交換器、  ５０  流速調整装置、  ５１  開閉弁、  ５６  出口開口、  ５７  弁体、  ５７ａ  第１弁体、  ５７ｂ  第２弁体、  ２３１  第１熱交換器、  ３５４  駆動部、  ４２１ａ  上流第１流路、  ４２１ｂ  下流第１流路、  ４２２ａ  上流第２流路、  ４２２ｂ  下流第２流路、  ４５１  開閉弁、  ４９１  接続部、  ５５１  開閉弁、  ５５１ａ  上流開閉弁（第１開閉弁）  ５５１ｂ  下流開閉弁（第２開閉弁）、  ５５７  弁体、  ５５７ａ  上流弁体（第１弁体）、  ５５７ｂ  下流弁体（第２弁体）、  ５９１  接続部、  ５９１ａ  上流接続部、  ５９１ｂ  下流接続部、  ５９２  ストッパー、  ５９２ａ  上流ストッパー、  ５９２ｂ  下流ストッパー
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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