冷却系统的制作方法
【专利摘要】一种冷却HV设备（31）的冷却系统（1）包括：压缩机（12），所述压缩机使致冷剂循环；热交换器（14），所述热交换器在所述致冷剂和外部空气之间进行热交换；膨胀阀（16），所述膨胀阀使所述致冷剂减压；热交换器（18），所述热交换器在所述致冷剂和空调用空气之间进行热交换；冷却部（30），所述冷却部利用在所述热交换器（14）和所述膨胀阀（16）之间流动的所述致冷剂来冷却所述HV设备（31）；和蓄气器（70），所述蓄气器保持因在所述冷却部（30）中与所述HV设备（31）的热交换而气化的气相致冷剂。
【专利说明】冷却系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冷却系统，更特别地涉及一种使用蒸气压缩式致冷循环来冷却发热源的冷却系统。
【背景技术】
[0002]作为环境问题的对策，利用电机的驱动力行驶的混合动力车辆、燃料电池车辆、电动车辆等已引起注意。在各种这类车辆中，诸如电机、发电机、逆变器、变换器、电池等的电气设备由于提供/接收电力而发热。因此，需要冷却这些电气设备。这样，已提出了利用被用作车辆用空调装置的蒸气压缩式致冷循环来冷却发热元件的技术。
[0003]例如，在日本专利申请公报N0.2007-69733 (JP-2007-69733A)中描述了一种利用空调装置用的致冷剂来冷却发热元件的系统。在该系统中，与空调用空气进行热交换的热交换器和与发热元件进行热交换的热交换器彼此并列配置在从膨胀阀延伸到压缩机的致冷剂通路中。此外，在日本专利申请公报N0.2005-90862 (JP-2005-90862A)中描述了一种冷却系统。在该冷却系统中，在绕过空调用致冷循环的压缩机、蒸发器和减压器的旁通通路中设置有用于冷却发热元件的发热元件冷却装置。
[0004]另一方面，关于车辆用空调系统，在日本专利申请公报N0.2003-285633(JP-2003-285633A)中描述了一种装置，该装置在压缩机运转期间使致冷剂通过具有蓄冷材料的蓄冷热交换器，并且在压缩机停止之后利用蓄冷材料的蓄冷能量来冷却致冷剂以使空调装置工作。在日本专利申请公报N0.2011-1048 (JP-2011-1048A)中，描述了一种车辆用空调系统。在该车辆用空调系统中，车内用蓄热单元的蓄热介质储存一定量的热，并且该车内用蓄热单元与热交换介质交换该一定量的热。
[0005]在日本专利申请公报N0.2007-69733 (JP-2007-69733A)和日本专利申请公报N0.2005-90862 (JP-2005-90862A)各者中描述的冷却系统中，用于冷却诸如电气设备等的发热源的冷却路径被结合在蒸气压缩式致冷循环中。当发热源被冷却时，处于两相状态、也就是气液相状态的致冷剂在已通过减压器之后被导入用于冷却该发热源的致冷剂路径中。当用于冷却发热源的致冷剂的流量减小时，冷却发热源的性能可能下降。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种能够稳定地冷却发热源的冷却系统。
[0007]本发明的第一方面涉及一种冷却发热源的冷却系统。所述冷却系统包括:压缩机，所述压缩机使致冷剂循环；第一热交换器，所述第一热交换器在所述致冷剂和外部空气之间进行热交换；减压器，所述减压器使所述致冷剂减压；第二热交换器，所述第二热交换器在所述致冷剂和空调用空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部利用在所述第一热交换器和所述减压器之间流动的所述致冷剂来冷却所述发热源；和蓄气器，所述蓄气器保持因在所述冷却部中与所述发热源的热交换而气化的气相致冷剂。
[0008]在本发明的上述方面中，所述气相致冷剂在所述压缩机运转期间可流入所述蓄气器中并可保持在所述蓄气器中，并且在所述压缩机停止期间可从所述蓄气器流出。
[0009]上述冷却系统还可包括排出部，所述排出部将所述气相致冷剂从所述蓄气器强制排出。
[0010]上述冷却系统还可包括止回阀，所述止回阀禁止从所述蓄气器流出的所述气相致冷剂流到所述冷却部。
[0011]在本发明的上述方面中，所述蓄气器可包括可动分隔部，所述可动分隔部将所述蓄气器的内部空间分隔成收纳所述气相致冷剂的蒸气收纳部和包封有气体的气体包封部。
[0012]在本发明的上述方面中，所述蓄气器可包括密封材料，所述密封材料配置在所述可动分隔部的面向所述蒸气收纳部的表面的周缘部上。
[0013]上述冷却系统还可包括第一通路和第二通路，所述第一通路和所述第二通路在位于所述第一热交换器和所述减压器之间的所述致冷剂的路径中彼此并列连接。所述发热源可由流过所述第二通路的所述致冷剂冷却。
[0014]上述冷却系统还可包括第三通路和连通通道，所述致冷剂经所述第三通路在所述压缩机和所述第一热交换器之间流动，所述连通通道在所述第二通路的比所述冷却部更靠近所述减压器的一侧和所述第三通路之间建立连通。
[0015]上述冷却系统还可包括切换阀，所述切换阀切换所述第二通路的比所述冷却部更靠近所述减压器的一侧和所述连通通道之间的连通状态。
[0016]在本发明的上述方面中，所述切换阀可在所述压缩机停止期间使所述致冷剂流到所述连通通道。
[0017]根据本发明的冷却系统，可抑制冷却发热源的冷却能力下降，并且稳定地冷却发热源。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中:
[0019]图1是示出根据本发明的第一实施例的冷却系统的构型的示意图；
[0020]图2是示出蒸气压缩式致冷循环中的致冷剂的状态的莫里尔图；
[0021]图3是示出在蒸气压缩式致冷循环运转期间用于冷却HV设备的致冷剂流的示意图；
[0022]图4是示出图3所示的蓄气器的细节的放大图；
[0023]图5是示出在蒸气压缩式致冷循环停止期间用于冷却HV设备的致冷剂流的示意图；
[0024]图6是示出图5所示的蓄气器的细节的放大图；
[0025]图7是示出根据本发明的第二实施例的蓄气器的细节的示意图；
[0026]图8是示出气相致冷剂如何流出/流入根据本发明的第三实施例的蓄气器的第一示意图；以及
[0027]图9是示出气相致冷剂如何流出/流入根据本发明的第三实施例的蓄气器的第二示意图。【具体实施方式】
[0028]在下文中，将基于各图描述本发明的实施例。应该指出的是，在以下图中同样或相当的部分由同样的附图标记表示，并且不重复对这些部分的相同说明。
[0029](第一实施例)图1是示出根据本发明的第一实施例的冷却系统I的构型的示意图。如图1所示，冷却系统I包括蒸气压缩式致冷循环10。蒸气压缩式致冷循环10装设在车辆上，以便例如冷却车辆的车厢内部。例如，当用于冷却的开关被打开时，或者当用于将车辆的车厢内的温度自动调节为设定温度的自动控制模式被选择并且车厢内的温度比设定温度高时，通过蒸气压缩式致冷循环10的使用来冷却车厢内部。
[0030]蒸气压缩式致冷循环10包括压缩机12、作为第一热交换器的热交换器14、热交换器15、作为减压器的一个示例的膨胀阀16、和作为第二热交换器的热交换器18。
[0031]压缩机12使用装设在车辆上的电机或发动机作为动力源而工作，并且绝热地压缩致冷剂气体以获得过热的致冷剂气体。压缩机12在蒸气压缩式致冷循环10工作期间吸入并压缩从热交换器18流过压缩机12的致冷剂，并且将高温、高压的气相致冷剂放出到致冷剂通路21。压缩机12将致冷剂放出到致冷剂通路21，并由此使致冷剂循环通过蒸气压缩式致冷循环10。
[0032]热交换器14和15使由压缩机12压缩的过热的致冷剂气体向外部介质等压地放热以获得致冷剂液。从压缩机12放出的高压的气相致冷剂向热交换器14和15周围放热，并被冷却而冷凝(液化)。各热交换器14和15包括管和翅片，管供致冷剂流过，翅片用于在流过所述管的致冷剂与热交换器14和15中对应的一个热交换器周围的空气之间进行热交换。热交换器14和15在致冷剂和通过利用车辆的行驶产生的自然通风或来自冷却风扇如用于冷却发动机的散热风扇等的强制通风供给的冷却风之间进行热交换。由于热交换器14和15中的热交换，致冷剂的温度下降，并且致冷剂液化。
[0033]膨胀阀16通过从小孔喷射液相致冷剂来使流过致冷剂通路25的高压的液相致冷剂膨胀。因此，膨胀阀16将高压的液相致冷剂变成低温、低压的雾状致冷剂。膨胀阀16降低由热交换器14和15冷凝的致冷剂液的压力以获得处于气液混合状态的湿蒸气。应当指出的是，用于降低致冷剂液的压力的减压器并不限于以节流方式膨胀的膨胀阀16，而是也可为毛细管。
[0034]流过热交换器18的雾状致冷剂气化。热交换器18由此吸收已被导入成与热交换器18接触的环境空气的热。利用已通过膨胀阀16减压的致冷剂，热交换器18从流入车辆的车厢中的空调用空气吸收当致冷剂的湿蒸气蒸发而变成致冷剂气体时需要的气化热，由此冷却车辆的车厢内部。已通过被热交换器18吸热而温度下降的空调用空气再次返回车厢内部，使得车辆的车厢内部被冷却。致冷剂从热交换器18周围吸热，并且被加热。
[0035]热交换器18包括管和翅片，管供致冷剂流过，翅片用于在流过所述管的致冷剂和热交换器18周围的空气之间进行热交换。处于湿蒸气状态的致冷剂流过所述管。在流过所述管时，致冷剂通过经由翅片吸收车辆车厢内的空气的热作为蒸发潜热而气化，并且然后由于显热而变成过热蒸气。气化后的致冷剂经由致冷剂通路27流入压缩机12中。压缩机12压缩从热交换器18流过压缩机12的致冷剂。
[0036]蒸气压缩式致冷循环10还包括作为供压缩机12和热交换器14经其彼此连通的第三通路的致冷剂通路21、供热交换器14和热交换器15经其彼此连通的致冷剂通路22、23和24、供热交换器15和膨胀阀16经其彼此连通的致冷剂通路25、供膨胀阀16和热交换器18经其彼此连通的致冷剂通路26、以及供热交换器18和压缩机12经其彼此连通的致冷剂通路27。
[0037]致冷剂通路21是供致冷剂从压缩机12流入热交换器14中的通路。致冷剂从压缩机12的出口朝向热交换器14的入口在压缩机12和热交换器14之间经由致冷剂通路21流动。致冷剂通路22至25是供致冷剂从热交换器14流入膨胀阀16中的通路。致冷剂从热交换器14的出口朝向膨胀阀16的入口在热交换器14和膨胀阀16之间经由致冷剂通路22至25流动。
[0038]致冷剂通路26是供致冷剂从膨胀阀16流入热交换器18中的通路。致冷剂从膨胀阀16的出口朝向热交换器18的入口在膨胀阀16和热交换器18之间经由致冷剂通路26流动。致冷剂通路27是供致冷剂从热交换器18流入压缩机12中的通路。致冷剂从热交换器18的出口朝向压缩机12的入口在热交换器18和压缩机12之间经由致冷剂通路27流动。
[0039]蒸气压缩式致冷循环10通过经由致冷剂通路21至27将压缩机12、热交换器14和15、膨胀阀16、以及热交换器18互相联接而构成。应当指出的是，例如，能使用二氧化碳、诸如丙烷、异丁烷等的烃、氨、水等作为用于蒸气压缩式致冷循环10的致冷剂。
[0040]蒸气压缩式致冷循环10还包括配置于在热交换器14和膨胀阀16之间流动的致冷剂的路径上的气液分离器40。气液分离器40将从热交换器14流出的致冷剂分离成气相致冷剂和液相致冷剂。作为液相致冷剂的致冷剂液和作为气相致冷剂的致冷剂蒸气储存在气液分离器40的内部。致冷剂通路22和23以及致冷剂通路34联接到气液分离器40。
[0041]致冷剂在热交换器14的出口侧呈作为饱和液和饱和蒸气的混合物的处于气液两相状态的湿蒸气的状态。已从热交换器14流出的致冷剂经致冷剂通路22供给到气液分离器40。从致冷剂通路22流入气液分离器40中的处于气液两相状态的致冷剂在气液分离器40的内部分离成气相和液相。气液分离器40将由热交换器14冷凝的致冷剂分离成液态的致冷剂液和气态的致冷剂蒸气，并且暂时储存它们。
[0042]分离出的致冷剂液经由致冷剂通路34流出到气液分离器40的外部。配置在气液分离器40内的液相中的致冷剂通路34的端部形成流出口，液相致冷剂从气液分离器40经该流出口流出。分离出的致冷剂蒸气经由致冷剂通路23流出到气液分离器40的外部。配置在气液分离器40内的气相中的致冷剂通路23的端部形成流出口，气相致冷剂从气液分离器40经该流出口流出。从气液分离器40导出的气相致冷剂蒸气向作为第三热交换器的热交换器15周围放热，并被冷却而冷凝。
[0043]致冷剂液蓄积在气液分离器40的下侧区域，而致冷剂蒸气蓄积在气液分离器40的上侧区域。供致冷剂液从气液分离器40经其导出的致冷剂通路34的端部联接到气液分离器40的底部。仅致冷剂液从气液分离器40的底侧经由致冷剂通路34输送到气液分离器40的外部。供致冷剂蒸气从气液分离器40经其导出的致冷剂通路23的端部联接到气液分离器40的顶部。仅致冷剂蒸气从气液分离器40的顶侧经由致冷剂通路23输送到气液分离器40的外部。由于所输送的致冷剂蒸气，气液分离器40能可靠地使气相致冷剂和液相致冷剂彼此分离。
[0044]供致冷剂从热交换器14的出口经其流向膨胀阀16的入口的路径包括从热交换器14的出口侧延伸到气液分离器40的致冷剂通路22、使致冷剂蒸气从气液分离器40经其流出并经由后述的流量调节阀28延伸的致冷剂通路23、联接到热交换器15的入口侧的致冷剂通路24、和使致冷剂从热交换器15的出口侧经其流到膨胀阀16的致冷剂通路25。由气液分离器40分离出的气相致冷剂流过作为第一通路的致冷剂通路23。
[0045]供致冷剂经其在热交换器14和热交换器15之间流动的路径还包括供气液分离器40和冷却部30经其彼此连通的致冷剂通路34以及供冷却部30和致冷剂通路24经其彼此连通的致冷剂通路36。致冷剂液从气液分离器40经由致冷剂通路34流入冷却部30中。已通过冷却部30的致冷剂经由致冷剂通路36回到致冷剂通路24。由气液分离器40分离出的液相致冷剂流过作为第二通路的致冷剂通路34和36。在供致冷剂在气液分离器40和膨胀阀16之间从热交换器14经其流向热交换器15的路径上彼此并列连接的第一通路(致冷剂通路23)和第二通路(致冷剂通路34和36)内，冷却部30设置在第二通路上。
[0046]图1所示的D点表示致冷剂通路23、致冷剂通路24和致冷剂通路36的联接点。亦即，D点表示致冷剂通路23的下游端(即，位于更靠近热交换器15的一侧的端部)、致冷剂通路24的上游端(即，位于更靠近热交换器14的一侧的端部)和致冷剂通路36的下游端。致冷剂通路23形成供致冷剂从气液分离器40经其流向膨胀阀16的路径的一部分。该部分从气液分离器40延伸到D点。
[0047]冷却系统I包括与致冷剂通路23并列配置的致冷剂路径，并且冷却部30设置在该致冷剂路径上。冷却部30包括作为装设在车辆上的电气设备的混合动力车辆(HV)设备31和作为供致冷剂流过的管道的冷却通路32。HV设备31是发热源的一个示例。冷却通路32的一个端部连接到致冷剂通路34。冷却通路32的另一个端部连接到致冷剂通路36。
[0048]在气液分离器40和图1所示的D点之间与致冷剂通路23并列连接的致冷剂路径包括位于冷却部30的上游侧(更靠近气液分离器40的一侧)的致冷剂通路34、被包括在冷却部30中的冷却通路32、和位于冷却部30的下游侧(更靠近热交换器15的一侧)的致冷剂通路36。致冷剂通路34是供液相致冷剂从气液分离器40流入冷却部30中的通路。致冷剂通路36是供致冷剂从冷却部30流到D点的通路。D点是致冷剂通路23和24与致冷剂通路36之间的分支点。
[0049]已从气液分离器40流出的致冷剂液经由致冷剂通路34流向冷却部30。流入冷却部30中并流经冷却通路32的致冷剂从作为发热源的HV设备31除去热，并冷却HV设备31。冷却部30利用在气液分离器40中分离出并经由致冷剂通路34流到冷却通路32的液相致冷剂来冷却HV设备31。在冷却部30中，流过冷却通路32的致冷剂和HV设备31彼此进行热交换。结果，HV设备31被冷却，而致冷剂被加热。此外，致冷剂从冷却部30经由致冷剂通路36流向D点，并经由致冷剂通路24到达热交换器15。
[0050]冷却部30被设置成具有允许在HV设备31和冷却通路32中的致冷剂之间进行热交换的结构。在本发明的该实施例中，冷却部30具有冷却通路32，该冷却通路例如形成为使得冷却通路32的外周面与HV设备31的壳体直接接触。冷却通路32具有邻近HV设备31的壳体的区域。在该区域中，流过冷却通路32的致冷剂和HV设备31能够彼此进行热交换。
[0051]HV设备31直接连接到形成蒸气压缩式致冷循环10中从热交换器14延伸到热交换器15的致冷剂路径的一部分的冷却通路32的外周面，且因此HV设备31被冷却。HV设备31配置在冷却通路32的外部，且因此不干涉流过冷却通路32中的致冷剂的流动。因此，蒸气压缩式致冷循环10的压力损失不会增大。因此，HV设备31能够在不增大压缩机12的动力的情况下被冷却。
[0052]替换地，冷却部30可包括配置成介设在HV设备31和冷却通路32之间的普通热管。在这种情况下，HV设备31经由该热管连接到冷却通路32的外周面，并通过从HV设备31经由该热管到冷却通路32的热传递而被冷却。通过使用HV设备31作为用于热管的加热部并使用冷却通路32作为用于热管的冷却部来提高冷却通路32和HV设备31之间的热传递效率。因此，能够提高冷却HV设备31的效率。例如，能采用管芯(Wick)式热管。
[0053]利用热管能将热从HV设备31可靠地传递到冷却通路32。因此，在HV设备31和冷却通路32之间可存在一定距离。不需要以复杂的方式配置冷却通路32以使冷却通路32与HV设备31接触。结果，能提高HV设备31的配置自由度。
[0054]HV设备31包括通过提供/接收电力而发热的电气设备。该电气设备例如包括用于将直流电力变换成交流电力的逆变器、作为旋转电机的电动发电机、作为蓄电装置的电池、用于使电池的电压升压的变换器、用于使电池的电压降压的DC/DC变换器等中的至少一者。电池为二次电池,例如锂离子电池、镍氢电池等。可采用电容器代替电池。
[0055]热交换器18配置在供空气流过的管道90的内部。热交换器18在致冷剂和流过管道90的空调用空气之间进行热交换，且因此调节空调用空气的温度。管道90具有作为供空调用空气经其流入管道90中的入口的管道入口 91和作为供空调用空气从管道90经其流出的出口的管道出口 92。在管道90的内部在管道入口 91附近配置有风扇93。
[0056]空气通过风扇93的驱动而在管道90中流过。当风扇93运转时，空调用空气经由管道入口 91流入管道90中。流入管道90中的空气可以是外部空气，或车辆的车厢内的空气。图1中的箭头95表示经由热交换器18流过并与蒸气压缩式致冷循环10中的致冷剂进行热交换的空调用空气流。在冷却运转期间，空调用空气在热交换器18中被冷却，并且致冷剂在接收从空调用空气传递的热后被加热。箭头96表示由热交换器18调节了温度并从管道90经由管道出口 92流出的空调用空气流。
[0057]致冷剂经通过用致冷剂通路21至27顺次连接压缩机12、热交换器14和15、膨胀阀16、以及热交换器18而形成的致冷剂循环流动通道在蒸气压缩式致冷循环10中循环。致冷剂在蒸气压缩式致冷循环10中依次流经如图1所示的A点、B点、C点、D点、E点和F点。致冷剂由此循环通过压缩机12、热交换器14和15、膨胀阀16、以及热交换器18。
[0058]图2是示出蒸气压缩式致冷循环10中的致冷剂的状态的莫里尔图。图2中的横轴表示致冷剂的比焓(单位:kj/kg)，且图2中的纵轴表示致冷剂的绝对压力(单位:MPa)。图2中的曲线表示致冷剂的饱和蒸气线和致冷剂的饱和液线。图2示出从热交换器14的出口处的致冷剂通路22经由气液分离器40流入致冷剂通路34中、冷却HV设备31并从致冷剂通路36经由D点回到热交换器15的入口处的致冷剂通路24的致冷剂在蒸气压缩式致冷循环10中的各点(即，A、B、C、D、E和F点)的热力学状态。
[0059]如图2所示，已被吸入压缩机12中的处于过热蒸气状态的致冷剂(在A点)在压缩机12中沿等比熵线被绝热地压缩。随着致冷剂被压缩，致冷剂的压力和温度上升。致冷剂然后变成具有高过热度的高温、高压的过热蒸气(在B点)，并流到热交换器14。从压缩机12放出的气相致冷剂向热交换器14周围放热，并被冷却而由此冷凝(液化)。由于在热交换器14中与外部空气进行的热交换，致冷剂的温度下降，并且致冷剂液化。已进入热交换器14的高压致冷剂蒸气在热交换器14中从过热蒸气等压地变成干饱和蒸气，放出冷凝潜热，逐渐液化，并且变成处于气液混合状态的湿蒸气。在处于气液两相状态的致冷剂中，冷凝的致冷剂处于饱和液状态(在C点)。
[0060]致冷剂在气液分离器40中被分离成气相致冷剂和液相致冷剂。在进行了气液分离的致冷剂内，液相致冷剂液从气液分离器40经由致冷剂通路34流到冷却部30的冷却通路32，并冷却HV设备31。在冷却部30中，热放出到处于饱和液状态的液体致冷剂，该液体致冷剂已在通过热交换器14的同时冷凝，使得HV设备31被冷却。由于与HV设备31进行的热交换，致冷剂被加热，并且致冷剂的干燥度增大。致冷剂从HV设备31接收潜热，部分地气化，并且变成作为饱和液和饱和蒸气的混合物的湿蒸气(在D点)。
[0061]在经过D点之后，致冷剂流入热交换器15中。致冷剂的湿蒸气在热交换器15中与外部空气进行热交换，并被冷却而再次冷凝。当全部致冷剂冷凝时，它变成饱和液。此外，致冷剂放出显热并变成已被过冷却的过冷却液(在E点)。在经过E点之后，致冷剂经由致冷剂通路25流入膨胀阀16中。在膨胀阀16中，处于过冷却液状态的致冷剂以节流方式膨胀。致冷剂的比焓不变，但致冷剂的温度和压力下降。致冷剂然后变成处于气液混合状态的低温、低压的湿蒸气(在F点)。
[0062]已离开膨胀阀16的处于湿蒸气状态的致冷剂经由致冷剂通路26流入热交换器18中。处于湿蒸气状态的致冷剂流入热交换器18的管中。在流过热交换器18的管中时，致冷剂经由翅片流动，吸收车辆车厢内的空气的热作为蒸发潜热，并由此等压地蒸发。当全部致冷剂变成干饱和蒸气时，致冷剂蒸气的温度由于显热而进一步上升，并且变成过热蒸气(在A点)。在经过A点之后，致冷剂经由致冷剂通路27被吸入压缩机12中。压缩机12压缩从热交换器18流过压缩机12的致冷剂。
[0063]根据如上所述的循环，致冷剂的状态在压缩状态、冷凝状态、节流膨胀状态和蒸发状态之间连续和重复地改变。应当指出的是，尽管在上述蒸气压缩式致冷循环的描述中已说明了理论致冷循环，但在实际的蒸气压缩式致冷循环10中需要考虑压缩机12中的损失、致冷剂的压力损失和致冷剂的热损失。
[0064]在蒸气压缩式致冷循环10的运转期间，致冷剂在用作蒸发器的热交换器18中蒸发时从车辆的车厢内的空气吸收气化热，并冷却车厢的内部。此外，已从热交换器14流出并已在气液分离器40中进行了气液分离的高压的液体致冷剂流到冷却部30，并与HV设备31进行热交换，由此冷却HV设备31。冷却系统I通过使用用于车辆车厢中的空气调节的蒸气压缩式致冷循环10来冷却作为装设在车辆上的发热源的HV设备31。应当指出的是，冷却HV设备31所需的温度可以是至少比用作HV设备31的目标温度范围的温度范围的上限低的温度。
[0065]冷却系统I通过使用设置成冷却热交换器18中的被冷却部的蒸气压缩式致冷循环10来冷却HV设备31。因此，不需要设置诸如专用的水循环泵、冷却风扇等的设备来冷却HV设备31。因此，能减少用于HV设备31的冷却系统I的部件的数量，并且能简化系统的构型。因此，能降低冷却系统I的制造成本。此外，冷却系统I不需要运转诸如泵、冷却风扇等的动力源来冷却HV设备31，并且不必消耗动力以运转该动力源。因此，能降低用于冷却HV设备31的动力消耗。[0066]在热交换器14中，致冷剂可被冷却为呈湿蒸气状态。处于气液混合状态的致冷剂由气液分离器40分离，并且仅处于饱和液状态的致冷剂液被供给到冷却部30。已从HV设备31接收蒸发潜热并已部分地气化的处于湿蒸气状态的致冷剂在热交换器15中再次冷却。在处于湿蒸气状态的致冷剂冷凝而完全变成饱和液之前，致冷剂的状态在一定温度下发生变化。此外，热交换器15使液相致冷剂以冷却车辆的车厢内部所需的过冷却度过冷却。由于不需要过度增大致冷剂的过冷却度，故能减小热交换器14和15的容量。因此，能确保用于车厢的冷却能力，并且缩减热交换器14和15的尺寸。因此，能获得紧凑且可有利地装设在车辆上的冷却系统I。
[0067]形成从热交换器14的出口流向膨胀阀16的入口的致冷剂的路径的一部分的致冷剂通路23设置在热交换器14和热交换器15之间。作为供致冷剂从气液分离器40经其流向膨胀阀16的路径，作为不延伸经过冷却部30的路径的致冷剂通路23与作为用于流经冷却部30以冷却HV设备31的致冷剂的路径的致冷剂通路34和36及冷却通路32彼此并列设置。包括致冷剂通路34和36的用于HV设备31的冷却系统与致冷剂通路23并列连接。因此，已从热交换器14流出的致冷剂的仅一部分流到冷却部30。冷却HV设备31所需的量的致冷剂流到冷却部30，并且HV设备31被适当地冷却。因此，冷却系统I能防止HV设备31被过冷却。
[0068]供致冷剂从热交换器14经其直接流到热交换器15的路径和供致冷剂从热交换器14经其经由冷却部30流到热交换器15的路径彼此并列设置，并且仅致冷剂的一部分流到致冷剂通路34和36。因此，冷却系统I能降低在致冷剂流到用于HV设备31的冷却系统时引起的压力损失。由于并非所有致冷剂都流到冷却部30，故冷却系统I能降低与经由冷却部30流过的致冷剂流有关的压力损失。因此，能降低为了使致冷剂循环而运转压缩机12所需的电力消耗。
[0069]如果已通过膨胀阀16的低温、低压的致冷剂用来冷却HV设备31，则在热交换器18中冷却车厢内的空气的冷却能力降低，并且用于车厢的冷却能力下降。相反，根据冷却系统1，在蒸气压缩式致冷循环10中，从压缩机12放出的高压致冷剂由作为第一冷凝器的热交换器14和作为第二冷凝器的热交换器15两者冷凝。两级热交换器一即热交换器14
和15-配置在压缩机12和膨胀阀16之间。冷却HV设备31的冷却部30设置在热交换
器14和热交换器15之间。热交换器15设置在供致冷剂从冷却部30经其流向膨胀阀16的路径上。
[0070]已在从HV设备31接收蒸发潜热之后被加热的致冷剂在热交换器15中被充分冷却。因此，在膨胀阀16的出口处，致冷剂具有冷却车辆的车厢内部本来需要的温度和压力。因此，在冷却系统I中，能在热交换器18中蒸发时充分增大由致冷剂从外部接收的热量。以此方式，在冷却系统I中，热交换器15的放热能力被确定成允许致冷剂被充分冷却，并且因此HV设备31被冷却而不影响冷却车厢内的空气的冷却能力。因此，能可靠地确保冷却HV设备31的冷却能力和用于车厢的冷却能力。
[0071 ] 从热交换器14流到冷却部30的致冷剂在冷却HV设备31时从HV设备31受热而被加热。当致冷剂在冷却部30中被加热到等于或高于饱和蒸气温度的温度并且全部致冷剂气化时，致冷剂和HV设备31之间的热交换量减小，HV设备31无法被有效地冷却，并且致冷剂在管道中流动期间的压力损失增大。因此，致冷剂能以全部致冷剂不会在冷却HV设备31之后气化的程度在热交换器14中被充分冷却。
[0072]更具体地，使热交换器14的出口处的致冷剂的状态接近饱和液状态。典型地，致冷剂在热交换器14的出口处处在位于饱和液线上的状态。如到目前为止所述，热交换器14具有充分冷却致冷剂的能力，使得热交换器14从致冷剂放热的放热能力高于热交换器15的放热能力。通过在放热能力相对高的热交换器14中充分冷却致冷剂，冷却系统I使得可将已从HV设备31受热的致冷剂保持在湿蒸气状态，以防止致冷剂和HV设备31之间的热交换量减小，并因此充分有效地冷却HV设备31。在冷却HV设备31之后，处于湿蒸气状态的致冷剂在热交换器15中再次被有效地冷却，并被冷却成温度低于饱和温度的过冷却液。因此，能提供确保用于车厢的冷却能力和用于HV设备31的冷却能力两者的冷却系统I。
[0073]在热交换器14的出口处处于气液两相状态的致冷剂在气液分离器40中被分离成气相和液相。由气液分离器40分离出的气相致冷剂经由致冷剂通路23和24流过而被直接供给到热交换器15。由气液分离器40分离出的液相致冷剂经由致冷剂通路34流过，并被供给到冷却部30以冷却HV设备31。该液相致冷剂是既未过量又未不足的处于真饱和液状态的致冷剂。通过从气液分离器40仅取出液相致冷剂并使该液相致冷剂流到冷却部30，冷却系统I使得可利用被最大限度地利用的热交换器14的能力来冷却HV设备31。因此，能提供已提高了冷却HV设备31的冷却能力的冷却系统I。
[0074]通过将在气液分离器40的出口处处于饱和液状态的致冷剂导入通过其冷却HV设备31的冷却通路32中，冷却系统I能最大限度地减少流过包括致冷剂通路34和36及冷却通路32的用于HV设备31的冷却系统的致冷剂内处于气相状态的致冷剂的量。因此，能抑制压力损失由于流过用于HV设备31的冷却系统的致冷剂蒸气的流速的增加而增大，并且能降低压缩机12的用于使致冷剂流过的电力消耗。因此，冷却系统I能避免蒸气压缩式致冷循环10的性能恶化。
[0075]处于饱和液状态的致冷剂液被保持在气液分离器40的内部。气液分离器40具有将致冷剂液作为液体致冷剂暂时保持在其中的功能。预定量的致冷剂液蓄积在气液分离器40中，使得冷却系统I即使在负荷变动时也能维持从气液分离器40流到冷却部30的致冷剂的一定流量。气液分离器40具有液体保持功能，用作用于负荷变动的缓冲器，并且因此能吸收负荷变动。因此，冷却系统I能稳定冷却HV设备31的性能。
[0076]再次参照图1，冷却系统I包括流量调节阀28。流量调节阀28配置在致冷剂通路23中，致冷剂通路23形成从热交换器14流向膨胀阀16的致冷剂的路径之中彼此并列连接的路径之一。流量调节阀28使其阀开度变动以增大/减小流过致冷剂通路23的致冷剂的压力损失，由此任意地调节流过致冷剂通路23的致冷剂的流量，和流过包括冷却通路32的用于HV设备31的冷却系统的致冷剂的流量。
[0077]例如，当流量调节阀28完全关闭而使其阀开度等于0%时，已离开热交换器14的全部致冷剂从气液分离器40流入致冷剂通路34中。当流量调节阀28的阀开度增大时，在从热交换器14流到致冷剂通路22的致冷剂内，经由致冷剂通路23直接流到热交换器15的致冷剂的流量增大，而经由致冷剂通路34流到冷却通路32以冷却HV设备31的致冷剂的流量减小。当流量调节阀28的阀开度减小时，在从热交换器14流到致冷剂通路22的致冷剂内，经由致冷剂通路23直接流到热交换器15的致冷剂的流量减小，而经由冷却通路32流动以冷却HV设备31的致冷剂的流量增大。[0078]当流量调节阀28的阀开度增大时，冷却HV设备31的致冷剂的流量减小，并且冷却HV设备31的冷却能力降低。当流量调节阀28的阀开度减小时，冷却HV设备31的致冷剂的流量增大，并且冷却HV设备31的能力提高。流到HV设备31的致冷剂的量能利用流量调节阀28最佳地进行调节。因此，冷却系统I能可靠地防止HV设备31被过冷却。此夕卜，冷却系统I能可靠地减小与致冷剂在用于HV设备31的冷却系统中的流动有关的压力损失，和压缩机12的用于使致冷剂循环的电力消耗。
[0079]冷却系统I还包括连通通道51。连通通道51建立供致冷剂在压缩机12和热交换器14之间经其流动的致冷剂通路21与致冷剂通路34和36中使致冷剂经其流到冷却部30的一个致冷剂通路一更具体地，位于冷却部30的下游的致冷剂通路36—之间的连通。致冷剂通路36和连通通道51设置有切换连通通道51与致冷剂通路21和36之间的连通状态的切换阀52。切换阀52在打开状态和关闭状态之间切换。这使得致冷剂可以或无法经由连通通道51流动。致冷剂通路36被分成两个通路，即，位于致冷剂通路36和连通通道51之间的分支点的上游的致冷剂通路36a以及位于致冷剂通路36和连通通道51之间的分支点的下游的致冷剂通路36b。
[0080]通过利用切换阀52切换致冷剂的路径，冷却系统I能任意地选择一个路径并使已冷却HV设备31的致冷剂经由致冷剂通路36b和24流到热交换器15，或者经由连通通道51和致冷剂通路21流到热交换器14。
[0081]更具体地，设置有两个阀57和58作为切换阀52。在蒸气压缩式致冷循环10的冷却运转期间，阀57完全打开(阀开度为100%)而阀58完全关闭(阀开度为0%)，并且流量调节阀28的阀开度被调节成使得足量的致冷剂流到冷却部30。因此，冷却系统I能可靠地使在冷却HV设备31之后流过致冷剂通路36a的致冷剂经由致冷剂通路36b流到热交换器
15。另一方面，在蒸气压缩式致冷循环10停止期间，阀58完全打开而阀57完全关闭，并且此外，流量调节阀28完全关闭。因此，冷却系统I能使在冷却HV设备31之后流过致冷剂通路36a的致冷剂经由连通通道51流到热交换器14。因此，在冷却部30和热交换器14之间形成了使致冷剂循环通过的环状路径。
[0082]冷却系统I还包括连接到致冷剂通路36的蓄气器70。蓄气器70设置在位于冷却部30的下游(在其下游侧)的致冷剂路径中。蓄气器70配置在致冷剂通路36和连通通道51之间的分支点与冷却部30之间。也就是，蓄气器70连接到致冷剂通路36a。
[0083]蓄气器70在其中保持在致冷剂液在冷却部30中通过来自HV设备31的传热而气化之后处于饱和蒸气状态的气相致冷剂。流过致冷剂通路36的高压致冷剂流入蓄气器70中，并且蓄气器70蓄积(保持)已流入其中的致冷剂蒸气。当流过致冷剂通路36的致冷剂的压力下降时，蓄气器70中的致冷剂蒸气从蓄气器70排出到致冷剂通路36，并由此抑制流过致冷剂通路36的致冷剂蒸气的流量降低。
[0084]在冷却部30和蓄气器70之间配置有止回阀79。止回阀79防止从蓄气器70流出的致冷剂蒸气回流到冷却部30。止回阀79设置成使得致冷剂蒸气在从蓄气器70排出并流到致冷剂通路36时可靠地流向位于冷却部30下游的致冷剂通路36和连通通道51之间的分支点而不是流向冷却部30侧。止回阀79允许气相致冷剂从冷却部30流向蓄气器70，并且禁止从蓄气器70流出的气相致冷剂流向冷却部30。
[0085]图3是示出在蒸气压缩式致冷循环10的运转期间冷却HV设备31的致冷剂流的示意图。图3示出在蒸气压缩式致冷循环10运转的情况下——即，在压缩机12运转以使致冷剂流过整个蒸气压缩式致冷循环10的情况下一的致冷剂流。
[0086]如图3所示，在空调装置运转期间，即，在压缩机12被驱动以使蒸气压缩式致冷循环10运转时，流量调节阀28的阀开度被调节成使得足量的致冷剂流到冷却部30。切换阀52被操作成使致冷剂从冷却部30经由热交换器15流到膨胀阀16。亦即，通过完全打开阀57并且完全关闭阀58，致冷剂路径被选择成使得致冷剂流过整个冷却系统I。因此，能确保蒸气压缩式致冷循环10的冷却能力，并且能有效地冷却HV设备31。
[0087]图4是示出图3所示的蓄气器70的细节的放大图。蓄气器70和致冷剂通路36经由连接部71彼此连接。气相致冷剂能从致冷剂通路36经由连接部71流入蓄气器70中。此外，气相致冷剂能从蓄气器70经由连接部71流出到致冷剂通路36。
[0088]蓄气器70形成为中空的，并且在蓄气器70的内部配置有可动分隔部72。可动分隔部72能朝向或离开致冷剂通路36自由移动，以便改变从致冷剂通路36到可动分隔部72的距离。可动分隔部72将蓄气器70的内部空间分隔成收纳致冷剂蒸气的蒸气收纳部73和包封气体的气体包封部74。蒸气收纳部73经由连接部71与致冷剂通路36连通。气体包封部74被密封成防止注入其中的压缩气体如氮气等泄漏。
[0089]为了密封蒸气收纳部73，在可动分隔部72的面向蒸气收纳部73的表面的周缘部上配置有密封材料78。密封材料78例如形成为由橡胶材料制成的O形圈的形状，并且防止蒸气收纳部73与气体包封部74彼此连通。密封材料78防止气相致冷剂从蒸气收纳部73经可动分隔部72和蓄气器70的壳体之间的间隙泄漏到气体包封部74，并防止气体包封部74中的气体经可动分隔部72和蓄气器70的壳体之间的间隙进入蒸气收纳部73。
[0090]由于可动分隔部72离开致冷剂通路36的移动，蒸气收纳部73的容积相对地增大，并且气体包封部74的容积相对地减小。此时，集留在蒸气收纳部73中的致冷剂蒸气的量已增大，并且气体包封部74的内部压力已由于气体包封部74中的气体的压缩而上升。
[0091]由于可动分隔部72朝向致冷剂通路36的移动，蒸气收纳部73的容积相对地减小，并且气体包封部74的容积相对地增大。此时，蓄积在蒸气收纳部73中的致冷剂蒸气的量已减小，并且气体包封部74的内部压力已由于气体包封部74中的气体的膨胀而下降。
[0092]在图3所示的空调装置的运转期间，压缩机12正在运转中，且因而处于高压饱和蒸气状态的致冷剂流过致冷剂通路36。因此，致冷剂沿图4中示出的箭头所示的方向流过致冷剂通路36。此时，一部分致冷剂从冷却部30经由致冷剂通路36流到热交换器15，并且其它部分的致冷剂从致冷剂通路36流入蓄气器70的蒸气收纳部73中，并保持在蒸气收纳部73中。
[0093]压缩机12升高致冷剂的压力以在致冷剂通路36和蓄气器70的内部之间产生压力差，且蓄气器70由此能被充填有致冷剂液。因此，不需要另外的动力来使致冷剂蒸气流入蓄气器70中。由于高压的致冷剂蒸气流入蒸气收纳部73中，致冷剂蒸气向可动分隔部72施加压力，并且可动分隔部72如图4中的虚线箭头所示移动离开致冷剂通路36。因此，能将更大量的致冷剂蒸气保持在蓄气器70中。
[0094]图5是示出在蒸气压缩式致冷循环10的停止期间冷却HV设备31的致冷剂流的示意图。图5示出在蒸气压缩式致冷循环10停止的情况下——即，在压缩机12停止以使致冷剂经由将冷却部30和热交换器14彼此联接的环状路径循环的情况下一的致冷剂流。[0095]如图5所示，在热管运转期间，即，在压缩机12停止以停止蒸气压缩式致冷循环10时，切换阀52被操作成使致冷剂从冷却部30循环到热交换器14。亦即，通过完全关闭阀57、完全打开阀58并且也完全关闭流量调节阀28，致冷剂经由连通通道51流过而不是流到致冷剂通路36b。通过这样设定切换阀52的打开/关闭，形成了封闭的环状路径。在该封闭的环状路径中，致冷剂从热交换器14流动，顺次经由致冷剂通路22和致冷剂通路34到达冷却部30，然后顺次经由致冷剂通路36a、连通通道51和致冷剂通路21回到热交换器14。
[0096]能使致冷剂在压缩机12不工作的情况下经由该环状路径在热交换器14和冷却部30之间循环。在冷却HV设备31时，致冷剂接收来自HV设备31的蒸发潜热并蒸发。通过与HV设备31进行热交换而气化的致冷剂蒸气顺次经由致冷剂通路36a、连通通道51和致冷剂通路21流到热交换器14。在热交换器14中，由于吹向车辆的风或来自用于冷却发动机的散热风扇的通风，致冷剂蒸气被冷却和冷凝。在热交换器14中液化的致冷剂液经由致冷剂通路22和34回到冷却部30。
[0097]这样，具有作为加热部的HV设备31和作为冷却部的热交换器14的热管由经由冷却部30和热交换器14延伸的环状路径形成。因此，在蒸气压缩式致冷循环10停止时，即，在车辆停止被冷却时，冷却系统I也不必起动压缩机12，并且能可靠地冷却HV设备31。由于不需要使压缩机12常时地运转来冷却HV设备31，故冷却系统I能降低压缩机12的动力消耗以提高车辆的燃料经济性，并且此外，还能延长压缩机12的寿命且由此提高压缩机12的可靠性。
[0098]在图3和5中示出地面60。冷却部30在垂直于地面60的竖直方向上配置在热交换器14的下方。在使致冷剂在其中在热交换器14和冷却部30之间循环的环状路径中，冷却部30配置在下方，而热交换器14配置在上方。热交换器14配置在比冷却部30的位置更高的位置。
[0099]在这种情况下，已在冷却部30中因被加热而气化的致冷剂蒸气在环状路径中上升，到达热交换器14，在热交换器14中冷却，冷凝成液体致冷剂，由于重力作用而在环状路径中下降，并回到冷却部30。亦即，冷却部30、热交换器14和将这些联接在一起的致冷剂路径形成热虹吸式热管。通过形成该热管能提高从HV设备31到热交换器14的热传递效率。因此，即使在蒸气压缩式致冷循环10停止时，冷却系统I也能在不施加动力的情况下更有效地冷却HV设备31。
[0100]作为改变连通通道51与致冷剂通路21和36之间的连通状态的切换阀52，可采用上述一对阀57和58，或者可采用配置在致冷剂通路36和连通通道51之间的分支点处的三通阀。在任一情况下，在蒸气压缩式致冷循环10运转期间和在蒸气压缩式致冷循环10停止期间冷却系统I都能有效地冷却HV设备31。阀57和58仅需具有允许致冷剂通路被开启/封闭的简单结构，并且因此不昂贵。通过采用两个阀57和58，能以更低的成本提供冷却系统I。另一方面，配置三通阀所需的空间被认为比配置两个阀57和58所需的空间小。通过采用三通阀，能以更小的尺寸和更优的车辆搭载性提供冷却系统I。
[0101]冷却系统I还包括止回阀54。止回阀54在比致冷剂通路21和连通通道51之间的连接点更靠近压缩机12的位置配置在压缩机12和热交换器14之间的致冷剂通路21中。止回阀54允许致冷剂从压缩机12流向热交换器14，并且禁止致冷剂沿反方向流动。以此方式，在图5所示的热管运转期间，冷却系统I能可靠地形成使致冷剂经其在热交换器14和冷却部30之间循环的闭环致冷剂路径。
[0102]在没有止回阀54的情况下，致冷剂可从连通通道51流到位于压缩机12侧的致冷剂通路21。冷却系统I包括止回阀54，且因而能可靠地禁止致冷剂从连通通道51流向压缩机12侧。因此，能防止冷却HV设备31的冷却能力在采用由环状致冷剂路径形成的热管的蒸气压缩式致冷循环10停止期间下降。因此，即使在车辆的车厢停止被冷却时，HV设备31也能被有效地冷却。
[0103]此外，当闭环致冷剂路径中的致冷剂量在蒸气压缩式致冷循环10的停止期间不足时，压缩机12仅短时间运转，使得冷却系统I能经由止回阀54将致冷剂供给到该闭环路径。因此，能增加闭环内的致冷剂量，并且能增大热管的热交换处理量。因此，冷却系统I能确保热管中的致冷剂量。因此，能防止HV设备31由于致冷剂量的不足而被不充分地冷却。
[0104]图6是图5所示的蓄气器70的细节的放大图。在热管运转期间，压缩机12停止。使致冷剂在形成热虹吸式热管的闭环致冷剂路径中移动的驱动力仅包括作用在液体致冷剂上的重力和作用在气体致冷剂上的浮力。作用在致冷剂上的驱动力在热管运转期间比在空调装置运转期间小。因而，存在由于在热管运转期间作用在致冷剂上的驱动力不足而可能无法获得使致冷剂在闭环致冷剂路径中流过所需的驱动力的担忧。
[0105]特别地，存在由于在压缩机12停止而从空调装置运转的状态切换到热管运转的状态之后立即开始致冷剂循环时重启HV设备31的冷却之前产生的时滞而使得冷却HV设备31的性能低下的问题。其原因被认为如下。当在闭环中气化的气体致冷剂的流量低时，作用在气体致冷剂上的浮力小，且因此，在气体致冷剂的量达到一定量之前无法获得初始使致冷剂移动所需的驱动力，并且因而致冷剂不能在闭环中循环。
[0106]在根据本发明的该实施例的冷却系统I中，蓄气器70配置在冷却部30的下游，并且在压缩机12运转期间致冷剂蒸气在蓄气器70内蓄积。当进行向热管运转的切换时，压缩机12停止，且因此流过致冷剂通路36的致冷剂的压力相对地下降。当流过致冷剂通路36的致冷剂的压力变得比保持在蓄气器70中的气相致冷剂的压力低时，致冷剂沿图6中的箭头所示的方向从蓄气器70的蒸气收纳部73流出到致冷剂通路36。致冷剂液从蓄气器70流出，并且保持在蒸气收纳部73中的致冷剂蒸气的量减少，使得由致冷剂蒸气施加于可动分隔部72的压力下降。因此，可动分隔部72如图6中的虚线箭头所示移向致冷剂通路36。
[0107]当作用在用于冷却作为发热源的HV设备31的致冷剂上的驱动力响应于压缩机12的停止而下降时，致冷剂蒸气从蓄气器70排出并流到致冷剂通路36，从而抑制流过闭环路径的气相致冷剂的流量降低。通过这样补充致冷剂蒸气，冷却系统I能确保在闭环致冷剂路径中流动的气相致冷剂的流量，并且能确保作为用于致冷剂的驱动力的作用在气相致冷剂上的充分浮力。因而，通过抑制冷却HV设备31的冷却能力在开始热管运转时降低并确保冷却HV设备31的性能，能稳定地冷却HV设备31。因此，能有效地抑制HV设备31的温度上升。
[0108]此时，由于设置有止回阀79，故能防止已从蓄气器70强制供给到致冷剂通路36的致冷剂回流到冷却部30侧。因此，在闭环路径中能可靠地将气相致冷剂从蓄气器70沿致冷剂流动方向经由连通通道51朝向热交换器14输送。
[0109]在用于调节车辆车厢内的空气的空调装置停止时，通过热管的运转来冷却HV设备31。如果在开始驱动车辆时在气相致冷剂未保持在蓄气器70中的状态下空调装置未运转，则用于使致冷剂在热管运转期间循环的驱动力可能变得不充分。因而，当空调装置没有运转并且从开始需要通过热管的运转来冷却HV设备31时，压缩机12仅在起动时短时间地运转。由于该压缩机12的运转，能将致冷剂输送到闭环中，并且能将气相致冷剂保持在蓄气器70中。因此，能如上所述确保用于致冷剂的驱动力，并且能通过确保冷却HV设备31的性能来稳定地冷却HV设备31。
[0110](第二实施例)图7是示出根据本发明的第二实施例的蓄气器70的细节的示意图。在本发明的第一实施例中，由于气体包封部74所充填的压缩气体对可动分隔部72所施加的压力，可动分隔部72朝致冷剂通路36移动。然而，在本发明的第二实施例中，如图7所示设置有驱促部件84，而不是在气体包封部74中包封压缩气体。驱促部件84具有与可动分隔部72的位于与面向致冷剂通路36的一侧相反的一侧的表面接触的一端，和与蓄气器70的位于更远离致冷剂通路36的一侧的内壁接触的另一端。驱促部件84可呈任意弹簧形状，例如图7所示的卷簧形状，或者可在蓄气器70中设置弹性材料(如橡胶)作为驱促部件84。
[0111]由于驱促部件84施加于可动分隔部72的弹力，可动分隔部72可朝向或离开致冷剂通路36自由移动，以改变从致冷剂通路36到可动分隔部72的距离。因而，如本发明的第一实施例的情况那样，冷却系统在切换到热管运转时将气相致冷剂从蓄气器70供给到致冷剂通路36，并且能确保在闭环致冷剂路径中流动的致冷剂的流量。因此，能通过确保冷却HV设备31的性能来稳定地冷却HV设备31。
[0112](第三实施例)图8和9是示出气相致冷剂如何流出/流入根据本发明的第三实施例的蓄气器的示意图。根据本发明的第三实施例的冷却系统与根据本发明的第一实施例的冷却系统的不同之处在于根据第三实施例的冷却系统包括用于强制驱动配置在蓄气器70中的可动分隔部75的驱动部77。根据本发明的第三实施例的冷却系统包括驱动部77，且因此能主动地使致冷剂蒸气从致冷剂通路36移动到蓄气器70中，或者能主动地使致冷剂蒸气从蓄气器70的内部移动到致冷剂通路36。
[0113]如图8和9所示，可动分隔部75增大/减小蒸气收纳部73的容积。产生用于驱动可动分隔部75的驱动力的驱动部77配置在相对于可动分隔部75更远离致冷剂通路36的一侧(即，位于可动分隔部75的与致冷剂通路36相反的一侧)。应当指出的是，尽管在本发明的第一实施例的蓄气器70中气体包封部74被设计为密闭空间以便通过气体包封部74所充填的气体的内部压力来使可动分隔部72移动，但在本发明的第三实施例中不必设置被设计为密闭空间的气体包封部，因为可动分隔部75由驱动部77移动。
[0114]动力传递轴76从可动分隔部75延伸到驱动部77。动力传递轴76的一端固定在可动分隔部75上，并且动力传递轴76的另一端配置在驱动部77中。动力传递轴76在其另一端侧接收来自驱动部77的驱动力，并且使可动分隔部75朝向或离开致冷剂通路36移动。驱动部77可通过例如用电能来使动力传递轴76移动而经由动力传递轴76电气地驱动可动分隔部75。可动分隔部75、动力传递轴76和驱动部77可构成柱塞泵。
[0115]例如，通过感测从空调装置运转到热管运转的切换，判定为需要向致冷剂通路36供给致冷剂蒸气。此时，驱动部77使可动分隔部75朝致冷剂通路36移动，且由此，气相致冷剂从蓄气器70的蒸气收纳部73被强制供给到致冷剂通路36，并且致冷剂蒸气被供给到闭环致冷剂路径。驱动部77通过移动可动分隔部75以减小蒸气收纳部73的容积而用作将致冷剂蒸气从蓄气器70强制排出的排出部。
[0116]以此方式，冷却系统能通过在向热管运转切换时将气相致冷剂从蓄气器70强制排出而将气相致冷剂供给到形成热管的致冷剂路径。因此，冷却系统能抑制用于致冷剂的驱动力变得不足，并且能抑制由于冷却HV设备31的冷却能力的下降而引起HV设备31过热的问题。
[0117]应当指出的是，已在本发明的各前述实施例中描述了冷却作为装设在车辆上的电气设备的一个示例的HV设备31的冷却系统。该电气设备并不限于所例示的电气设备如逆变器、电动发电机等，只要该电气设备至少通过工作而发热即可。也就是，可采用任何电气设备。在存在多个要冷却的电气设备的情况下，希望多个电气设备具有共同的目标冷却温度范围。该目标冷却温度范围是适合作为电气设备在其中工作的温度环境的温度范围。
[0118]尽管已描述了本发明的实施例，但本文中公开的本发明的实施例在所有方面都是示例性的，并且应当认为是非限制性的。本发明的范围并非由前面的描述而是由权利要求限定。本发明意图涵盖意义和范围与权利要求等同的所有改型。
[0119]根据本发明的冷却系统可特别有利地适用于通过使用用于冷却设置有诸如电动发电机、逆变器等的电气设备的车辆(如混合动力车辆、燃料电池驱动车辆、电动车辆等)的内部的蒸气压缩式致冷循环来冷却电气设备。
【权利要求】
1.一种冷却发热源的冷却系统，其特征在于包括: 压缩机，所述压缩机使致冷剂循环； 第一热交换器，所述第一热交换器在所述致冷剂和外部空气之间进行热交换； 减压器，所述减压器使所述致冷剂减压； 第二热交换器，所述第二热交换器在所述致冷剂和空调用空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部利用在所述第一热交换器和所述减压器之间流动的所述致冷剂来冷却所述发热源；和 蓄气器，所述蓄气器保持因在所述冷却部中与所述发热源的热交换而气化的气相致冷剂。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，在所述压缩机运转期间所述气相致冷剂流入所述蓄气器中并保持在所述蓄气器中，并且在所述压缩机停止期间所述气相致冷剂从所述蓄气器流出。
3.根据权利要求1或2所述的冷却系统，还包括 排出部，所述排出部将所述气相致冷剂从所述蓄气器强制排出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却系统，还包括 止回阀，所述止回阀禁止从所述蓄气器流出的所述气相致冷剂流到所述冷却部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却系统，其中，所述蓄气器包括可动分隔部，所述可动分隔部将所述蓄气器的内部空间分隔成收纳所述气相致冷剂的蒸气收纳部和包封有气体的气体包封部。
6.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，所述蓄气器包括密封材料，所述密封材料配置在所述可动分隔部的面向所述蒸气收纳部的表面的周缘部上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的冷却系统，还包括 第一通路和第二通路，所述第一通路和所述第二通路在位于所述第一热交换器和所述减压器之间的所述致冷剂的路径中彼此并列连接，其中所述发热源由流过所述第二通路的所述致冷剂冷却。
8.根据权利要求7所述的冷却系统，还包括 第三通路，所述致冷剂经所述第三通路在所述压缩机和所述第一热交换器之间流动；和 连通通道，所述连通通道在所述第二通路的比所述冷却部更靠近所述减压器的一侧和所述第三通路之间建立连通。
9.根据权利要求8所述的冷却系统，还包括 切换阀，所述切换阀切换所述第二通路的比所述冷却部更靠近所述减压器的一侧和所述连通通道之间的连通状态。
10.根据权利要求9所述的冷却系统，其中，所述切换阀在所述压缩机停止期间使所述致冷剂流到所述连通通道。
【文档编号】B60H1/32GK103764418SQ201280042233
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月30日 优先权日:2011年8月31日
【发明者】城岛悠树, 川上芳昭, 高桥荣三, 佐藤幸介, 大野雄一, 内田和秀 申请人:丰田自动车株式会社