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流路切换阀以及流体循环回路的制作方法

2021-11-29 11:13:00 来源:中国专利 TAG:

流路切换阀以及流体循环回路
1.相关申请的相互参照
2.本技术基于2019年4月16日提出申请的日本专利申请2019-77832号,在此引用其记载内容。
技术领域
3.本公开涉及对使流体循环的流体循环回路的回路结构进行切换的流路切换阀以及具备该流路切换阀的流体循环回路。


背景技术:

4.以往,在专利文献1中公开了具备使冷却水循环的流体循环回路的热管理系统。在专利文献1的流体循环回路中,配置有冷却水加热器、冷却水冷却器、冷却器芯、加热器芯、分配侧切换阀、集合侧切换阀等多个设备。
5.在专利文献1的流体循环回路中,冷却水加热器及冷却水冷却器是使制冷循环的制冷剂与冷却水进行热交换的热交换器。冷却器芯及加热器芯是使冷却水与向空气调节对象空间送风的送风空气进行热交换的热交换器。分配侧切换阀及集合侧切换阀是对流体循环回路的回路结构进行切换的流路切换阀。
6.而且,在专利文献1的流体循环回路中,流路切换阀通过切换回路结构来变更使冷却水循环的设备。由此,在专利文献1的热管理系统中,将外部空气所具有的热或者为了换气而从室内向室外排出的排气所具有的热有效地用于送风空气的温度调整等。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1:日本特开2016-199203号公报


技术实现要素:

10.然而,在专利文献1中,虽然提及了流路切换阀与其他设备的连接方式,但未公开流路切换阀的具体结构。一般来说,这种流路切换阀大多根据所应用的流体循环回路,通过组合多个开闭阀、三通阀等而形成。
11.然而,在组合了多个开闭阀、三通阀等的流路切换阀中,为了可靠地切换回路结构,必须确保各开闭阀、三通阀彼此的连接部的密封性。因此,在组合了多个开闭阀、三通阀等的流路切换阀中,各个开闭阀、三通阀的连接作业变得繁杂,并且容易导致体格的大型化。
12.而且,在具备组合了多个开闭阀、三通阀等的流路切换阀的流体循环回路中,难以提高生产率,并且容易导致流体循环回路自身的大型化。
13.鉴于上述问题,本公开的目的在于提供一种不会导致大型化而能够适当地切换回路结构的流路切换阀。
14.另外,本公开的另一目的在于提供一种生产率较高的流体循环回路。
15.本公开的第一方式的流路切换阀是应用于使流体循环的流体循环回路的流路切换阀,具备在内部形成使流体流通的流体通路的主体部、以及切换流体通路的通路结构的切换部。
16.主体部具有使流体向内部流入的第一入口部、使流体向内部流入的第二入口部以及使流入到内部的流体向外部流出的多个出口部。
17.多个出口部包括使从第一入口部流入到内部的流体向外部流出的第一出口部。
18.切换部构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构。
19.而且,在流体循环回路中,向第一入口部流入的流体的第一压力比向第二入口部流入的流体的第二压力高。
20.据此,无需通过组合多个开闭阀、三通阀等来形成,因此不易导致体格的大型化。
21.另外,在流体循环回路中,向第一入口部流入的流体的第一压力比向第二入口部流入的流体的第二压力高。因而,能够利用第一压力与第二压力的差压来提高切换部的密封性。
22.即,根据第一方式的流路切换阀,在应用于流体循环回路时,不会导致大型化,能够适当地切换流体循环回路的回路结构。
23.另外,本公开的第二方式的流路切换阀是应用于使流体循环的流体循环回路的流路切换阀,具备在内部形成使流体流通的流体通路的主体部、以及切换流体通路的通路结构的切换部。
24.主体部具有使流体向内部流入的第一入口部、使流体向内部流入的第二入口部以及使流入到内部的流体向外部流出的多个出口部。
25.多个出口部包括使从第一入口部流入到内部的流体向外部流出的第一出口部。
26.切换部构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构。
27.而且,在流体循环回路中,从第一出口部流出的流体的第一温度比向第二入口部流入的流体的第二温度低。
28.据此,无需通过组合多个开闭阀、三通阀等来形成,因此不易导致体格的大型化。
29.另外,在流体循环回路中,从第一出口部流出的流体的第一温度比向第二入口部流入的流体的第二温度低。据此,能够使向第二入口部流入的流体的温度上升,并使向第二入口部流入的流体的粘度降低。
30.因而,能够降低在从第二入口部至某一个出口部的流体通路中流通的流体所产生的压力损失。
31.即,根据第二方式的流路切换阀,在应用于流体循环回路时,不会导致大型化,能够适当地切换流体循环回路的回路结构。
32.另外,在上述方式的流路切换阀中,第二入口部也可以是使从第一出口部流出到外部的流体再次向内部流入的入口部。多个出口部也可以包括使从第一入口部流入到内部的流体和从第二入口部流入到内部的流体中的某一方流出的第二出口部以及使从第二入
口部流入到内部的流体向外部流出的第三出口部。
33.而且,切换部也可以是,构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从第一出口部及第二出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从第二出口部及第三出口部中的某一个流出的通路结构。
34.据此,作为从第一入口部流入的流体的出口,能够选择第一出口部或第二出口部。而且,作为从第二入口部流入的流体的出口,能够选择第二出口部或第三出口部。
35.而且,通过使从第一出口部流出的流体再次从第二入口部流入,能够选择第三出口部作为从第一入口部流入的流体的出口。因而,能够实现通用性较高的通路结构的切换。
36.另外,本公开的第三方式的流路切换阀是应用于使流体循环的流体循环回路的流路切换阀,具备在内部形成使流体流通的流体通路的主体部、以及切换流体通路的通路结构的切换部。
37.主体部具有使流体向内部流入的第一入口部、使流体向内部流入的第二入口部以及使流入到内部的流体向外部流出的多个出口部。
38.多个出口部包括使从第一入口部流入到内部的流体向外部流出的第一出口部、使流入到内部的流体向外部流出的第二出口部以及使流入到内部的流体向外部流出的第三出口部。
39.第二入口部是使从第一出口部流出到外部的流体再次向内部流入的入口部。
40.切换部构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从第一出口部及第二出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从第二出口部及第三出口部中的某一个流出的通路结构。
41.从第一入口部到第二出口部的通路的长度比从第一入口部到第一出口部的通路的长度与从第二入口部到第二出口部的通路的长度的合计长度短。
42.而且,在从第一入口部到第二出口部的流体通路中流通的流体的第一最低温度比在流体循环回路中从第一出口部到第二入口部的流路中的流体的第二最低温度低。
43.据此,无需通过组合多个开闭阀、三通阀等来形成,因此不易导致体格的大型化。
44.另外,第一最低温度比第二最低温度低。因此,在从第一入口部到第二出口部的通路中流通的流体的温度降低,流体的粘度容易上升。其结果,在从第一入口部到第二出口部的通路中流通的流体所产生的压力损失有可能增加。
45.与此相对,从第一入口部到第二出口部的通路的长度被设定为比合计长度短。因而,能够抑制在从第一入口部到第二出口部的流体通路中流通的流体所产生的压力损失的增加。
46.即,根据第三方式的流路切换阀,在应用于流体循环回路时,不会导致大型化,能够适当地切换流体循环回路的回路结构。
47.另外,本公开的第四方式的流路切换阀是应用于使流体循环的流体循环回路的流路切换阀,具备主体部、切换部、驱动部、齿轮机构部以及齿轮用施力部件。
48.主体部在内部形成使流体流通的流体通路。切换部切换流体通路的通路结构。驱动部输出使切换部位移的驱动力。齿轮机构部以能够传递驱动力的方式连结驱动部侧与切换部侧。
49.主体部具有使流体向内部流入的第一入口部、使流体向内部流入的第二入口部以
及使流入到内部的流体向外部流出的多个出口部。
50.多个出口部包括使从第一入口部流入到内部的流体向外部流出的第一出口部。
51.切换部构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构。
52.而且,齿轮用施力部件产生使齿轮机构部所具有的多个齿轮的齿面彼此接触的方向的载荷。
53.据此,无需通过组合多个开闭阀、三通阀等来形成,因此不易导致体格的大型化。另外,由于具备齿轮用施力部件,因此能够抑制因多个齿轮彼此的齿隙而产生的齿轮机构部的晃动等。因而,能够提高使切换部位移时的位置精度。
54.即,根据第四方式的流路切换阀,在应用于流体循环回路时,不会导致大型化,能够适当地切换流体循环回路的回路结构。
55.另外,本公开的第五方式的流路切换阀是应用于使流体循环的流体循环回路的流路切换阀,具备在内部形成使流体流通的流体通路的主体部、以及切换流体通路的通路结构的切换部。
56.主体部具有使流体向内部流入的第一入口部、使流体向内部流入的第二入口部以及使流入到内部的流体向外部流出的多个出口部。
57.多个出口部包括使从第一入口部流入到内部的流体向外部流出的第一出口部。
58.切换部构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构。切换部为了切换流体通路的通路结构而具有与主体部侧面接触的密封面。
59.而且,具备对切换部作用将密封面主向体部侧按压的方向的载荷的切换部用施力部件。
60.据此,无需通过组合多个开闭阀、三通阀等来形成,因此不易导致体格的大型化。另外,由于具备切换部用施力部件,因此能够将密封面向主体部侧按压。因而,在使切换部位移而切换流体通路的通路结构时,能够抑制流体从切换部与主体部的间隙泄漏。
61.即,根据第五方式的流路切换阀,在应用于流体循环回路时,不会导致大型化,能够适当地切换流体循环回路的回路结构。
62.另外,本公开的第一方式的流体循环回路是使流体循环的流体循环回路,具备使流体流通的多个设备、以及切换使流体循环的回路的回路结构的流路切换阀。
63.流路切换阀具有在内部形成有使流体流通的流体通路的主体部、以及切换流体通路的通路结构的切换部。
64.而且,主体部具有使流体向内部流入的第一入口部、使流体向内部流入的第二入口部以及使流入到内部的流体向外部流出的多个出口部。
65.多个出口部包括使从第一入口部流入到内部的流体向外部流出的第一出口部。
66.切换部构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构。
67.而且,向第一入口部流入的流体的第一压力被设定为比向第二入口部流入的流体的第二压力高。
68.据此,具备第一方式的流路切换阀。即,具备不会导致大型化而能够适当地切换流体循环回路的回路结构的流路切换阀。因而,能够提供生产率较高的流体循环回路。
69.另外,本公开的第二方式的流体循环回路是使流体循环的流体循环回路,具备使流体流通的多个设备、以及切换使流体循环的回路的回路结构的流路切换阀。
70.流路切换阀具有在内部形成有使流体流通的流体通路的主体部、以及切换流体通路的通路结构的切换部。
71.而且,主体部具有使流体向内部流入的第一入口部、使流体向内部流入的第二入口部以及使流入到内部的流体向外部流出的多个出口部。
72.多个出口部包括使从第一入口部流入到内部的流体向外部流出的第一出口部。
73.切换部构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从多个出口部中的某一个流出的通路结构。
74.而且,从第一出口部流出的流体的第一温度被设定为比向第二入口部流入的流体的第二温度低。
75.据此,具备第二方式的流路切换阀。即,具备不会导致大型化而能够适当地切换流体循环回路的回路结构的流路切换阀。因而,能够提供生产率较高的流体循环回路。
76.另外,本公开的第三方式的流体循环回路是使流体循环的流体循环回路,具备使流体流通的多个设备、以及切换使流体循环的回路的回路结构的流路切换阀。
77.流路切换阀具有在内部形成有使流体流通的流体通路的主体部、以及切换流体通路的通路结构的切换部。
78.而且,主体部具有使流体向内部流入的第一入口部、使流体向内部流入的第二入口部以及使流入到内部的流体向外部流出的多个出口部。
79.多个出口部包括使从第一入口部流入到内部的流体向外部流出的第一出口部、使流入到内部的流体向外部流出的第二出口部以及使流入到内部的流体向外部流出的第三出口部。
80.第二入口部是使从第一出口部流出到外部的流体再次向内部流入的入口部。
81.切换部构成为能够切换为使从第一入口部流入的流体从第一出口部及第二出口部中的某一个流出的通路结构,并且构成为能够切换为使从第二入口部流入的流体从第二出口部及第三出口部中的某一个流出的通路结构。
82.从第一入口部到第二出口部的通路的长度比从第一入口部到第一出口部的通路的长度与从第二入口部到第二出口部的通路的长度的合计长度短,
83.在流路切换阀中,在从第一入口部到第二出口部的流体通路中流通的流体的第一最低温度被设定为,比从第一出口部到第二入口部的流路中的流体的第二最低温度低。
84.据此,具备第三方式的流路切换阀。即,具备不会导致大型化而能够适当地切换流体循环回路的回路结构的流路切换阀。因而,能够提供生产率较高的流体循环回路。
附图说明
85.图1是第一实施方式的温度调整装置的整体构成图。
86.图2是第一实施方式的流路切换阀的外观立体图。
87.图3是表示第一实施方式的流路切换阀的内部构成的示意性的分解立体图。
88.图4是表示第一实施方式的流路切换阀的通路结构的切换方式的说明图。
89.图5是表示第一实施方式的流路切换阀的通路结构的另一切换方式的说明图。
90.图6是用于说明第一实施方式的流路切换阀的第一面积以及第二面积的说明图。
91.图7是第一实施方式的空气调节单元的示意性的构成图。
92.图8是表示第二实施方式的流路切换阀的设备冷却模式的通路结构的说明图。
93.图9是表示第二实施方式的流路切换阀的外部空气冷却模式的通路结构的说明图。
94.图10是表示第二实施方式的流路切换阀的外部空气吸热模式的通路结构的说明图。
95.图11是第三实施方式的温度调整装置的整体构成图。
96.图12是表示第三实施方式的流路切换阀的设备冷却模式的通路结构的说明图。
97.图13是表示第三实施方式的流路切换阀的外部空气冷却模式的通路结构的说明图。
98.图14是表示第三实施方式的流路切换阀的外部空气吸热模式的通路结构的说明图。
99.图15是表示第四实施方式的流路切换阀的设备冷却模式的通路结构的说明图。
100.图16是表示第四实施方式的流路切换阀的外部空气冷却模式的通路结构的说明图。
101.图17是表示第四实施方式的流路切换阀的外部空气吸热模式的通路结构的说明图。
102.图18是第五实施方式的温度调整装置的整体构成图。
103.图19是第五实施方式的流路切换阀的外观立体图。
104.图20是第五实施方式的流路切换阀的示意性的轴向剖面图。
105.图21是图20的xxi-xxi剖面图。
106.图22是图20的xxii-xxii剖面图。
107.图23是图20的xxiii-xxiii剖面图、并且是滑阀位移到规定的位置时的剖面图。
108.图24是图20的xxiii-xxiii剖面图、并且是滑阀位移到其他位置时的剖面图。
109.图25是图20的xxiii-xxiii剖面图、并且是滑阀位移到其他位置时的剖面图。
110.图26是表示在第五实施方式的流路切换阀中轴倾斜的状态的说明图。
111.图27是第六实施方式的流路切换阀的示意性的轴向剖面图。
112.图28是第七实施方式的流路切换阀的示意性的轴向剖面图。
113.图29是第七实施方式的变形例的流路切换阀的示意性的轴向剖面图。
114.图30是其他实施方式的温度调整装置的整体构成图。
115.图31是其他实施方式的另一温度调整装置的整体构成图。
116.图32是表示其他实施方式的齿轮用施力部件的变形例的示意性的说明图。
117.图33是表示其他实施方式的齿轮用施力部件的另一变形例的示意性的说明图。
具体实施方式
118.以下,参照附图对用于实施本公开的多个实施方式进行说明。在各实施方式中,有时对与在先的实施方式中所说明的内容对应的部分标注相同的参照附图标记并省略重复的说明。在各实施方式中仅对构成的一部分进行说明的情况下,对于构成的其他部分能够应用在先说明的其他实施方式。在各实施方式中,不仅是具体明示了能够进行组合的部分彼此的组合,只要不特别对组合产生障碍,即使未明示也能够将实施方式彼此部分地组合。
119.(第一实施方式)
120.使用图1~图7,对本公开的第一实施方式进行说明。在本实施方式中,将具备流路切换阀33的低温侧热介质回路30应用于车辆用的温度调整装置1。
121.温度调整装置1搭载于从电动马达获得行驶用的驱动力的电动汽车。温度调整装置1在电动汽车中,进行向作为空气调节对象空间的车厢内送风的送风空气的温度调整以及包含电池70在内的多个车载设备的温度调整。因而,温度调整装置1可以称作带车载设备温度调整功能的车辆用空气调节装置。另外,送风空气是温度调整装置1的温度调整对象流体。
122.如图1的整体构成图所示,温度调整装置1具备制冷循环装置10、高温侧热介质回路20、低温侧热介质回路30、室内空气调节单元40、控制装置50等。
123.首先,对制冷循环装置10进行说明。制冷循环装置10构成蒸汽压缩式的制冷循环。制冷循环装置10具有压缩机11、水-制冷剂热交换器12、第一膨胀阀14a、第二膨胀阀14b、冷却机(chiller)15、室内蒸发器16、蒸发压力调整阀17等。制冷循环装置10能够根据后述的各运转模式切换制冷剂回路的回路结构。
124.在制冷循环装置10中,作为制冷剂采用了hfo系制冷剂(具体为r1234yf)。制冷循环装置10构成高压侧的制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。在制冷剂中混入有用于制冷循环装置10的压缩机11润滑的制冷机油(具体为pag油)。制冷机油的一部分与制冷剂一起在制冷循环装置10中循环。
125.压缩机11在制冷循环装置10中吸入制冷剂,压缩并排出。压缩机11配置于车厢的前方侧的驱动装置室内。驱动装置室形成了供用于输出行驶用的驱动力的驱动用装置(例如电动马达)的至少一部分配置的空间。
126.压缩机11是利用电动马达对排出容量固定的固定容量型的压缩机构进行旋转驱动的电动压缩机。压缩机11通过从后述的控制装置50输出的控制信号来控制转速(即,制冷剂排出能力)。
127.压缩机11的排出口与水-制冷剂热交换器12的制冷剂通路121的入口侧连接。水-制冷剂热交换器12是使从压缩机11排出的高压制冷剂与在高温侧热介质回路20中循环的高温侧热介质进行热交换的热交换器。水-制冷剂热交换器12是对高温侧热介质进行加热的加热用的热交换部。
128.在制冷循环装置10中,作为水-制冷剂热交换器12采用了所谓的过冷型的热交换器。因此,在水-制冷剂热交换器12的制冷剂通路121上设有冷凝部12a、接收部12b以及过冷却部12c。
129.冷凝部12a是使从压缩机11排出的高压制冷剂与高压侧热介质进行热交换而使高压制冷剂冷凝的冷凝用的热交换部。接收部12b是将从冷凝部12a流出的制冷剂的气液分离并蓄积分离后的液相制冷剂的受液部。过冷却部12c是使从接收部12b流出的液相制冷剂与高压侧热介质进行热交换而将液相制冷剂过冷却的过冷却用的热交换部。
130.水-制冷剂热交换器12的制冷剂通路121的出口与制冷剂分支部13a的流入口侧连接。制冷剂分支部13a将从水-制冷剂热交换器12流出的制冷剂的流动分支。制冷剂分支部13a是具有相互连通的三个流入流出口的三通接头。在制冷剂分支部13a中,将三个流入流出口中的一个用作流入口,将剩余的两个用作流出口。
131.制冷剂分支部13a的一方的流出口经由第一膨胀阀14a而与冷却机15的制冷剂通路151的入口侧连接。制冷剂分支部13a的另一方的流出口经由第二膨胀阀14b而与室内蒸发器16的制冷剂入口侧连接。
132.第一膨胀阀14a是使从制冷剂分支部13a的一方的流出口流出的制冷剂减压的减压部。第一膨胀阀14a是具有使节流开度变化的阀芯以及使阀芯位移的电动促动器(具体为步进马达)的电气式的可变节流机构。第一膨胀阀14a的动作通过从控制装置50输出的控制脉冲来控制。
133.第二膨胀阀14b是使从制冷剂分支部13a的另一方的流出口流出的制冷剂减压的减压部。第二膨胀阀14b的基本的构成与第一膨胀阀14a相同。
134.第一膨胀阀14a以及第二膨胀阀14b具有全开功能,该全开功能通过使阀开度全开,几乎不发挥制冷剂减压作用以及流量调整作用而仅作为制冷剂通路发挥功能。而且,第一膨胀阀14a以及第二膨胀阀14b具有通过使阀开度全闭而封闭制冷剂通路的全闭功能。
135.第一膨胀阀14a以及第二膨胀阀14b能够通过全开功能和全闭功能来切换各运转模式的制冷剂回路。因而,第一膨胀阀14a以及第二膨胀阀14b兼具作为切换制冷循环装置10的回路结构的制冷剂回路切换部的功能。
136.第一膨胀阀14a的出口与冷却机15的制冷剂通路151的入口侧连接。冷却机15是使由第一膨胀阀14a减压后的低压制冷剂与在低温侧热介质回路30中循环的低温侧热介质进行热交换的热交换器。冷却机15具有使低压制冷剂流通的制冷剂通路151与使低温侧热介质流通的冷却用流体通路即热介质通路152。冷却机15是通过使低压制冷剂蒸发而发挥吸热作用来冷却低温侧热介质的蒸发部。
137.因而,低温侧热介质回路30中的冷却机15是冷却低温侧热介质的冷却设备。冷却机15的制冷剂通路151的出口与制冷剂合流部13b的一方的流入口侧连接。
138.第二膨胀阀14b的出口与室内蒸发器16的制冷剂入口侧连接。室内蒸发器16是使由第二膨胀阀14b减压后的低压制冷剂与向车厢内送风的送风空气w进行热交换的热交换器。室内蒸发器16是通过使低压制冷剂蒸发而发挥吸热作用来冷却送风空气w的冷却用的热交换部。室内蒸发器16配置于后述的室内空气调节单元40的壳体41内。
139.室内蒸发器16的制冷剂出口与蒸发压力调整阀17的入口侧连接。蒸发压力调整阀17是将室内蒸发器16中的制冷剂蒸发压力维持在预先确定的基准压力以上的蒸发压力调整部。
140.蒸发压力调整阀17是伴随着室内蒸发器16的制冷剂出口侧的制冷剂压力的上升而使阀开度增加的机械式的可变节流机构。由此,在本实施方式的蒸发压力调整阀17中,将
室内蒸发器16中的制冷剂蒸发温度维持在能够抑制室内蒸发器16的结霜的结霜抑制温度(在本实施方式中为1℃)以上。蒸发压力调整阀17的出口与制冷剂合流部13b的另一方的流入口侧连接。
141.制冷剂合流部13b使从冷却机15的制冷剂通路151流出的制冷剂的流动与从蒸发压力调整阀17流出的制冷剂的流动合流。制冷剂合流部13b是与制冷剂分支部13a相同的三通接头。在制冷剂合流部13b中,将三个流入流出口中的两个作为流入口,将剩余的一个作为流出口。制冷剂合流部13b的流出口与压缩机11的吸入口侧连接。
142.接下来,对高温侧热介质回路20进行说明。高温侧热介质回路20是使高温侧热介质循环的回路。在高温侧热介质回路20中,作为高温侧热介质,采用了乙二醇水溶液。在高温侧热介质回路20中,配置有高温侧泵21、水-制冷剂热交换器12的热介质通路122、高温侧散热器22、加热器芯23、第一高温侧流量调整阀24a、第二高温侧流量调整阀24b等。
143.高温侧泵21的排出口与水-制冷剂热交换器12的热介质通路122的入口侧连接。高温侧泵21将高温侧热介质向水-制冷剂热交换器12的热介质通路122压送。高温侧泵21是通过从控制装置50输出的控制电压来控制转速(即,压送能力)的电动泵。
144.在水-制冷剂热交换器12的热介质通路122的出口侧配置有电加热器25。电加热器25是对从水-制冷剂热交换器12的热介质通路122流出的高温侧热介质进行加热的加热装置。在高温侧热介质回路20中,作为电加热器25,采用具有ptc元件(即,正特性热敏电阻)的ptc加热器。电加热器25的发热量通过从控制装置50输出的控制电压来控制。
145.电加热器25的下游侧与高温侧分支部26a的流入口侧连接。高温侧分支部26a将电加热器25的下游侧的高温侧热介质的流动分支。高温侧分支部26a是与制冷剂分支部13a等相同的三通接头。
146.高温侧分支部26a的一方的流出口经由第一高温侧流量调整阀24a而与高温侧散热器22的热介质入口侧连接。高温侧分支部26a的另一方的流出口经由第二高温侧流量调整阀24b而与加热器芯23的热介质入口侧连接。
147.第一高温侧流量调整阀24a是调整向高温侧散热器22流入的高温侧热介质的流量的流量调整部。第一高温侧流量调整阀24a是具有使热介质通路的通路截面面积变化的阀芯以及使阀芯位移的电动促动器(具体为步进马达)的电气式的流量调整阀。第一高温侧流量调整阀24a的动作通过控制装置50输出的控制脉冲来控制。
148.第二高温侧流量调整阀24b是调整向加热器芯23流入的高温侧热介质的流量的流量调整部。第二高温侧流量调整阀24b的基本的构成与第一高温侧流量调整阀24a相同。第一高温侧流量调整阀24a以及第二高温侧流量调整阀24b是调整向加热器芯23流入的高温侧热介质的流量相对于向高温侧散热器22流入的高温侧热介质的流量的高温侧流量比的高温侧流量比调整部。
149.而且,第一高温侧流量调整阀24a以及第二高温侧流量调整阀24b具有与第一膨胀阀14a以及第二膨胀阀14b相同的全开机构及全闭功能。因而,第一高温侧流量调整阀24a以及第二高温侧流量调整阀24b兼具作为切换高温侧热介质回路20的回路结构的高温侧热介质回路切换部的功能。
150.高温侧散热器22是使由水-制冷剂热交换器12等加热后的高温侧热介质与从未图示的外部空气风扇送风来的外部空气oa进行热交换的热交换部。
151.高温侧散热器22配置于驱动装置室内的前方侧。因此,在车辆行驶时,能够使经由格栅流入驱动装置室内的行驶风(即,外部空气oa)吹向高温侧散热器22。高温侧散热器22的热介质出口与高温侧合流部26b的一方的流入口侧连接。
152.加热器芯23是使由水-制冷剂热交换器12等加热后的高温侧热介质与向室内送风的送风空气w进行热交换而对送风空气w进行加热的加热用的热交换部。加热器芯23配置于室内空气调节单元40的壳体41内。在加热器芯23中,在冷却机15中将制冷剂吸收的热作为加热源来对送风空气w进行加热。加热器芯23的热介质出口与高温侧合流部26b的另一方的流入口侧连接。
153.高温侧合流部26b使从高温侧散热器22流出的制冷剂的流动与从加热器芯23流出的制冷剂的流动合流。高温侧合流部26b是与制冷剂合流部13b等相同的三通接头。高温侧合流部26b的流出口经由高温侧贮存罐27而与高温侧泵21的吸入口侧连接。
154.高温侧贮存罐27是贮存在高温侧热介质回路20中剩余的高温侧热介质的高温侧热介质用的贮存部。在高温侧热介质回路20中,通过配置高温侧贮存罐27来抑制在高温侧热介质回路20中循环的高温侧热介质的液量降低。高温侧贮存罐27具有用于在高温侧热介质回路20内的高温侧热介质量不足时补给高温侧热介质的热介质供给口。
155.接下来,对低温侧热介质回路30进行说明。低温侧热介质回路30是使作为流体的低温侧热介质循环的流体循环回路。在低温侧热介质回路30中,作为低温侧热介质,采用了与高温侧热介质相同种类的热介质。在低温侧热介质回路30中,配置有低温侧泵31、冷却机15的热介质通路152、低温侧散热器32、流路切换阀33、电池70的冷却水通路70a、车载设备71的冷却水通路71a等。
156.低温侧泵31的排出口与低温侧热介质的冷却机15的热介质通路152的入口侧连接。低温侧泵31是将低温侧热介质向冷却机15的热介质通路152压送的压送部。低温侧泵31的基本的构成与高温侧泵21相同。
157.冷却机15的热介质通路152的出口与流路切换阀33的第一入口部300a侧连接。流路切换阀33是切换低温侧热介质回路30的回路结构的低温侧热介质回路切换部。在流路切换阀33设有多个入口部以及多个出口部。在这些入口部以及出口部连接有电池70的冷却水通路70a、低温侧散热器32等。关于流路切换阀33的详细构成之后进行叙述。
158.电池70向电动马达等电动式的车载设备供给电力。电池70是通过将多个电池单元以串联或并联的方式电连接而形成的电池组。电池单元是可充放电的二次电池(在本实施方式中为锂离子电池)。电池70将多个电池单元以成为大致长方体形状的方式层叠配置并收容于专用箱体中。
159.这种电池若成为低温,则难以进行化学反应,输出容易降低。电池在动作时(即,充放电时)发热。而且,电池若成为高温,则容易加剧恶化。因此,电池的温度优选维持在能够充分利用电池的充放电容量的适当的温度范围内(在本实施方式中为15℃以上且55℃以下)。
160.电池70的冷却水通路70a形成于电池70的专用箱体中。冷却水通路70a是使低温侧热介质与电池70进行热交换的热介质通路。更具体而言,冷却水通路70a是使低温侧热介质对电池70所具有的热(即,电池70的废热)进行吸热的吸热用的热介质通路。因而,低温侧热介质回路30中的电池70是对低温侧热介质进行加热的加热设备。
161.冷却水通路70a的通路结构为在专用箱体的内部将多个通路并联连接而成的通路结构。由此,冷却水通路70a形成为能够从电池70的整个区域均等地吸收电池70的排热。换言之,冷却水通路70a形成为能够均等地吸收所有电池单元所具有的热而冷却所有电池单元。
162.低温侧散热器32是使从流路切换阀33的第二出口部300d流出的低温侧热介质与从外部空气风扇送风来的外部空气oa进行热交换的外部空气热交换器。
163.低温侧散热器32配置于驱动装置室内的前方侧且高温侧散热器22的外部空气流下游侧。因而,低温侧散热器32使通过高温侧散热器22后的外部空气oa与低温侧热介质进行热交换。低温侧散热器32也可以与高温侧散热器22一体地形成。
164.低温侧散热器32的热介质出口经由低温侧贮存罐37而与低温侧合流部36b的一方的流入口侧连接。
165.低温侧贮存罐37是贮存在低温侧热介质回路30中剩余的低温侧热介质的低温侧热介质用的贮存部。低温侧贮存罐37的基本的构成与高温侧贮存罐27相同。低温侧合流部36b是与高温侧合流部26b等相同的三通接头。
166.低温侧合流部36b的流出口与低温侧泵31的吸入口侧连接。换言之,低温侧泵31在低温侧热介质回路30中配置在从低温侧合流部36b的流出口到冷却机15的热介质通路152的入口的流路中。
167.另外,在低温侧热介质回路30中连接有配置有车载设备71的冷却水通路71a的设备用冷却通路38。设备用冷却通路38以使低温侧贮存罐37的下游侧、且低温侧合流部36b的上游侧的低温侧热介质再次返回到低温侧散热器32的入口侧的方式连接。
168.在设备用冷却通路38中配置有设备用泵38a。设备用泵38a将低温侧热介质向车载设备71的冷却水通路71a压送。设备用泵38a的基本的构成与低温侧泵31相同。
169.车载设备71是在动作时伴随着发热的设备。具体而言,作为车载设备71,为电动马达、逆变器、先进运转系统用控制装置等。电动马达是输出行驶用的驱动力的车载设备。逆变器是向电动马达供给电力的车载设备。先进运转系统用控制装置是所谓的adas用的控制装置。
170.为了使车载设备71适当地动作,与电池70同样地,优选将车载设备71维持在适当的温度范围内。但是,电池70的适当的温度范围与车载设备71的适当的温度范围不同。在本实施方式中,车载设备71的适当的温度范围的上限值比电池70的适当的温度范围的上限值高。
171.在形成车载设备71的外壳的壳体部或箱体的内部形成有使低温侧热介质流通的冷却水通路71a。冷却水通路71a是使低温侧热介质对车载设备71所具有的热(即,车载设备71的废热)进行吸热的吸热用的热介质通路。
172.而且,在低温侧热介质回路30中连接有设备用迂回通路38b。设备用迂回通路38b是使从车载设备71的冷却水通路71a流出的低温侧热介质绕过低温侧散热器32等而再次返回设备用泵38a的吸入口侧的热介质通路。
173.在设备用冷却通路38中的比设备用迂回通路38b的连接部靠低温侧热介质流上游侧配置有设备用流量调整阀38c。设备用流量调整阀38c调整向设备用冷却通路38流入的低温侧热介质的流量。设备用流量调整阀38c的基本的构成与第一高温侧流量调整阀24a等相
同。
174.在设备用迂回通路38b中配置有对设备用迂回通路38b进行开闭的设备用开闭阀38d。设备用开闭阀38d是通过从控制装置50输出的控制电压来控制开闭动作的电磁阀。
175.另外,在低温侧热介质回路30连接有将从流路切换阀33的第三出口部300e流出的低温侧热介质向低温侧合流部36b的另一方的流入口引导的短路用热介质通路39。
176.接下来,使用图2~图6,对流路切换阀33的详细构成进行说明。如图2的外观立体图所示,流路切换阀33具有形成为有底圆筒状的金属制或树脂制的主体部301。主体部301具有使低温侧热介质流入内部的多个入口部以及使低温侧热介质从内部流出的多个出口部。
177.具体而言,本实施方式的主体部301具有两个入口部和三个出口部。因而,流路切换阀33可以称作具有五个出入口的五通阀。
178.作为两个入口部,设有第一入口部300a以及第二入口部300c。
179.第一入口部300a是使从低温侧泵31压送来的低温侧热介质、且通过了冷却机15的热介质通路152的低温侧热介质流入的入口部。第一入口部300a是使从低温侧泵31压送来的低温侧热介质经由冷却机15的热介质通路152流入的入口部。第二入口部300c是使从电池70的冷却水通路70a流出的低温侧热介质流入的入口部。
180.作为三个出口部,设有第一出口部300b、第二出口部300d以及第三出口部300e。
181.第一出口部300b是使低温侧热介质向电池70的冷却水通路70a的入口侧流出的出口部。另外,电池70的冷却水通路70a配置于从第一出口部300b到第二入口部300c的热介质通路。换言之,电池70的冷却水通路70a配置于从第一出口部300b到第二入口部300c的热介质通路。而且,第二入口部300c成为使从第一出口部300b向主体部301的外部流出的低温侧热介质再次流入内部的入口部。
182.第二出口部300d是使低温侧热介质向低温侧散热器32的热介质入口侧流出的出口部。第三出口部300e是使低温侧热介质向冷却机15的热介质通路152的入口侧(即,短路用热介质通路39)流出的出口部。
183.而且,如示意地表示图3的内部构成的立体图所示,主体部301被分割成第一主体部311以及第二主体部312。第一主体部311以及第二主体部312均形成为圆筒状,配置在同轴上。第一主体部311的轴向一端侧被盖部封闭,另一端侧开放。第二主体部312的轴向另一端侧被底部封闭,一端侧开放。
184.在第一主体部311的内部形成有第一入口侧空间311a。第一入口侧空间311a是与第一入口部300a连通的大致圆柱状的空间。
185.在第二主体部312的内部形成有第一出口侧空间312b、第二入口侧空间312c、第二出口侧空间312d以及第三出口侧空间312e。更具体而言,在第二主体部312的内部配置有从中心轴向径向扩展的多个分隔板313。分隔板313将第二主体部312的内部空间绕中心轴划分成多个空间。
186.第一出口侧空间312b是与第一出口部300b连通的空间。第二入口侧空间312c是与第二入口部300c连通的空间。第二出口侧空间312d是与第二出口部300d连通的空间。第三出口侧空间312e是与第三出口部300e连通的空间。
187.第一出口侧空间312b、第二入口侧空间312c、第二出口侧空间312d以及第三出口
侧空间312e均形成为截面形成为扇形状并沿轴向延伸的柱状。第一出口侧空间312b、第三出口侧空间312e、第二入口侧空间312c、第二出口侧空间312d在从第一主体部311侧朝向轴向观察时,按照第一出口侧空间312b、第三出口侧空间312e、第二入口侧空间312c、第二出口侧空间312d的顺序顺时针配置。
188.即,第二入口侧空间312c以与第二出口侧空间312d以及第三出口侧空间312e这两方在周向上相邻的方式配置。
189.在第一主体部311与第二主体部312之间配置有金属制或树脂制的圆板状的滑阀302。滑阀302是通过绕主体部301的轴旋转位移来切换形成于主体部301内的流体通路的通路结构的切换部。滑阀302与未图示的驱动机构连结而进行旋转位移。驱动机构的动作通过从控制装置50输出的控制信号来控制。
190.滑阀302的第一主体部311侧的一个面与第一主体部311一起形成了第一入口侧空间311a。另外,滑阀302的第二主体部312侧的另一个面与第二主体部312一起形成了第一出口侧空间312b、第二入口侧空间312c、第二出口侧空间312d以及第三出口侧空间312e。第二主体部312侧的另一个面成为为了切换流体通路的通路结构而与第二主体部312的多个分隔板313侧面接触的密封面。
191.在滑阀302上形成有贯通其表面和背面的贯通孔302a。在从轴向观察时,贯通孔302a形成为扇形状。贯通孔302a的扇形的中心角被设定为,第二入口侧空间312c的扇形的中心角、第二出口侧空间312d的扇形的中心角、第一出口侧空间312b的扇形的中心角以及第三出口侧空间312e的扇形的中心角中的最小的中心角以下。
192.因此,通过使滑阀302绕轴旋转位移,能够使第一入口侧空间311a经由贯通孔302a而与多个出口侧空间中的某一个连通。换言之,通过使滑阀302绕轴旋转位移,能够切换为使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从多个出口部中的某一个流出的通路结构。
193.在本实施方式中,具体地,通过使滑阀302绕轴旋转位移,能够使第一入口侧空间311a与第一出口侧空间312b、第二出口侧空间312d以及第三出口侧空间312e中的某一个连通。由此,能够切换为使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第一出口部300b流出的通路结构、从第二出口部300d流出的通路结构以及从第三出口部300e流出的通路结构中的某一个通路结构。
194.在使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第一出口部300b流出的通路结构中,使向第一入口侧空间311a流入的低温侧热介质从主体部301的轴向一端侧向另一端侧流动。这在使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出的通路结构以及使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第三出口部300e流出的通路结构中也相同。
195.另外,在贯通孔302a中流通的低温侧热介质产生压力损失。因此,在滑阀302以使第一入口侧空间311a与第一出口侧空间312b连通的方式位移时,第一出口侧空间312b内的低温侧热介质的压力比第一入口侧空间311a内的低温侧热介质的压力低。而且,在滑阀302上,由于压力差而作用从第一主体部311侧朝向第二主体部312侧的载荷。基于压力差的载荷能够通过贯通孔302a的开口面积来调整。
196.另外,在滑阀302的另一个面形成有使第二入口侧空间312c、第二出口侧空间312d、第一出口侧空间312b以及第三出口侧空间312e中的相邻的空间彼此连通的连通槽302b。贯通孔302a与连通槽302b相对于滑阀302的旋转轴大致对称地配置。即,隔开约180
°
的角度而配置。
197.因此,通过使滑阀302绕轴旋转位移,能够使第二入口侧空间312c经由连通槽302b而与多个出口侧空间中的某一个连通。在本实施方式中,通过适当地设定贯通孔302a与连通槽302b的位置关系,连通第一入口侧空间311a的出口侧空间与连通第二入口侧空间312c的出口侧空间成为不同的空间。
198.换言之,通过使滑阀302绕轴旋转位移,能够切换为使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从多个出口部中的某一个流出的通路结构。而且,使从第二入口部300c流入的低温侧热介质流出的出口部与使从第一入口部300a流入的低温侧热介质流出的出口部成为不同的出口部。
199.在本实施方式中,具体地,通过使滑阀302绕轴旋转位移,能够使第二入口侧空间312c与第二出口侧空间312d以及第三出口侧空间312e中的某一个连通。由此,能够切换为使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出的通路结构以及从第三出口部300e流出的通路结构中的某一个通路结构。
200.在使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出的通路结构中,在连通槽302b内使流动方向从流入到第二入口侧空间312c的低温侧热介质的轴向另一端侧向一端侧转向。而且,在第二出口侧空间312d中,使低温侧热介质从轴向一端侧向另一端侧流动。这在使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第三出口部300e流出的通路结构中也相同。
201.因而,在本实施方式的流路切换阀33中,如图4的粗线以及粗虚线所示,能够对使从第一入口部300a流入到内部的低温侧热介质从第二出口部300d流出的通路结构和从第三出口部300e流出的通路结构进行切换。
202.而且,在流路切换阀33中,如图5的粗实线所示,能够使从第一入口部300a流入到内部的低温侧热介质从第一出口部300b流出。在该状态下,如图5的粗线以及粗虚线所示,能够对使从第二入口部300c流入到内部的低温侧热介质从第二出口部300d流出的通路结构和从第三出口部300e流出的通路结构进行切换。
203.另外,在本实施方式的滑阀302中,如图6的说明图所示,第一面积ar1比第二面积ar2大。
204.第一面积ar1是滑阀302的一个面中的流入第一入口侧空间311a的低温侧热介质的压力朝向第二主体部312侧有效作用的部位的面积。另外,第二面积ar2是滑阀302的另一个面中的流入第二入口侧空间312c的低温侧热介质的压力朝向第一主体部311侧有效作用的部位的面积。
205.图6是为了说明第一面积ar1以及第二面积ar2而将形成于第一主体部311及第二主体部312的各空间与滑阀302的位置关系绕主体部301的轴展开的说明图。更详细地说,在图6中,示意性地示出了如图3的箭头vi所示那样一边从主体部301的外周侧观察中心轴,一边绕主体部301的周围顺时针移动一周(360
°
)时所确认的位置关系。
206.而且,在图6中,示出了以贯通孔302a使第一入口侧空间311a与第一出口侧空间312b连通,并且连通槽302b使第二入口侧空间312c与第二出口侧空间312d连通的方式使滑阀302位移的状态。
207.另外,如上所述,流路切换阀33的第一出口部300b与电池70的冷却水通路70a的入
口侧连接。第二入口部300c与电池70的冷却水通路70a的出口侧连接。因而,从第一出口部300b流出的低温侧热介质的压力比向第二入口部300c流入的低温侧热介质的压力高出在电池70的冷却水通路70a中流通的低温侧热介质所产生的压力损失的量。
208.而且,从第一出口部300b流出的低温侧热介质的压力在滑阀302以使第一入口侧空间311a与第一出口侧空间312b连通的方式位移时变得最高。因而,从第一出口部300b流出的低温侧热介质的压力的最高值与向第一入口部300a流入的低温侧热介质的压力相等。
209.根据以上,在本实施方式的流路切换阀33中,向第一入口部300a流入的低温侧热介质的第一压力pa成为比向第二入口部300c流入的低温侧热介质的第二压力pb高的值。
210.换言之,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,向流路切换阀33的第一入口部300a流入的低温侧热介质的第一压力pa被设定为,比向流路切换阀33的第二入口部300c流入的低温侧热介质的第二压力pb高的值。
211.另外,在本实施方式的温度调整装置1中,为了冷却电池70而使低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a中流通。因而,低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a中流通时温度上升。因此,冷却水通路70a的热介质流上游侧的低温侧热介质的温度比冷却水通路70a的热介质流下游侧的低温侧热介质的温度低。
212.因而,在本实施方式的流路切换阀33中,从第一出口部300b流出的低温侧热介质的第一温度ta成为比向第二入口部300c流入的低温侧热介质的第二温度tb低的值。换言之,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,从第一出口部300b流出的低温侧热介质的第一温度ta被设定为,比向第二入口部300c流入的低温侧热介质的第二温度tb低的值。
213.另外,在本实施方式的流路切换阀33中,从第一入口部300a到第二出口部300d的通路的长度被设定为比以下说明的合计长度短。这里,通路的长度能够由连结流体通路的流动方向垂直截面的重心点的线的长度等定义。合计长度由从第一入口部300a到第一出口部300b的通路的长度与从第二入口部300c到第二出口部300d的通路的长度之和定义。
214.接下来,使用图7,对室内空气调节单元40进行说明。室内空气调节单元40是用于在温度调整装置1中将适当地进行了温度调整的送风空气w向车厢内的适当的部位吹出的单元。室内空气调节单元40配置于车厢内最前部的仪表盘(即,instrument panel)的内侧。
215.室内空气调节单元40具有形成送风空气w的空气通路的壳体41。在形成于壳体41内的空气通路中,配置有室内送风机42、室内蒸发器16、加热器芯23等。壳体41具有某种程度的弹性,由强度优异的树脂(例如聚丙烯)形成。
216.在壳体41的送风空气流最上游侧配置有内外部空气切换装置43。内外部空气切换装置43向壳体41内切换导入内部空气(车厢内空气)与外部空气(车厢外空气)。内外部空气切换装置43的驱动用的电动促动器的动作通过从控制装置50输出的控制信号来控制。
217.在内外部空气切换装置43的送风空气流下游侧配置有室内送风机42。室内送风机42将经由内外部空气切换装置43吸入的空气朝向车厢内送风。室内送风机42是利用电动马达来驱动离心多翼风扇的电动送风机。室内送风机42通过从控制装置50输出的控制电压控制转速(即,送风能力)。
218.在室内送风机42的送风空气流下游侧,相对于送风空气流依次配置有室内蒸发器16与加热器芯23。即,室内蒸发器16配置于比加热器芯23靠送风空气流上游侧的位置。在壳体41内形成有使通过了室内蒸发器16的送风空气w绕过加热器芯23而向下游侧流动的冷风
旁通通路45。
219.在室内蒸发器16的送风空气流下游侧且加热器芯23的送风空气流上游侧配置有空气混合门44。空气混合门44对通过室内蒸发器16后的送风空气w中的、通过加热器芯23的风量与通过冷风旁通通路45的风量的风量比例进行调整。空气混合门驱动用的电动促动器的动作通过从控制装置50输出的控制信号来控制。
220.在加热器芯23的送风空气流下游侧设有混合空间46,该混合空间46使由加热器芯23加热后的送风空气w与通过冷风旁通通路45而未由加热器芯23加热的送风空气w混合。而且,在壳体41的送风空气流最下游部配置有将在混合空间46中混合后的空气调节风向车厢内吹出的未图示的开口孔。
221.因而,空气混合门44通过对通过加热器芯23的风量与通过冷风旁通通路45的风量的风量比例进行调整,能够调整在混合空间46中混合的空气调节风的温度。进而,能够调整从各开口孔向车厢内吹出的送风空气w的温度。
222.作为开口孔,设有面部开口孔、脚部开口孔以及除霜开口孔(均未图示)。面部开口孔是用于朝向车厢内的乘员的上半身吹出空气调节风的开口孔。脚部开口孔是用于朝向乘员的脚边吹出空气调节风的开口孔。除霜开口孔是用于朝向车辆挡风玻璃内侧面吹出空气调节风的开口孔。
223.在这些开口孔的上游侧配置有未图示的吹出模式切换门。吹出模式切换门通过对各开口孔开闭来切换吹出空气调节风的开口孔。吹出模式切换门驱动用的电动促动器的动作通过从控制装置50输出的控制信号来控制。
224.接下来,对温度调整装置1的电气控制部的概要进行说明。控制装置50由包含cpu、rom以及ram等公知的微计算机及其周边电路构成。控制装置50基于存储于rom内的空气调节控制程序进行各种运算、处理,控制与输出侧连接的各种控制对象设备11、14a、14b、21、24a、24b、25、31、33、38a、38c、38d、42、43等的动作。
225.如图1所示,在控制装置50的输入侧连接有控制用的传感器组51。在控制用的传感器组51中包括检测车厢内温度(内部空气温)tr的内部空气温检测部、检测电池70的温度tb1的电池温度检测部、检测车载设备71的温度tb2的车载设备温度检测部等。
226.另外,在控制装置50的输入侧连接有操作面板52。在操作面板52例如设有设定车厢内温度的温度设定部等。向控制装置50输入传感器组51的检测信号以及操作面板52的操作信号。
227.控制装置50一体地形成有对与其输出侧连接的各种控制对象设备进行控制的控制部。即,对各个控制对象设备的动作进行控制的结构(硬件以及软件)构成了对各个控制对象设备的动作进行控制的控制部。例如,控制装置50中的控制流路切换阀33的动作的结构构成了流路切换阀控制部50a。
228.另外,在图1中,为了使图示明确,省略了连接控制装置50与各种控制对象设备的信号线和电力线以及连接控制装置50与各种传感器的信号线等的图示。
229.接下来,对上述构成的本实施方式的温度调整装置1的动作进行说明。在本实施方式的温度调整装置1中,为了车厢内的空气调节以及电池70的温度调整,能够切换各种运转模式。具体而言,能够切换为设备冷却模式、外部空气冷却模式、外部空气吸热模式。以下,对各运转模式进行说明。
230.(a)设备冷却模式
231.设备冷却模式是使制冷循环装置10动作而进行车厢内的空气调节,并且利用由制冷循环装置10冷却后的低温侧热介质进行电池70的冷却的运转模式。
232.在设备冷却模式下,控制装置50以使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第一出口部300b流出,并且使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第三出口部300e流出的方式控制流路切换阀33的动作。
233.因此,在设备冷却模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33的第一入口部300a至第一出口部300b、)电池70的冷却水通路70a、(流路切换阀33的第二入口部300c至第三出口部300e、)短路用热介质通路39、低温侧泵31的吸入口的顺序循环。
234.在设备冷却模式的制冷循环装置10中,当控制装置50使压缩机11动作时,从压缩机11排出的高压制冷剂向水-制冷剂热交换器12的制冷剂通路121流入。控制装置50调整压缩机11的制冷剂排出能力,以使由室内蒸发器16冷却后的送风空气w的温度成为目标蒸发器温度teo。
235.目标蒸发器温度teo基于与控制装置50连接的传感器组51的检测信号,参照预先存储于控制装置50的控制映射图来决定。在设备冷却模式的控制映射图中,为了抑制室内蒸发器16的结霜,将目标蒸发器温度teo决定为结霜抑制温度(在本实施方式中为1℃)以上。
236.流入水-制冷剂热交换器12的制冷剂被从高温侧泵21压送,向在热介质通路122中流通的高温侧热介质散热而成为过冷却液相制冷剂。由此,在热介质通路122中流通的高温侧热介质被加热。
237.从水-制冷剂热交换器12流出的制冷剂的流动在制冷剂分支部13a中被分支。在制冷剂分支部13a中被分支出的一方的制冷剂被第一膨胀阀14a减压而向冷却机15的制冷剂通路151流入。控制装置50调整第一膨胀阀14a的节流开度,以使从冷却机15的热介质通路152流出的低温侧热介质的温度接近目标冷却温度tbo。
238.目标冷却温度tbo基于与控制装置50连接的传感器组51的检测信号,参照预先存储于控制装置50的控制映射图来决定。在设备冷却模式的控制映射图中,以将电池70的温度tb1维持在适当的温度范围内的方式决定目标冷却温度tbo。
239.流入冷却机15的制冷剂通路151的制冷剂从在热介质通路152中流通的低温侧热介质吸热而蒸发。由此,在热介质通路152中流通的低温侧热介质被冷却。从冷却机15流出的制冷剂向制冷剂合流部13b流入。
240.在制冷剂分支部13a中被分支出的另一方的制冷剂被第二膨胀阀14b减压而向室内蒸发器16流入。控制装置50以使被向压缩机11吸入的制冷剂接近预先确定的基准过热度ksh(在本实施方式中为5℃)的方式调整第二膨胀阀14b的节流开度。因此,在设备冷却模式下,有时室内蒸发器16中的制冷剂蒸发温度与冷却机15中的制冷剂蒸发温度相等。
241.流入到室内蒸发器16的制冷剂从由室内送风机42送风的送风空气w吸热而蒸发。由此,送风空气w被冷却。从室内蒸发器16流出的制冷剂经由蒸发压力调整阀17而向制冷剂合流部13b流入。在制冷剂合流部13b中,使从室内蒸发器16流出的制冷剂的流动与从冷却机15流出的制冷剂的流动合流而向压缩机11的吸入侧流出。
242.在高温侧热介质回路20中,当控制装置50使高温侧泵21动作时,从高温侧泵21压送的高温侧热介质向水-制冷剂热交换器12的热介质通路122流入。流入到热介质通路122的高温侧热介质与在制冷剂通路121中流通的高压制冷剂进行热交换而被加热。
243.从水-制冷剂热交换器12流出的高温侧热介质的流动被分流为从高温侧分支部26a向高温侧散热器22流入的流动和从高温侧分支部26a向加热器芯23流入的流动。
244.控制装置50以使从加热器芯23流出的高温侧热介质的温度即出口侧热介质温度thc接近预先确定的基准出口侧热介质温度kthc的方式,控制第一高温侧流量调整阀24a以及第二高温侧流量调整阀24b的动作。即,控制装置50以使出口侧热介质温度thc接近基准出口侧热介质温度kthc的方式调整高温侧流量比。
245.而且,控制装置50在即使第一高温侧流量调整阀24a为全闭状态,出口侧热介质温度thc也未达到基准出口侧热介质温度kthc的情况下,使电加热器25发挥加热能力。电加热器25的加热能力以使出口侧热介质温度thc接近基准出口侧热介质温度kthc的方式而被调整。
246.流入高温侧散热器22的高温侧热介质与从外部空气风扇送风来的外部空气oa进行热交换而散热。由此,在高温侧散热器22中流通的高温侧热介质被冷却。从高温侧散热器22流出的高温侧热介质向高温侧合流部26b流入。
247.另一方面,流入加热器芯23的高温侧热介质与通过了室内蒸发器16的送风空气w进行热交换而散热。由此,由室内蒸发器16冷却后的送风空气w被再加热。而且,控制装置50以使向车厢内吹出的送风空气w的吹出温度接近目标吹出温度tao的方式,调整空气混合门44的开度。
248.从加热器芯23流出的高温侧热介质向高温侧合流部26b流入。在高温侧合流部26b中,使从加热器芯23流出的高温侧热介质的流动与从高温侧散热器22流出的高温侧热介质的流动合流而向高温侧泵21的吸入侧流出。
249.在低温侧热介质回路30中,当控制装置50使低温侧泵31动作时,从低温侧泵31压送来的低温侧热介质向冷却机15的热介质通路152流入。流入冷却机15的低温侧热介质与在制冷剂通路151中流通的低压制冷剂进行热交换而被冷却。
250.从冷却机15流出的低温侧热介质从流路切换阀33的第一入口部300a流入内部并从第一出口部300b流出。从第一出口部300b流出的低温侧热介质向电池70的冷却水通路70a流入。流入电池70的冷却水通路70a的热介质在冷却水通路70a中流通时吸收电池70的废热。由此,电池70被冷却。
251.从电池70的冷却水通路70a流出的低温侧热介质从流路切换阀33的第二入口部300c流入内部并从第三出口部300e流出。从第三出口部300e流出的低温侧热介质经由短路用热介质通路39以及低温侧合流部36b而被向低温侧泵31的吸入侧引导。
252.在设备冷却模式下,如以上那样动作,能够利用加热器芯23将由室内蒸发器16冷却后的送风空气w再加热并向车厢内吹出。此时,为了对送风空气w进行再加热,能够利用高温侧散热器22使剩余的热向外部空气散热。因而,能够将调整为适当温度的送风空气w向车厢内吹出,实现舒适的空气调节。
253.而且,在设备冷却模式下,通过使由冷却机15冷却后的低温侧热介质流入电池70的冷却水通路70a,能够对电池70进行冷却。
254.(b)外部空气冷却模式
255.外部空气冷却模式是使制冷循环装置10动作而进行车厢内的空气调节,并且利用由外部空气冷却后的低温侧热介质进行电池70的冷却的运转模式。
256.在外部空气冷却模式下,控制装置50以使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第一出口部300b流出,并且使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出的方式控制流路切换阀33的动作。而且,控制装置50使第一膨胀阀14a为全闭状态。
257.因此,在外部空气冷却模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33的第一入口部300a至第一出口部300b、)电池70的冷却水通路70a、(流路切换阀33的第二入口部300c至第二出口部300d、)低温侧散热器32、低温侧泵31的吸入口的顺序循环。
258.在外部空气冷却模式的制冷循环装置10中,与设备冷却模式同样地,从压缩机11排出的高压制冷剂被水-制冷剂热交换器12冷却至过冷却液相制冷剂。进而,在水-制冷剂热交换器12的热介质通路122中流通的高温侧热介质被加热。
259.从水-制冷剂热交换器12流出的制冷剂向制冷剂分支部13a流入。在外部空气冷却模式下,由于第一膨胀阀14a成为全闭状态,因此流入制冷剂分支部13a的制冷剂被第二膨胀阀14b减压而向室内蒸发器16流入。控制装置50与设备冷却模式同样地调整第二膨胀阀14b的节流开度。
260.流入室内蒸发器16的低压制冷剂与设备冷却模式同样地从送风空气w吸热而蒸发。由此,送风空气w被冷却。从室内蒸发器16流出的制冷剂经由蒸发压力调整阀17以及制冷剂合流部13b而被吸入压缩机11。
261.在高温侧热介质回路20中,控制装置50与设备冷却模式同样地控制构成设备的动作。由此,使得高温侧热介质的出口侧热介质温度thc接近基准出口侧热介质温度kthc。
262.在低温侧热介质回路30中,当控制装置50使低温侧泵31动作时,从低温侧泵31压送来的低温侧热介质向冷却机15的热介质通路152流入。在外部空气冷却模式下,由于第一膨胀阀14a成为全闭状态,因此流入冷却机15的热介质通路152的低温侧热介质不与低压制冷剂进行热交换而流出。
263.从冷却机15流出的低温侧热介质从流路切换阀33的第一入口部300a流入内部并从第一出口部300b流出。从第一出口部300b流出的低温侧热介质向电池70的冷却水通路70a流入。流入电池70的冷却水通路70a的热介质在冷却水通路70a中流通时吸收电池70的废热。由此,电池70被冷却。
264.从电池70的冷却水通路70a流出的低温侧热介质从流路切换阀33的第二入口部300c流入内部并从第二出口部300d流出。从第二出口部300d流出的低温侧热介质向低温侧散热器32流入。
265.流入低温侧散热器32的低温侧热介质与从外部空气风扇送风并通过高温侧散热器22后的外部空气oa进行热交换而散热。由此,在低温侧散热器32中流通的低温侧热介质被冷却。从低温侧散热器32流出的低温侧热介质经由低温侧合流部36b而被向低温侧泵31的吸入侧引导。
266.在外部空气冷却模式下,如以上那样动作,能够利用加热器芯23将被室内蒸发器16冷却后的送风空气w再加热并向车厢内吹出。因而,与设备冷却模式相同,能够向车厢内
吹出被调整为适当温度的送风空气w,实现舒适的空气调节。
267.而且,在外部空气冷却模式下,通过使在低温侧散热器32中与外部空气进行热交换而被冷却的低温侧热介质向电池70的冷却水通路70a流入,能够将电池70冷却。
268.这里,在外部空气冷却模式中不需要对电池70进行冷却时,控制装置50也可以使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第三出口部300e流出。据此,能够使从冷却机15的热介质通路152流出的低温侧热介质经由短路用热介质通路39以及低温侧合流部36b而返回至低温侧泵31的吸入侧。
269.(c)外部空气吸热模式
270.外部空气吸热模式是不进行电池70的冷却而使制冷循环装置10动作来进行车厢内的供暖的运转模式。外部空气吸热模式是在低外部空气温度时(例如为10℃以下时)执行的运转模式。
271.在外部空气吸热模式下,控制装置50以使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出的方式控制流路切换阀33的动作。而且,控制装置50使第二膨胀阀14b为全闭状态。而且,控制装置50以使冷风旁通通路45为全闭的方式调整空气混合门44的开度。
272.因此,在外部空气冷却模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33的第一入口部300a至第二出口部300d、)低温侧散热器32、低温侧泵31的吸入口的顺序循环。
273.在外部空气冷却模式的制冷循环装置10中,与设备冷却模式同样地,从压缩机11排出的高压制冷剂被水-制冷剂热交换器12冷却至过冷却液相制冷剂。进而,在水-制冷剂热交换器12的热介质通路122中流通的高温侧热介质被加热。
274.从水-制冷剂热交换器12流出的制冷剂向制冷剂分支部13a流入。在外部空气冷却模式下,由于第二膨胀阀14b成为全闭状态,因此流入制冷剂分支部13a的制冷剂被第一膨胀阀14a减压而向冷却机15的制冷剂通路151流入。控制装置50以使冷却机15中的制冷剂蒸发温度比外部空气温度低的方式调整第一膨胀阀14a的节流开度。
275.流入冷却机15的低压制冷剂与设备冷却模式同样地,从在热介质通路152中流通的低温侧热介质吸热而蒸发。由此,低温侧热介质被冷却。从冷却机15流出的制冷剂经由制冷剂合流部13b而被吸入压缩机11。
276.在高温侧热介质回路20中,控制装置50与设备冷却模式同样地控制构成设备的动作。由此,使得高温侧热介质的出口侧热介质温度thc接近基准出口侧热介质温度kthc。
277.在低温侧热介质回路30中,当控制装置50使低温侧泵31动作时,从低温侧泵31压送来的低温侧热介质向冷却机15的热介质通路152流入。流入冷却机15的低温侧热介质与在制冷剂通路151中流通的低压制冷剂进行热交换而被冷却至比外部空气温度低的温度。
278.从冷却机15流出的低温侧热介质从流路切换阀33的第一入口部300a流入内部并从第二出口部300d流出。从第二出口部300d流出的低温侧热介质向低温侧散热器32流入。
279.流入到低温侧散热器32的低温侧热介质与从外部空气风扇送风并通过高温侧散热器22后的外部空气oa进行热交换而吸热。由此,在低温侧散热器32中流通的低温侧热介质的温度以接近外部空气温度的方式上升。从低温侧散热器32流出的低温侧热介质经由低温侧合流部36b而被向低温侧泵31的吸入侧引导。
280.在外部空气吸热模式下,如以上那样动作,能够将被加热器芯23加热后的送风空气w向车厢内吹出。因而,在外部空气吸热模式下,能够不进行电池70的冷却而实现车厢内的供暖。
281.这里,外部空气吸热模式是在低外部空气温度时执行的运转模式。而且,从冷却机15的热介质通路152流出的低温侧热介质的温度成为外部空气温度以下的温度。因而,从第一入口部300a流入流路切换阀33的内部并从第二出口部300d流出的低温侧热介质的第一最低温度twm1成为外部空气温度以下。
282.另一方面,在外部空气吸热模式下,在从第一出口部300b至第二入口部300c的流路中,不流通低温侧热介质。而且,在低温侧热介质回路30中,在从第一出口部300b至第二入口部300c的流路中配置有电池70的冷却水通路70a。因此,第一最低温度twm1比从第一出口部300b至第二入口部300c的流路中的第二最低温度twm2低。
283.而且,在本实施方式的温度调整装置1中,控制装置50与上述各种运转模式无关地控制各种控制对象设备的动作,以使车载设备71的温度tb2被维持在适当的温度范围内。
284.具体而言,控制装置50与上述各种运转模式无关地使设备用泵38a动作,以发挥预先确定的压送能力。
285.而且,当车载设备71的温度tb2成为基准上限值以上时,使设备用流量调整阀38c为适当的开度,并关闭设备用开闭阀38d。由此,能够使由低温侧散热器32冷却后的低温侧热介质流入车载设备71的冷却水通路71a。其结果,能够利用通过外部空气冷却的低温侧热介质来冷却车载设备71。
286.另一方面,在车载设备71的温度tb2成为基准下限值以下时,使设备用流量调整阀38c为全闭状态,并打开设备用开闭阀38d。由此,能够使从冷却水通路71a流出的低温侧热介质经由设备用迂回通路38b而再次返回至冷却水通路71a的入口侧。其结果,能够通过车载设备71的自发热来对车载设备71进行暖机。
287.如以上那样,根据本实施方式的温度调整装置1,通过切换各运转模式,能够实现车厢内的舒适的空气调节,并且能够将电池70以及车载设备71调整为适当的温度。
288.而且,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,具备流路切换阀33,因此能够获得以下所记载的优异效果。
289.本实施方式的流路切换阀33不通过组合多个开闭阀、三通阀等而形成,因此不易导致大型化。因而,能够抑制应用了流路切换阀33的低温侧热介质回路30的大型化。其结果,能够提高低温侧热介质回路30的生产率。
290.另外,在本实施方式的流路切换阀33中,向第一入口部300a流入的低温侧热介质的第一压力pa比向第二入口部300c流入的低温侧热介质的第二压力pb高。因而,在流路切换阀33中,能够利用第一压力pa与第二压力pb的差压来提高滑阀302的密封性。
291.具体而言,在本实施方式的流路切换阀33中,如使用图6所说明的那样,滑阀302的一个面的第一面积ar1比另一个面的第二面积ar2大。因而,第一压力pa与第一面积ar1的累计值比第二压力pb与第二面积ar2的累计值大。因此,能够对滑阀302作用从第一主体部311侧朝向第二主体部312侧的载荷。
292.而且,通过从第一主体部311侧朝向第二主体部312侧的载荷,能够将滑阀302按压于第二主体部312内的分隔板313的端部。由此,即使采用滑阀302,也能够提高形成于第二
主体部312内的各空间312b~312e彼此之间的密封性。
293.另外,在本实施方式的流路切换阀33中,在滑阀302上形成有贯通孔302a。因而,能够容易地使形成于第一主体部311内的第一入口侧空间311a与形成于第二主体部312内的各空间312b~312e连通。
294.另外,在本实施方式的流路切换阀33中,在滑阀302的另一个面形成有连通槽302b。因而,能够容易地使形成于第二主体部312内各空间312b~312e中的、在周向上相邻配置的空间彼此连通。
295.在本实施方式中,具体地,第二入口侧空间312c以与第二出口侧空间312d以及第三出口侧空间312e这两方相邻的方式配置。因而,能够容易地使第二入口部300c与第二出口部300d连通。而且,能够容易地使第二入口部300c与第三出口部300e连通。
296.另外,在本实施方式的流路切换阀33中,从第一出口部300b流出的低温侧热介质的第一温度ta比向第二入口部300c流入的低温侧热介质的第二温度tb低。据此,能够使向第二入口部300c流入的低温侧热介质的温度上升,而使向第二入口部300c流入的低温侧热介质的粘度降低。
297.因而,能够降低从第二入口部300c流入的低温侧热介质在流路切换阀33内的流体通路中流通时所产生的压力损失。更详细地说,能够降低在从第二入口部300c至第二出口部300d及第三出口部300e中的某一个出口部的流体通路中流通的低温侧热介质所产生的压力损失。
298.由此,能够使从第二入口部300c至第二出口部300d及第三出口部300e中的某一个出口部的流体通路的通路截面面积缩小,实现流路切换阀33的小型化。
299.这里,在本实施方式的流路切换阀33中,在从第二入口部300c至第二出口部300d及第三出口部300e中的某一个出口部的流体通路中使低温侧热介质的流动方向转向。因此,在从第二入口部300c至第二出口部300d及第三出口部300e中的某一个的流体通路中,压力损失容易增加。
300.因而,能够降低在从第二入口部300c至第二出口部300d及第三出口部300e中的某一个的流体通路中流通的低温侧热介质所产生的压力损失是极其有效的。
301.另外,在本实施方式的流路切换阀33中,第一最低温度twm1比第二最低温度twm2低。因此,存在在从第一入口部300a至第二出口部300d的通路中流通的低温侧热介质的温度降低而低温侧热介质的粘度上升的可能性。其结果,在从第一入口部300a至第二出口部300d的通路中流通的低温侧热介质所产生的压力损失有可能增加。
302.与此相对,在本实施方式的流路切换阀33中,从第一入口部300a至第二出口部300d的通路的长度被设定为比合计长度短。因而,能够抑制在第一入口部300a至第二出口部300d的流体通路中流通的低温侧热介质所产生的压力损失的增加。
303.这在使流入第一入口部300a的低温侧热介质从第二出口部300d流出的运转模式、且第一最低温度twm1变得最低的运转模式即外部空气吸热模式时有效。
304.另外,在本实施方式的流路切换阀33中,第二入口部300c成为使从第一出口部300b向外部流出的低温侧热介质再次向内部流入的入口部。另外,构成为能够切换为使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第一出口部300b及第二出口部300d中的某一个流出的通路结构。而且,构成为能够切换为使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第二
出口部300d及第三出口部300e中的某一个流出的通路结构。
305.据此,作为从第一入口部300a流入的低温侧热介质的出口,能够选择第一出口部300b或者第二出口部300d。而且,作为从第二入口部300c流入的低温侧热介质的出口,能够选择第二出口部300d或者第三出口部300e。
306.即,通过使从第一出口部300b流出的低温侧热介质再次从第二入口部300c流入,能够选择第三出口部300e作为从第一入口部300a流入的低温侧热介质的出口。因而,在本实施方式的流路切换阀33中,能够实现通用性较高的通路结构的切换。
307.另外,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,使从流路切换阀33的第一出口部300b流出的低温侧热介质向第二入口部300c流入。而且,电池70的冷却水通路70a配置于从第一出口部300b至第二入口部300c的流路。
308.据此,通过低温侧热介质在冷却水通路70a中流通时所产生的压力损失,能够可靠地使第一压力pa成为比第二压力pb高的值。而且,通过低温侧热介质在冷却水通路70a流通时吸收电池70的废热,能够可靠地使第一温度ta为比第二温度tb低的值。
309.另外,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,使从流路切换阀33的第一出口部300b流出的低温侧热介质向第二入口部300c流入。而且,使从低温侧泵31压送来的低温侧热介质经由冷却机15的热介质通路152向第一入口部300a流入。
310.据此,通过从低温侧泵31压送来的低温侧热介质的动压的作用,容易使第一压力pa成为比第二压力pb高的值。
311.另外,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,具备低温侧泵31,使从低温侧泵31压送来的低温侧热介质向第一入口部300a流入。而且,在低温侧热介质回路30中,成为使从第一出口部300b流出的低温侧热介质再次向第二入口部300c流入的回路结构。据此,能够共用向第一入口部300a以及第二入口部300c压送低温侧热介质的泵。
312.另外,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,具备低温侧贮存罐37,低温侧泵31吸入从低温侧贮存罐37流出的低温侧热介质。据此,与使从低温侧泵31压送来的低温侧热介质直接流入低温侧贮存罐37的情况相比,能够降低低温侧贮存罐37的耐压性。因而,能够实现低温侧热介质回路30的进一步的小型化。
313.(第二实施方式)
314.在本实施方式中,对相对于第一实施方式,如图8~图10所示那样采用了流路切换阀33a的例子进行说明。本实施方式的流路切换阀33a具有第一开闭机构303a~第三开闭机构303c这三个开闭机构,作为对形成于内部的流体通路的通路结构进行切换的切换部。第一开闭机构303a~第三开闭机构303c通过从控制装置50输出的控制信号而连动地动作。
315.在流路切换阀33a的内部,第一入口部300a与第一出口部300b以及第二出口部300d连接。第一开闭机构303a被配置为对从第一入口部300a至第二出口部300d的流体通路进行开闭。
316.在流路切换阀33a的内部,第二入口部300c与第二出口部300d以及第三出口部300e连接。第二开闭机构303b被配置为对从第二入口部300c至第二出口部300d的流体通路进行开闭。第三开闭机构303c被配置为对从第二入口部300c至第三出口部300e的流体通路进行开闭。除此之外,温度调整装置1的构成与第一实施方式相同。
317.接下来,对上述构成中的本实施方式的温度调整装置1的动作进行说明。本实施方
式的温度调整装置1的基本动作与第一实施方式相同。
318.(a)设备冷却模式
319.本实施方式的设备冷却模式下,控制装置50关闭第一开闭机构303a,关闭第二开闭机构303b,打开第三开闭机构303c。由此,在流路切换阀33a中,如图8的粗实线所示,低温侧热介质流动。因此,在设备冷却模式的低温侧热介质回路30中,低温侧热介质与第一实施方式的设备冷却模式完全相同地进行循环。
320.因而,在设备冷却模式的温度调整装置1中,与第一实施方式相同,能够进行车厢内的舒适的空气调节以及电池70的冷却。
321.(b)外部空气冷却模式
322.在本实施方式的外部空气冷却模式下,控制装置50关闭第一开闭机构303a,打开第二开闭机构303b,关闭第三开闭机构303c。由此,在流路切换阀33a中,如图9的粗实线所示,低温侧热介质流动。因此,在外部空气冷却模式的低温侧热介质回路30中,低温侧热介质与第一实施方式的外部空气冷却模式完全相同地进行循环。
323.因而,在外部空气冷却模式的温度调整装置1中,与第一实施方式相同,能够进行车厢内的舒适的空气调节以及电池70的冷却。
324.(c)外部空气吸热模式
325.在本实施方式的外部空气吸热模式下,控制装置50打开第一开闭机构303a,关闭第二开闭机构303b,关闭第三开闭机构303c。由此,在流路切换阀33a中,如图10的粗实线所示,低温侧热介质流动。因此,在外部空气吸热模式的低温侧热介质回路30中,低温侧热介质与第一实施方式的外部空气吸热模式完全相同地进行循环。
326.因而,在外部空气吸热模式的温度调整装置1中,与第一实施方式相同,能够不进行电池70的冷却而实现车厢内的供暖。其他动作与第一实施方式相同。
327.本实施方式的流路切换阀33a也与第一实施方式相同,不通过组合多个开闭阀、三通阀等而形成,因此不易导致大型化。因而,能够抑制应用了流路切换阀33a的低温侧热介质回路30的大型化。其结果,能够提高低温侧热介质回路30的生产率。
328.(第三实施方式)
329.在本实施方式中,对相对于第二实施方式如图11的整体构成图所示那样采用了流路切换阀33b的例子进行说明。而且,在本实施方式的温度调整装置1中,相对于第二实施方式变更了低温侧热介质回路30的回路结构。如图12~图14所示,本实施方式的流路切换阀33b相对于第二实施方式中所说明的流路切换阀33a追加了第三入口部300f。
330.在流路切换阀33b的内部,第三入口部300f与第三出口部300e连接。连接第三入口部300f与第三出口部300e的连接部36b1与第一实施方式中所说明的低温侧合流部36b发挥相同的功能。除此之外,温度调整装置1的构成与第二实施方式相同。
331.接下来,对上述构成中的本实施方式的温度调整装置1的动作进行说明。本实施方式的温度调整装置1的基本动作与第二实施方式相同。
332.(a)设备冷却模式
333.在设备冷却模式下,控制装置50与第二实施方式同样地控制流路切换阀33b的动作。由此,在流路切换阀33b中,如图12的粗实线所示,低温侧热介质流动。
334.因此,在设备冷却模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热
介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33b的第一入口部300a至第一出口部300b、)电池70的冷却水通路70a、(流路切换阀33b的第二入口部300c至第三出口部300e、)低温侧泵31的吸入口的顺序循环。
335.因而,在设备冷却模式的温度调整装置1中,与第二实施方式相同,能够进行车厢内的舒适的空气调节以及电池70的冷却。
336.(b)外部空气冷却模式
337.在外部空气冷却模式下,控制装置50与第二实施方式同样地控制流路切换阀33b的动作。由此,在流路切换阀33b中,如图13的粗实线所示,低温侧热介质流动。
338.因此,在外部空气冷却模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33b的第一入口部300a至第一出口部300b、)电池70的冷却水通路70a、(流路切换阀33b的第二入口部300c至第二出口部300d、)低温侧散热器32、(流路切换阀33b的第三入口部300f至第三出口部300e、)低温侧泵31的吸入口的顺序循环。
339.因而,在外部空气冷却模式的温度调整装置1中,实质上与第二实施方式相同,能够进行车厢内的舒适的空气调节以及电池70的冷却。
340.(c)外部空气吸热模式
341.在外部空气吸热模式下,控制装置50与第二实施方式同样地控制流路切换阀33b的动作。由此,在流路切换阀33b中,如图14的粗实线所示,低温侧热介质流动。
342.因此,在外部空气吸热模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33b的第一入口部300a至第二出口部300d、)低温侧散热器32、(流路切换阀33b的第三入口部300f至第三出口部300e、)低温侧泵31的吸入口的顺序循环。
343.因而,在外部空气吸热模式的温度调整装置1中,实质上与第二实施方式相同,能够不进行电池70的冷却而实现车厢内的供暖。其他动作与第一实施方式相同。
344.本实施方式的流路切换阀33b也与第一实施方式相同,不通过组合多个开闭阀、三通阀等而形成,因此不易导致大型化。因而,能够抑制应用了流路切换阀33a的低温侧热介质回路30的大型化。其结果,能够提高低温侧热介质回路30的生产率。
345.(第四实施方式)
346.在本实施方式中,对相对于第二实施方式采用了图15~图17所示的流路切换阀33c的例子进行说明。本实施方式的流路切换阀33c相对于第二实施方式中所说明的流路切换阀33a追加了第四出口部300g。
347.在流路切换阀33a的内部,第一入口部300a与第一出口部300b以及第二出口部300d连接。第一开闭机构303a被配置为对从第一入口部300a至第二出口部300d的流体通路进行开闭。
348.在流路切换阀33a的内部,第二入口部300c与第三出口部300e以及第四出口部300g连接。第二开闭机构303b被配置为对从第二入口部300c至第四出口部300g的流体通路进行开闭。第三开闭机构303c被配置为对从第二入口部300c至第三出口部300e的流体通路进行开闭。
349.第二出口部300d和第四出口部300g经由散热器侧合流部36c而与低温侧散热器32
的热介质入口侧连接。除此之外,温度调整装置1的构成以及动作与第二实施方式相同。
350.因而,本实施方式的流路切换阀33c以及低温侧热介质回路30也能够获得与第二实施方式完全相同的效果。
351.而且,在本实施方式的流路切换阀33c中,使从第一入口部300a流入的低温侧热介质流出的出口部与使从第二入口部300c流入的低温侧热介质流出的出口部完全不同。换言之,使从第一入口部300a流入的低温侧热介质流出的出口部与使从第二入口部300c流入的低温侧热介质流出的出口部中不存在共同的出口部。因而,根据流路切换阀33c,能够实现通用性更高的通路结构的切换。
352.(第五实施方式)
353.在本实施方式中,对相对于第一实施方式,如图18的整体构成图所示那样采用了流路切换阀33d的例子进行说明。而且,在本实施方式的温度调整装置1中,相对于第一实施方式变更了低温侧热介质回路30的回路结构。
354.具体而言,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,电池70的冷却水通路70a的出口与低温侧合流部36b的另一方的流入口侧连接。另外,流路切换阀33d的第三出口部300e与设备用流量调整阀38c的出口侧且设备用泵38a的吸入口侧连接。另外,车载设备71的冷却水通路71a的出口与流路切换阀33d的第二入口部300c侧连接。
355.接下来,使用图19~图25对流路切换阀33d的详细构成进行说明。流路切换阀33d的基本的构成与第一实施方式中所说明的流路切换阀33相同。流路切换阀33d具有主体部301、滑阀302、驱动部303、轴304、齿轮机构部305等。
356.主体部301由金属制或树脂制的有底圆筒状部件形成。本实施方式的主体部301的内部空间被划分为与各出入口连通的多个出入口侧空间以及收容滑阀302、轴304、齿轮机构部305等的至少一部分的收容空间。
357.如图19所示,在本实施方式的主体部301设有与第一实施方式相同的第一入口部300a、第二入口部300c、第一出口部300b、第二出口部300d以及第三出口部300e。
358.第一入口部300a、第一出口部300b、第二出口部300d以及第三出口部300e由沿主体部301的径向延伸的筒状部件形成。而且,形成第一出口部300b的筒状部件的中心轴、形成第二出口部300d的筒状部件的中心轴以及形成第三出口部300e的筒状部件的中心轴配置于同一平面上。
359.第二入口部300c形成于主体部301的底面。第二入口部300c由沿轴向延伸的筒状部件形成。因而,形成第二入口部300c的筒状部件的中心轴相对于形成第一出口部300b的筒状部件的中心轴、形成第二出口部300d的筒状部件的中心轴以及形成第三出口部300e的筒状部件的中心轴沿垂直方向延伸。
360.第一入口部300a配置于比第一出口部300b、第二出口部300d、第三出口部300e以及滑阀302靠主体部301的中心轴的一侧(在本实施方式中为驱动部303侧)。第二入口部300c配置于比第一出口部300b、第二出口部300d以及第三出口部300e靠主体部301的中心轴的另一侧(在本实施方式中为驱动部303的相反侧)。
361.因此,在本实施方式中,主体部301中的比滑阀302靠驱动部303侧的部位成为第一主体部311,比滑阀302靠驱动部303的相反侧的部位成为第二主体部312。即,第一主体部311以及第二主体部312并不限于相互分割,也可以如本实施方式那样一体化。
362.驱动部303输出用于使滑阀302旋转位移的驱动力。在本实施方式中,作为驱动部303,具体地,采用了步进马达。步进马达的动作通过从控制装置50输出的控制信号(具体而言是控制脉冲)来控制。
363.轴304是将驱动部303输出的驱动力向滑阀302传递的旋转轴。轴304由沿主体部301的中心轴方向延伸的圆柱状的金属部件形成。轴304的中心轴与主体部301的中心轴以及圆板状的滑阀302的中心轴配置于同轴上。如第一实施方式中所说明的那样,在滑阀302上形成有贯通孔302a以及连通槽302b。
364.齿轮机构部305以能够传递驱动部303输出的驱动力的方式经由旋转轴304而将驱动部303侧与滑阀302侧连结。在本实施方式中,作为齿轮机构部305,如图20、图21的示意性的剖面图所示,采用具有蜗杆齿轮305a以及蜗轮齿轮305b的所谓的蜗杆蜗轮型的齿轮机构。
365.蜗杆齿轮305a是在圆柱状部件的侧面形成有螺旋状的槽的螺旋齿轮。蜗杆齿轮305a固定于作为驱动部303的步进马达的旋转轴。
366.蜗轮齿轮305b是在圆板状部件的侧面形成有供蜗杆齿轮305a的齿啮合的斜齿的斜齿齿轮。在蜗轮齿轮305b的中心部固定有轴304的一方的端部。蜗轮齿轮305b的中心轴与轴304的中心轴配置于同轴上。
367.因而,在齿轮机构部305中,当驱动部303使蜗杆齿轮305a旋转时,蜗轮齿轮305b伴随着蜗杆齿轮305a的旋转而旋转。而且,伴随着蜗轮齿轮305b的旋转,能够使轴304绕主体部301的中心轴旋转。
368.如图20所示,轴304的另一侧(在本实施方式中为驱动部303侧的相反侧)的部位插入形成于滑阀302的中心部的插入孔302c。插入孔302c形成为贯通滑阀302的表面和背面。
369.插入孔302c的内径形成为比轴304的外径大。因此,在插入孔302c的内周面与轴304的外周面之间形成有间隙。插入孔302c的内周面与轴304的外周面之间的第一间隙间隔cd1能够由从插入孔302c的半径减去轴304的半径而得的值定义。
370.另外,在轴304形成有向径向突出的凸缘部304a。凸缘部304a与从滑阀302的驱动部303的面突出的销部302d抵接。因而,当驱动部303使轴304向凸缘部304a按压销部302d的旋转方向旋转时,能够使滑阀302与轴304一起旋转。
371.在以下的说明中,将凸缘部304a按压销部302d的旋转方向(具体为从驱动部303侧观察时,滑阀302沿逆时针旋转的方向)记载为正转方向。另外,将凸缘部304a远离销部302d的旋转方向(具体为从驱动部303侧观察时,滑阀302沿顺时针旋转的方向)记载为反转方向。
372.如图20所示,轴304的另一方的端部插入形成于主体部301的轴承孔301a。轴承孔301a将支承轴304的端部支承为能够旋转。
373.轴承孔301a的内径形成为比轴304的外径大。因此,在轴承孔301a的内周面与轴304的外周面之间形成有间隙。轴承孔301a的内周面与轴304的外周面之间的第二间隙间隔cd2能够由从轴承孔301a的半径减去轴304的半径而得的值定义。
374.在流路切换阀33d中,插入孔302c的内周面与轴304的外周面之间的第一间隙间隔cd1被设定为,比轴承孔301a的内周面与轴304的外周面之间的第二间隙间隔cd2大的值。
375.另外,如图20所示,在主体部301的收容空间内配置有第一螺旋弹簧306以及第二
螺旋弹簧307。这里,螺旋弹簧是通过将线状的钢材卷绕成圆筒形状、圆锥形状、桶形状等旋转体形状而形成的弹簧的通称。在本实施方式中,作为第一螺旋弹簧306以及第二螺旋弹簧307,采用形成为圆筒形状的圆筒螺旋弹簧。
376.如图20所示,第一螺旋弹簧306的线圈内径比第二螺旋弹簧307的线圈外径大。第二螺旋弹簧307的匝数比第一螺旋弹簧306的匝数多。第一螺旋弹簧306的中心轴、第二螺旋弹簧307的中心轴以及轴304的中心轴配置于同轴上。因而,轴304的中心轴配置于第一螺旋弹簧306以及第二螺旋弹簧307的内周侧。
377.第一螺旋弹簧306的滑阀302侧的端部在旋转方向上支承于滑阀302。第一螺旋弹簧306的齿轮机构部305侧的端部在旋转方向上支承于蜗轮齿轮305b。而且,第一螺旋弹簧306以在流路切换阀33d的通常动作时能够使载荷作用于滑阀302以及蜗轮齿轮305b这两方的方式设定初始载荷。
378.具体而言,第一螺旋弹簧306在流路切换阀33d的通常动作时,始终对滑阀302作用反转方向的载荷。而且,第一螺旋弹簧306在流路切换阀33d的通常动作时,也始终对蜗轮齿轮305b作用使滑阀302向反转方向位移的方向的载荷。因而,当驱动部303使轴304向反转方向旋转时,能够通过第一螺旋弹簧306的载荷使滑阀302向反转方向旋转。
379.这里,所谓螺旋弹簧的端部支承于规定的部件,并不限于螺旋弹簧的端部完全固定于规定的部件的意思。若通过螺旋弹簧的端部与规定的部件抵接,螺旋弹簧整体的变形或者位移被限制,则也包含在螺旋弹簧的端部支承于规定的部件的情况中。
380.第一螺旋弹簧306作用于蜗轮齿轮305b的载荷成为将蜗轮齿轮305b的齿面按压于蜗杆齿轮305a的齿面的方向的载荷。因而,第一螺旋弹簧306是产生使齿轮机构部305所具有的多个齿轮(在本实施方式中为蜗杆齿轮305a以及蜗轮齿轮305b)的齿面彼此接触的方向的载荷的齿轮用施力部件。
381.第二螺旋弹簧307的滑阀302侧的轴向端部与滑阀302抵接。第二螺旋弹簧307的齿轮机构部305侧的轴向端部与轴304的台阶部抵接。因此,第二螺旋弹簧307被配置为能够与轴304一起旋转。
382.而且,第二螺旋弹簧307以在流路切换阀33d的通常动作时能够对滑阀302作用轴向的载荷的方式设定初始载荷。具体而言,第二螺旋弹簧307在流路切换阀33d的通常动作时,始终对滑阀302作用将滑阀302的密封面302e向主体部301侧按压的轴向的载荷。因而,第二螺旋弹簧307为切换部用施力部件。
383.主体部301的底侧(在本实施方式中为安装有驱动部303的一侧的相反侧)的内部空间与第一实施方式的第二主体部312相同,由多个分隔板313划分。更具体而言,如图22所示,主体部301的底侧的内部空间被划分为第一出口侧空间312b、第二入口侧空间312c、第二出口侧空间312d以及第三出口侧空间312e。
384.因而,第二螺旋弹簧307对滑阀302作用将密封面302e向主体部301的多个分隔板313侧按压的轴向的载荷。在滑阀302的密封面302e与主体部301的多个分隔板313之间配置有垫圈308。垫圈308是抑制低温侧热介质从密封面302e与多个分隔板313的间隙泄漏的密封部件。
385.另外,如图22所示,本实施方式的分隔板313在从中心轴方向观察时均形成为扇形状。而且,将多个分隔板313的中心角中的最大的值定义为中心角θ1。中心角θ1被设定为比
形成于滑阀302的贯通孔302a的中心角θ2小。
386.由此,在流路切换阀33d中,无论使滑阀302旋转位移到哪个位置,都能够使第一入口部300a与第一出口部300b、第二出口部300d以及第三出口部300e中的至少一个连通。
387.这里,若分隔板313的中心角θ1比贯通孔302a的中心角θ2大,则分隔板313封闭贯通孔302a。因而,即使是为了划分主体部301的内部空间而设置的部位,中心角θ1大于中心角θ2的部位也不包含在分隔板313中。
388.接下来,使用图23~图25,对在流路切换阀33d中使滑阀302绕轴旋转位移时的各入口部与各出口部的连通状态进行说明。即,对流路切换阀33d可实现的通路结构进行说明。
389.首先,在流路切换阀33d中,如图23、图24所示,通过使滑阀302旋转位移,能够在使第一入口部300a与多个出口部中的某一个连通的状态下,切换与第二入口部300c连通的出口部。
390.具体而言,在图23中,在经由贯通孔302a使第一入口部300a与第一出口部300b连通的状态下,经由连通槽302b使第二入口部300c与第二出口部300d连通。另外,在图24中,在经由贯通孔302a使第一入口部300a与第一出口部300b连通的状态下,经由连通槽302b使第二入口部300c与第三出口部300e连通。
391.这里,若将图23所描绘的主体部301与滑阀302的位置关系定义为基准位置,则图24示出了滑阀302相对于基准位置沿正转方向旋转了α
°
的状态。
392.而且,在从图23向图24转移的过程中、即使滑阀302从基准位置向旋转了α
°
的位置沿正转方向旋转位移的过程中,使连通第一入口部300a与第一出口部300b的贯通孔302a的开口面积不变。
393.另一方面,伴随着滑阀302的旋转角的增加,能够使连通第二入口部300c与一方的出口部(在图23、图24中为第二出口部300d)的连通路的开口面积缩小。同时,伴随着滑阀302的旋转角的增加,能够使连通第二入口部300c与另一方的出口部(在图23、图24中为第三出口部300e)的连通路的开口面积增大。
394.另外,在流路切换阀33d中,如图24、图25所示,通过使滑阀302旋转位移,能够在使第二入口部300c与多个出口部中的某一个连通的状态下,切换与第一入口部300a连通的出口部。另外,图25示出了滑阀302相对于基准位置沿正转方向旋转了β
°
的状态。
395.具体而言,在图24中,在经由连通槽302b使第二入口部300c与第三出口部300e连通的状态下,经由贯通孔302a使第一入口部300a与第一出口部300b连通。另外,在图25中,在经由连通槽302b使第二入口部300c与第三出口部300e连通的状态下,使第一入口部300a与第二出口部300d连通。
396.而且,在从图24向图25转移的过程中、即使滑阀302从旋转了α
°
的位置向旋转了β
°
的位置位移的过程中,能够使连通第二入口部300c与出口部的连通路的开口面积变化。具体而言,能够使连通第二入口部300c与第三出口部300e的连通路的开口面积减少。
397.另外,在流路切换阀33d中,无论使滑阀302旋转位移到哪个位置,都能够使第一入口部300a与第一出口部300b、第二出口部300d以及第三出口部300e中的至少一个连通。另外,无论使滑阀302旋转位移到哪个位置,都能够使第二入口部300c与第一出口部300b、第二出口部300d以及第三出口部300e中的至少一个连通。
398.另外,在流路切换阀33d中,在使滑阀302旋转位移至规定的位置时,能够使第一入口部300a、第二入口部300c、第一出口部300b、第二出口部300d以及第三出口部300e全部连通。除此之外,温度调整装置1的构成与第一实施方式相同。
399.接下来,对上述构成中的本实施方式的温度调整装置1的动作进行说明。在本实施方式的温度调整装置1中,除了第一实施方式中所说明的(a)设备冷却模式、(c)外部空气吸热模式之外,还可以执行(d)电池冷却模式。
400.(a)设备冷却模式
401.在设备冷却模式下,控制装置50以使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第一出口部300b流出,并且使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出的方式控制流路切换阀33d的动作。即,如图23所示那样使滑阀302位移。而且,控制装置50使设备用流量调整阀38c为全开状态。
402.因此,在设备冷却模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33d的第一入口部300a至第一出口部300b)、电池70的冷却水通路70a、低温侧泵31的吸入口的顺序循环。同时,从设备用泵38a排出的低温侧热介质以车载设备71的冷却水通路71a、(流路切换阀33d的第二入口部300c至第二出口部300d、)低温侧散热器32、设备用泵38a的吸入口的顺序循环。
403.其他动作与第一实施方式的设备冷却模式相同。因而,在本实施方式的设备冷却模式下,与第一实施方式相同,能够利用加热器芯23将被室内蒸发器16冷却后的送风空气w再加热并向车厢内吹出。由此,能够实现车厢内的舒适的空气调节。而且,能够使由冷却机15冷却后的低温侧热介质流入电池70的冷却水通路70a。由此,能够冷却电池70。
404.除此之外,在本实施方式的设备冷却模式下,能够使被低温侧散热器32冷却后的低温侧热介质在车载设备71的冷却水通路71a中流通。由此,能够冷却车载设备71。
405.(c)外部空气吸热模式
406.在外部空气吸热模式下,控制装置50以使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出,并且使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第三出口部300e流出的方式控制流路切换阀33d的动作。即,如图25所示那样使滑阀302位移。而且,控制装置50使设备用流量调整阀38c为全闭状态。
407.因此,在外部空气吸热模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33d的第一入口部300a至第二出口部300d、)低温侧散热器32、低温侧泵31的吸入口的顺序循环。同时,从设备用泵38a排出的低温侧热介质以车载设备71的冷却水通路71a、(流路切换阀33d的第二入口部300c至第三出口部300e、)设备用泵38a的吸入口的顺序循环。
408.其他动作与第一实施方式的外部空气吸热模式相同。因而,在本实施方式的外部空气吸热模式中,也与第一实施方式相同,能够将被加热器芯23加热后的送风空气w向车厢内吹出。由此,能够实现车厢内的舒适的供暖。
409.而且,在本实施方式的外部空气吸热模式下,形成供从设备用泵38a排出的低温侧热介质在车载设备71的冷却水通路71a中流通的回路。据此,能够利用车载设备71产生的热来加热低温侧热介质。换言之,能够将车载设备71的产生的热蓄积在低温侧热介质中。
410.如上所述,外部空气吸热模式是在低外部空气温度时执行的运转模式。因而,通过
将车载设备71产生的热蓄积在低温侧热介质中,能够有效地利用车载设备71产生的热。
411.(d)电池冷却模式
412.电池冷却模式是在如电池70的快速充电中那样电池70的发热量增加时,不进行车厢内的空气调节,而利用被制冷循环装置10冷却后的低温侧热介质进行电池70的冷却的运转模式。
413.在电池冷却模式下,控制装置50以使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第一出口部300b流出,并且使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第三出口部300e流出的方式控制流路切换阀33d的动作。即,如图24所示那样使滑阀302位移。而且,控制装置50使设备用流量调整阀38c为全闭状态。
414.因此,在设备冷却模式的低温侧热介质回路30中,从低温侧泵31排出的低温侧热介质以冷却机15的热介质通路152、(流路切换阀33d的第一入口部300a至第一出口部300b、)电池70的冷却水通路70a、低温侧泵31的吸入口的顺序循环。同时,从设备用泵38a排出的低温侧热介质以车载设备71的冷却水通路71a、(流路切换阀33d的第二入口部300c至第三出口部300e、)设备用泵38a的吸入口的顺序循环。
415.在电池冷却模式的制冷循环装置10中,与设备冷却模式同样地,从压缩机11排出的高压制冷剂在水-制冷剂热交换器12中被冷却至过冷却液相制冷剂。进而,在水-制冷剂热交换器12的热介质通路122中流通的高温侧热介质被加热。
416.从水-制冷剂热交换器12流出的制冷剂制向冷剂分支部13a流入。在外部空气冷却模式下,第二膨胀阀14b成为全闭状态,因此流入制冷剂分支部13a的制冷剂被第一膨胀阀14a减压而向冷却机15的制冷剂通路151流入。控制装置50与设备冷却模式同样地调整第一膨胀阀14a的节流开度。
417.流入冷却机15的制冷剂通路151的低压制冷剂与设备冷却模式同样地,从在热介质通路152中流通的低温侧热介质吸热而蒸发。由此,在热介质通路152中流通的低温侧热介质被冷却。从冷却机15流出的制冷剂经由制冷剂合流部13b而被吸入压缩机11。
418.在高温侧热介质回路20中,控制装置50与设备冷却模式同样地控制构成设备的动作。
419.在低温侧热介质回路30中,与设备冷却模式同样地,从低温侧泵31压送来的低温侧热介质流入冷却机15的热介质通路152而被冷却。被冷却机15冷却后的低温侧热介质向电池70的冷却水通路70a流入。流入到电池70的冷却水通路70a的热介质在冷却水通路70a中流通时吸收电池70的废热。由此,能够将电池70冷却。
420.而且,与外部空气吸热模式同样地,能够使从设备用泵38a压送的低温侧热介质循环。由此,能够将车载设备71产生的热蓄积在低温侧热介质中。
421.这里,在电池冷却模式下,不进行车厢内的空气调节,因此也可以使第一高温侧流量调整阀24a为全开状态,使第二高温侧流量调整阀24b为全闭状态。另外,若如外部空气温度相对较高的情况那样,无需使车载设备71产生的热蓄积在低温侧热介质中,则也可以使设备用泵38a停止。
422.如以上那样,根据本实施方式的温度调整装置1,通过切换各运转模式,能够实现车厢内的舒适的空气调节,并且能够将电池70以及车载设备71调整为适当的温度。
423.而且,在本实施方式的低温侧热介质回路30中,具备流路切换阀33d,因此能够获
得以下所记载的优异效果。
424.本实施方式的流路切换阀33d不通过组合多个开闭阀、三通阀等而形成,因此不易导致大型化。因而,能够抑制应用了流路切换阀33d的低温侧热介质回路30的大型化。其结果,能够提高低温侧热介质回路30的生产率。
425.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,由于具备作为齿轮用施力部件的第一螺旋弹簧306,因此能够抑制因蜗杆齿轮305a与蜗轮齿轮305b的齿隙而产生的齿轮机构部305的晃动等。因而,能够提高使滑阀302位移时的位置精度。据此,能够减少流路切换阀33d的动作次数,从而减少消耗电力。
426.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,作为齿轮用施力部件,采用作为弹性部件的第一螺旋弹簧306。而且,滑阀302在旋转方向上支承第一螺旋弹簧306的一方的端部,齿轮机构部305的蜗轮齿轮305b在旋转方向上支承第二螺旋弹簧306的另一方的端部。
427.据此,在流路切换阀33d的通常动作时,能够容易地实现始终对滑阀302作用反转方向的载荷的构成。即,通过采用螺旋弹簧作为齿轮用施力部件,能够容易地实现产生使齿轮机构部305所具有的多个齿轮的齿面彼此接触的方向的载荷的齿轮用施力部件。
428.而且,在本实施方式的流路切换阀33中,作为齿轮机构部305,采用了蜗杆蜗轮型的齿轮机构部。据此,能够由两个齿轮构成齿轮机构部。因而,能够以较少的部件数量容易地调整输出侧齿轮的旋转速度相对于输入侧齿轮的旋转速度之比即高减速比。另外,由于部件数量较少,因此容易提高多个齿轮的齿面彼此的面压。
429.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,具备作为切换部用施力部件的第二螺旋弹簧307,因此能够将滑阀302的密封面302e向主体部301的多个分隔板313侧按压。因而,在使滑阀302位移来切换通路结构时,能够抑制低温侧热介质从滑阀302与主体部301的间隙泄漏。
430.而且,在流路切换阀33d中,在滑阀302与主体部301之间配置有垫圈308。据此,能够提高滑阀302与主体部301之间的密封性。即,在使滑阀302位移来切换通路结构时,能够更有效地抑制低温侧热介质从滑阀302与主体部301的间隙泄漏。
431.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,作为切换部用施力部件,采用了作为弹性部件的第二螺旋弹簧307。据此,能够容易地实现对滑阀302作用向主体部侧按压的方向的载荷的切换部用施力部件。
432.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,轴304的中心轴配置于第二螺旋弹簧307的内周侧。据此,容易使第二螺旋弹簧307产生的载荷均等地作用于滑阀302整体,能够提高滑阀302与主体部301之间的密封性。
433.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,第一螺旋弹簧306的线圈内径被设定为比第二螺旋弹簧307的线圈外径大,第一螺旋弹簧306的中心轴与第二螺旋弹簧307的中心轴配置于同轴上。据此,能够在第一螺旋弹簧306的内周侧收容第二螺旋弹簧307。因而,能够实现流路切换阀33d整体的小型化。
434.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,第二螺旋弹簧307的匝数被设定为比第一螺旋弹簧306的匝数多。据此,容易使第二螺旋弹簧307作用于滑阀302的载荷稳定化。即,能够使将滑阀302向主体部301侧按压的载荷稳定化,抑制滑阀302位移时的滑动摩擦的增加。
435.更详细地说,在一般的螺旋弹簧中,如弹簧的基本式所示,通过增加匝数n,能够减少弹簧载荷p相对于弹簧的挠曲量δ的变化的变化量。
436.另外,弹簧的基本式由以下的数学式f1表示。
437.p=(gd4)/(8nd3)
×
δ

(f1)
438.这里,p是弹簧载荷。g是弹性系数。d是材料(钢材)的直径。n是匝数。d是螺旋弹簧的线圈直径(即,线圈内径与线圈外径的平均值)。δ是弹簧的挠曲量。
439.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,第二螺旋弹簧307被配置为能够与轴304一起旋转。据此,能够抑制在第二螺旋弹簧307上产生旋转方向的扭转力。进而,能够抑制第二螺旋弹簧307与轴304的接触部的磨损。
440.另外,在本实施方式的流路切换阀33d中,第一间隙间隔cd1被设定为比第二间隙间隔cd2大的值。据此,如图26所示,能够通过轴承孔301a抑制轴304的倾斜。
441.而且,即使假设轴304倾斜,也能够抑制轴304与插入孔302c接触,而将滑阀302的密封面302e向主体部301侧以面接触的方式按压。因而,能够有效地抑制滑阀302与主体部301之间的密封性的降低。
442.(第六实施方式)
443.在本实施方式中,如图27所示,对相对于第五实施方式变更了流路切换阀33d的构成的例子进行说明。
444.具体而言,在本实施方式的流路切换阀33d中,废除了第二螺旋弹簧307。本实施方式的第一螺旋弹簧306在流路切换阀33d的通常动作时,对滑阀302不仅始终作用反转方向的载荷,而且始终作用向主体部301的多个分隔板313侧按压的轴向的载荷。
445.即,本实施方式的第一螺旋弹簧306兼具作为齿轮用施力部件以及切换部用施力部件的功能。换言之,在本实施方式中,作为切换部用施力部件的第一螺旋弹簧306产生使齿轮机构部305所具有的多个齿轮的齿面彼此接触的方向的载荷。这与作为齿轮用施力部件的螺旋弹簧始终对滑阀302作用向主体部301的多个分隔板313侧按压的轴向的载荷的情况同义。
446.其他构成与第五实施方式相同。因而,根据本实施方式的温度调整装置1以及流路切换阀33d,能够获得与第五实施方式相同的效果。而且,在本实施方式的流路切换阀33d中,第一螺旋弹簧306具有齿轮用施力部件以及切换部用施力部件的功能,因此能够减少部件数量。其结果,能够进一步提高低温侧热介质回路30的生产率。
447.(第七实施方式)
448.在本实施方式中,如图28所示,对相对于第五实施方式变更了流路切换阀33d的构成的例子进行说明。具体而言,在本实施方式的流路切换阀33d中,在轴304的另一方的端部形成球状部304b,将球状部304b插入滑阀302的插入孔302c。而且,废除了主体部301的轴承孔301a。
449.球状部304b的外径比插入孔302c的内径稍小。即,球状部304b的外径与插入孔302c的内径成为间隙配合的尺寸关系。因此,轴304的球状部304b与滑阀302的插入孔302c能够像作为万向接头的一种的球窝接头那样连结,能够使轴304的中心轴与滑阀302的中心轴朝向不同的方向。
450.其他构成与第五实施方式相同。因而,根据本实施方式的温度调整装置1以及流路
切换阀33d,能够获得与第五实施方式相同的效果。
451.而且,在本实施方式的流路切换阀33d中,通过轴304的球状部304b和滑阀302的插入孔302c将轴304与滑阀302连结。因而,即使假设轴304倾斜,也能够可靠地将滑阀302的密封面302e向主体部301侧以面接触的方式按压。因而,能够可靠地抑制滑阀302与主体部301之间的密封性的降低。
452.另外,以可使轴304的中心轴与滑阀302的中心轴朝向不同的方向的方式进行连结的手段并不限于上述球状部304b与插入孔302c的组合。也可以采用在滑阀302侧形成供轴304的球状部304b嵌合的球状凹部的球窝接头。
453.另外,也可以采用具有与轴304的中心轴在垂直方向上正交的十字型的轴即所谓的万向节。另外,如图29所示,也可以将轴304的另一方的端部形成为圆柱状,在滑阀302的插入孔302c内形成向内周侧凸出的截面圆弧状的突出部302f。
454.本公开并不限于上述实施方式,在不脱离本公开的主旨的范围内,能够如以下那样进行各种变形。
455.在上述实施方式中,对将温度调整装置1应用于带车载设备温度调整功能的车辆用空气调节装置的例子进行了说明,但温度调整装置1的应用并不限定于此。并不限于车辆用,也可以应用于固定式的空气调节装置等。例如,也可以应用于一边适当地调整作为服务器发挥功能的计算机的温度,一边进行收容服务器的室内的空气调节的带服务器温度调整功能的空气调节装置等。
456.另外,在上述实施方式中,作为温度调整装置1的运转模式,对设备冷却模式、外部空气冷却模式、外部空气吸热模式以及电池冷却模式进行了说明,但温度调整装置1的运转模式并不限定于此。例如,在上述外部空气冷却模式下,对使第一膨胀阀14a为全闭状态的例子进行了说明,但也可以使第一膨胀阀14a为节流状态。据此,能够利用冷却机15进一步冷却被外部空气冷却后的低温侧热介质,并用于电池70的冷却。
457.制冷循环装置10的各构成并不限于上述实施方式所公开的构成。
458.例如,在上述实施方式中,对采用过冷型的热交换器作为水-制冷剂热交换器12的例子进行了说明,但水-制冷剂热交换器12并不限定于此。也可以采用制冷剂通路121仅由冷凝部12a形成的通常的水-制冷剂热交换器12。
459.另外,在上述实施方式中,对采用r1234yf作为制冷剂的例子进行了说明,但制冷剂并不限定于此。例如,也可以采用r134a、r600a、r410a、r404a、r32、r407c等。或者,也可以采用将它们中的多种制冷剂混合而成的混合制冷剂等。
460.高温侧热介质回路20的各构成并不限于上述实施方式公开的构成。
461.在上述实施方式中,对采用ptc加热器作为电加热器25的例子进行了说明,但并不限定于此。只要是通过供给电力而发热的加热装置,则也可以采用镍铬合金线等。
462.另外,在上述实施方式中,对采用高温侧分支部26a、第一高温侧流量调整阀24a以及第二高温侧流量调整阀24b作为高温侧流量比调整部的例子进行了说明,但并不限定于此。也可以采用将高温侧分支部26a、第一高温侧流量调整阀24a以及第二高温侧流量调整阀24b一体化的三方式的流量调整阀。
463.另外,在上述实施方式中,对采用乙二醇水溶液作为高温侧热介质以及低温侧热介质的例子进行了说明,但热介质并不限定于此。例如,能够采用含有二甲基聚硅氧烷或纳
米流体等的溶液、防冻液、含有醇等的水性液体制冷剂、含有油等的液体介质等。
464.低温侧热介质回路30的各构成并不限于上述实施方式公开的构成。
465.在上述实施方式中,对采用一个低温侧泵31作为压送部的例子进行了说明。而且,在上述实施方式中,作为低温侧泵31的优选配置,说明了配置于从低温侧合流部36b的流出口到冷却机15的热介质通路152的入口的流路的例子,但低温侧泵31的配置并不限定于此。
466.只要能够使向第一入口部300a流入的低温侧热介质的第一压力pa比向第二入口部300c流入的流体的第二压力pb高,则例如也可以将低温侧泵31配置于从冷却机15的热介质通路152的入口至第一入口部300a的流路。
467.而且,例如,在第一、第二实施方式中所说明的低温侧热介质回路30中,如图30所示,也可以配置第一低温侧泵31a以及第二低温侧泵31b作为压送部。第一低温侧泵31a吸入从低温侧贮存罐37流出的低温侧热介质并向低温侧合流部36b的一方的流入口侧压送。第二低温侧泵31b配置于短路用热介质通路39,吸入从第三出口部300e流出的低温侧热介质并向低温侧合流部36b的另一方的流入口侧压送。
468.而且,在图30所示的例子中,控制装置50也可以在设备冷却模式时使第二低温侧泵31b动作,在外部空气冷却模式时以及外部空气吸热模式时使第一低温侧泵31a动作。当然,也可以将第一低温侧泵31a配置为,吸入从第二出口部300d流出的低温侧热介质并向低温侧散热器32的热介质入口侧压送。
469.而且,例如,在第三实施方式中所说明的低温侧热介质回路30中,如图31所示,也可以配置第一低温侧泵31a以及第二低温侧泵31b作为压送部。第一低温侧泵31a与低温侧泵31同样地吸入从第三出口部300e流出的低温侧热介质并向冷却机15的热介质通路152的入口侧压送。第二低温侧泵31b吸入从低温侧贮存罐37流出的低温侧热介质并向第三入口部300f侧压送。
470.而且,在图31所示的例子中,控制装置50也可以在设备冷却模式时使第一低温侧泵31a动作,在外部空气冷却模式时以及外部空气吸热模式时使第二低温侧泵31b动作。当然,也可以将第二低温侧泵31b配置为,吸入从第二出口部300d流出的低温侧热介质并向低温侧散热器32的热介质入口侧压送。
471.另外,如图30、图31所示,也可以追加电池侧泵31d。电池侧泵31d吸入从第一出口部300b流出的低温侧热介质并向电池70的冷却水通路70a的入口侧压送。
472.而且,控制装置50只要以使第一压力pa比第二压力pb高的方式控制电池侧泵31d的动作即可。据此,容易调整第二压力pb,能够更可靠地将第一压力pa设定为比第二压力pb高。当然,也可以将电池侧泵31d配置为,吸入从电池70的冷却水通路70a流出的低温侧热介质并向第二入口部300c侧压送。
473.另外,在上述实施方式中,为了明确图1、图11,对在设备用冷却通路38配置有一个车载设备71的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以将多个车载设备的冷却水通路串联或并联连接而成的设备作为车载设备71配置在设备用冷却通路38中。
474.另外,在上述实施方式中,对采用冷却机15作为低温侧热介质回路30所具备的冷却设备、采用电池70作为加热设备的例子进行了说明,但冷却设备以及加热设备并不限定于此。
475.例如,也可以采用帕尔帖元件等作为冷却设备。也可以采用冷却对象物作为加热
设备。所谓冷却对象物,是指在冷却设备中通过冷却后的低温侧热介质冷却的物质。
476.而且,也可以采用电加热器等作为加热设备。也可以采用加热对象物作为冷却设备。所谓加热对象物是指在加热设备中通过加热后的低温侧热介质加热的物质。
477.流路切换阀33~33d的应用并不限于上述实施方式公开的流体循环回路即低温侧热介质回路30。如上述那样,也可以应用于采用电加热器等作为加热设备、采用加热对象物作为冷却设备的流体循环回路。
478.另外,流路切换阀33的构成并不限于上述实施方式公开的构成。例如,在上述实施方式中,对采用了贯通孔302a与连通槽302b相对于旋转轴大致对称地配置的滑阀302的例子进行了说明,但也可以变更贯通孔302a与连通槽302b的位置关系。而且,也可以变更形成于第二主体部312内的截面扇形状的各空间的中心角的大小。
479.据此,例如,能够实现在禁止低温侧热介质向第二入口部300c流入的同时,使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第一出口部300b流出的通路结构。
480.例如,能够实现在使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出的同时,使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第三出口部300e流出的通路结构。
481.例如,能够实现在使从第一入口部300a流入的低温侧热介质从第三出口部300e流出的同时,使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第二出口部300d流出的通路结构。
482.另外,也可以在第一主体部311以及第二主体部312的规定的部位配置封闭贯通孔302a的封闭板。据此,例如,能够实现不使低温侧热介质从第一出口部300b流出,而使从第二入口部300c流入的低温侧热介质从第二出口部300d以及第三出口部300e中的某一方流出的通路结构。
483.另外,也可以在主体部301形成另一热介质通路,使从第二出口部300d以及第三出口部300e中的一方流出的低温侧热介质再次与从另一方流出的低温侧热介质合流。
484.另外,流路切换阀33d的构成并不限于上述实施方式公开的构成。例如,在上述第五实施方式中,如图19、图20所示,采用了分体构成的驱动部303与齿轮机构部305,但也可以一体地形成驱动部303与齿轮机构部305。具体而言,也可以在驱动部303的旋转轴上直接形成螺旋状的槽,从而在驱动部303的旋转轴上一体地形成蜗杆齿轮。
485.流路切换阀33d的驱动部303并不限于步进马达。作为驱动部,能够采用ac马达、dc马达、无刷马达等。而且,在采用难以控制旋转角度的驱动部的情况下,也可以采用检测轴304或滑阀302的旋转角的角度传感器。而且,控制装置50也可以使用反馈控制方法等来控制驱动部的动作,以使角度传感器的检测值接近目标值。
486.流路切换阀33d的齿轮机构部305并不限于第五实施方式公开的蜗杆蜗轮型的齿轮机构。例如,也可以在蜗杆齿轮305a与蜗轮齿轮305b之间夹设螺旋齿轮而由三个以上的齿轮形成齿轮机构部。例如,也可以采用具有多个蜗轮齿轮的齿轮机构。
487.例如,也可以采用具有仅允许滑阀302向正转方向旋转的棘爪的棘齿轮。在采用了棘齿轮的情况下,也能够通过释放棘爪来允许反转方向的旋转。另外,也可以采用行星齿轮机构。
488.流路切换阀33d的齿轮用施力部件并不限于第一螺旋弹簧306。例如,如图32的示意性的轴向垂直剖面图所示,也可以使用螺旋弹簧306a与连杆机构306b形成齿轮用施力部件。更具体而言,关于螺旋弹簧306a,只要以将一端部固定于主体部301,且中心轴沿滑阀
302的切线方向延伸的方式配置即可。
489.例如,如图33的示意性的轴向剖面图所示,也可以使用板簧306c和与板簧306c抵接的销306d来形成齿轮用施力部件。更具体而言,只要将板簧306c固定于主体部301、将销306d固定于滑阀302即可。
490.而且,齿轮用施力部件并不限于螺旋弹簧、板簧这样的弹性部件,也可以使用通过低温侧热介质等液体的水压对滑阀302作用载荷的气缸部来形成。
491.流路切换阀33d的切换部用施力部件并不限于第二螺旋弹簧307。例如,也可以使用筒状的橡胶部件那样的弹性部件来形成切换部用施力部件。
492.本公开遵照实施例进行了记述,但可理解为本公开并不限于该实施例、构造。本公开还包含各种变形例、等效范围内的变形。除此之外,各种组合、方式、进而在它们中仅包含一个要素、其以上、或者其以下的其他组合、方式也落入本公开的范畴、思想范围内。
再多了解一些

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