JP2000062475A - 隔室から熱エネルギを除去する装置および方法 - Google Patents

隔室から熱エネルギを除去する装置および方法

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JP2000062475A
JP2000062475A JP11236393A JP23639399A JP2000062475A JP 2000062475 A JP2000062475 A JP 2000062475A JP 11236393 A JP11236393 A JP 11236393A JP 23639399 A JP23639399 A JP 23639399A JP 2000062475 A JP2000062475 A JP 2000062475A
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duct
zone
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air
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Kottero Marc
コッテロー マルク
Philippe Rhoumy
ルーミー フィリップ
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Solvay SA
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    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor

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  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Vacuum Packaging (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン隔室内の環境の高温帯域のすべて
を、これらが移動部品であっても静止部品であってもい
ずれにせよ、満足すべき効率で冷却し、エンジンの周囲
部品および補機を構成する種々の材料を使用することが
できる装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 隔室（１）の上部を通っているダクト
（３）を使用して熱エンジン（２）を収容した隔室
（１）から熱エネルギを除去する装置において、空気を
外側から引き入れ、圧力が隔室（１）内の圧力より低い
か或いはその圧力に等しいような外側（６）に開放して
いる少なくとも１つの帯域の中へ空気を排出する。本発
明は隔室からの周囲空気がダクト（３）に引入れられる
際に通る少なくとも１つの開口部（８）が存在すること
を特徴としている。隔室（１）から熱エネルギを除去す
る方法において、ダクト（３）に形成された少なくとも
１つの開口部（８）を通して隔室（１）から空気を引き
入れる。ダクト（３）においては、外側（７）、（１
３）に開放している隔室（１）の一方の面（５）から減
圧帯域まで入る空気が流れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱エンジンを収容してい
る隔室から熱エネルギを除去する装置および方法に関す
る。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、熱エンジンは、最適条件下で作動するために、作動
している間に絶えず冷却されことが必要である。非常に
長い期間、水冷または空冷回路が開発されてきており、
これらの回路は燃焼室の中間環境を、エンジンに存在す
る静または動機械部品の保全性と適合する最も高い温度
を越えない温度に保つものと思われる。
【０００３】現在、発せられた臭い、振動の伝達および
望ましくないノイズを制限するようにエンジン隔室の隔
離を改良する研究が頻繁になされている。これらの新た
な要件は、コンパクトな軽量車両の開発のために、エン
ジン隔室内の空の空間が減少する傾向にあることと相ま
って、隔室内のエンジンの環境における純温度上昇の部
分的原因となっている。
【０００４】この温度上昇の原因となる他のものは、非
常に高い温度で作動する空気コンプレッサまたはターボ
チャージャのような多数の補機を最近のエンジンに組み
入れたり、エンジン隔室に追加の高温箇所を生じたりす
る傾向であった。
【０００５】この結果、在来の冷却回路が完全には制限
することが出来ないエンジン隔室内の環境の過剰加熱の
危険性がある。
【０００６】従って、エンジンの全体効率を害しないた
めに、且つエンジンのすぐ近傍における或る部品および
補機の機械性能を危うくしないために、この環境を冷却
する手段を供給することが望ましくなった。
【０００７】例えば、冷却回路ファンによって引き入れ
られた新鮮な空気をエンジン隔室の後部に向けて搬送し
て新鮮な侵入空気を隔室の容積全体にわたって良好に分
布させるようにダクトを隔室に嵌合させることが提案さ
れた（フランス特許出願第2667549 号参照) 。
【０００８】日本特許の特願平8−164756は、車両の前
面から取り入れられた新鮮な空気を横型エンジンの後部
に向けて搬送する幅広い平らなダクトを内面に有する自
動車ボンネットを説明している。
【０００９】しかしながら、これらの種々の装置は環境
の高温帯域のうちのたった１つを冷却すると言う欠点が
ある。更に、かかる装置は新鮮な空気を導入することに
限られており、環境の最も高温の箇所からエネルギを直
接除去しないため、流量、従って、かかる装置の冷却効
率がまだ低い。
【００１０】従って、本発明の目的は、エンジン隔室内
の環境の高温帯域のすべてを、これらが移動部品であっ
ても静止部品であってもいずれにせよ、満足すべき効率
で冷却し、エンジンの周囲部品および補機を構成する種
々の材料を使用することができる装置を提供することで
ある。
【００１１】
【課題を解決する手段】この目的で、本発明は、一端が
隔室の一方の面に極めて近接して低温帯域に位置決めさ
れている少なくとも１つのダクトを使用して熱エンジン
を収容した隔室から熱エネルギを除去する装置であっ
て、ダクトが少なくとも１つの帯域に向けて隔室の上部
分を通っており、上記帯域が外側に開放しており、且つ
上記帯域内の圧力が隔室内の圧力より低いか或いはこの
圧力に等しい、熱エネルギを除去する装置において、ダ
クトは隔室に存在する周囲空気がダクトに引き込まれる
際に通る少なくとも１つの開口部を有していることを特
徴とする隔室から熱エネルギを除去する装置を提供す
る。
【００１２】用語「隔室」とは、１つまたはそれ以上の
壁部また面により境界決めされた開放または閉鎖空間を
意味するものである。１つの壁部または壁部の一部は可
動であり、隔室に収容されたエンジンに接近するために
開放することができる。
【００１３】隔室に存在する熱エンジンは燃料の燃焼に
より供給される発熱エネルギを機械エネルギに変換する
エンジンである。熱エンジンは液体燃料（例えば、石油
ディーゼル、アルコール等）またはガス状燃料（例え
ば、石油ガス、天然ガス、リーンガス、水素、メタン
等）で作動する回転型またはピストン型の任意の種類の
内燃機関よりなってもよい。
【００１４】また、用語「熱エンジン」とは、少なくと
も１つの燃料電池またはアキュムレータバッテリにより
動力供給される１つまたはそれ以上の電気モータを意味
するものである。
【００１５】ダクトは熱エンジンを収容している隔室の
上部を通るようにして配置されている。ダクトは種々の
形態で具体化し得、またエンジンの保守のために容易接
近でき、且つ隔室内の最も高温の帯域の良好なカバーを
行うようにして隔室に設けられる。
【００１６】特に、ダクトはエンジン自身に固定されて
もよく、或いは隔室に固着されてもよい。また、ダクト
は隔室の開放可能な壁部に固着されてもよい。
【００１７】ダクトの端部のうちの一方は外気用の入口
として作用する。本発明によれば、この端部は隔室の一
方の面に極めて近接して低温帯域に位置決めされてい
る。この帯域は、例えば、隔室の一方の面に開けられた
空気吸気口の背後に位置されている。
【００１８】変更例として、外気をより効率的に吸入
し、少なくとも一部をダクトの端部に押し入れるように
ダクトの端部に近接してファンを低温帯域に装着するこ
とが可能である。
【００１９】ダクトは外側に開放している少なくとも１
つの帯域に向けて隔室の上部を通っている。この帯域は
隔室内の種々の箇所に位置決めし得る。一般に、この帯
域は外気が隔室に入る際に通る面と反対の端部における
部分に位置決めされる。
【００２０】外側に開放している帯域内の圧力は隔室内
の周囲圧力より低いか或いはその圧力に等しい。有利に
は、この帯域内の圧力は環境の圧力より低い。隔室と比
較して圧力のこの低下を達成するための手段は様々な種
類のものであってもよい。例えば、隔室の内側と外側と
の間の正の圧力差を生じるように隔室に設置されたファ
ンを使用することが可能であり、或いは隔室が移動車両
の一部を構成する場合には、隔室の外側の周囲雰囲気を
介して移動車両の動作により引起こされた空気力学的乱
流の発生を使用することが可能であり、ダクト出口はこ
のようにして乱された空気層の下に降下が局部的に生じ
られるような隔室の外側の帯域に向けられている。この
ような乱流帯域は一般に、移動車両の形状に存在する鋭
い縁部に生じるか、或いは移動車両を地面から分離する
空気層に生じる。それらの正確な位置および強さは移動
車両の正確な形状および移動車両が大気中を走行する速
度により決まる。
【００２１】本発明によれば、ダクトは、これを通って
流れる外気の速度のインパルス下で噴出作用により周囲
空気を隔室からダクトに引き入れるための少なくとも１
つの開口部を有している。
【００２２】少なくとも１つの開口部は、賢明には、隔
室内の環境の高温帯域と一致して位置決めすることがで
きる。
【００２３】好ましくは、ダクトは空気入口用に意図さ
れた低温帯域に位置決めされた端部の領域に幅狭くなっ
ている横断面を有している。かくして、外側からの空気
はベンチュリ効果により有利に加速される。
【００２４】好適な実施例では、隔室はファンを収容し
ており、ダクトは、隔室内の環境の残部と比較して上昇
した圧力でファンの背後に位置決めされた帯域に向けら
れた吸引ノズルに連結された少なくとも１つの開口部を
備えている。隔室が不動であるか、或いは停止している
移動車両の一部をなす場合、この実施例は、すぐ近くに
減圧帯域が無くても、熱エネルギの除去を妨げないと言
う利点がある。
【００２５】この好適な実施例によれば、ファンはエン
ジン冷媒が流通する熱交換器として作用するラヂエータ
と関連されても、されなくてもよい。
【００２６】本発明の他の実施例では、ダクトは消音器
を備えているのがよい。用語「消音器」とは、隔室に発
生した騒音を防ぐか或いは少なくとも濾過することが可
能な任意の装置を意味している。任意の種類の公知な消
音器が好適である。導入された圧力降下が隔室の内側と
外側との間の圧力差と比較して極僅かのままであれば、
バッフル型消音器が非常に好適である。極僅かであるた
めには、この圧力降下はこの圧力差の４０％未満のまま
であらねばならない。好みとして、圧力降下はこの圧力
差の２０％未満のままであらねばならない。
【００２７】ダクトはこれがエンジン隔室の環境に存在
するのに適した任意の材料で作られるのがよい。詳細に
は、プラスチックを材料として使用するのが好ましい。
あらゆる種類のプラスチックが好適である。非常に適し
たプラスチックは熱可塑性または熱硬化性の種類に入
る。熱可塑性プラスチックは特に適している。
【００２８】合成熱可塑性プラスチックが好ましい。機
械特性および熱特性が隔室の環境における温度条件に適
している任意の種類の熱可塑性ポリマーまたはコポリマ
ーが適している。このような熱可塑性プラスチックの例
として、何ら制限を意味することなしに、ポリプロピレ
ンおよびポリイミドがある。ポリマーの混合物またはコ
ポリマーの混合物を使用してもよく、同様に、例えば、
何ら制限を意味することなしに、炭素、塩および他の無
機誘導体、天然またはポリマー繊維のような無機、有機
および／または天然充填剤とポリマーとの混合物を使用
してもよい。
【００２９】熱可塑性プラスチック製ダクトはプラスチ
ック利用分野で周知である任意の技術、例えば、押出成
形、押出ブロー成形、射出成形および射出溶接により製
造し得る。
【００３０】ダクトは有利には、押出ブロー成形により
製造されるのがよい。得られた中空体は吸引入口として
作用する開口部を有するのがよい。
【００３１】有利には、本発明による装置の変更例とし
て、熱エンジンの作動と関連した１つまたはそれ以上の
要素を組み入れてもよい。詳細には、空気入口と関連し
た要素、例えば、空気フィルタおよび／またはエンジン
空気入口ダクトのうちの少なくとも１つのダクト用のハ
ウジングを組み入れてもよい。
【００３２】この変形形態では、詳細には、空気フィル
タダクトおよび／または出来る限り、空気入口ダクトの
ような装置を組み込み要素との複合部品の形態で単一操
作で製造してもよいし、或いは予め別々且つ独立して製
造されたフィルタおよび／または入口ダクトを取付けた
結果のものでもよい。
【００３３】本発明による装置は自動車エンジン隔室か
ら熱エネルギを除去するのに特によく適している。
【００３４】この場合、低温帯域にあるダクトの端部は
有利には車両の一方の面の近くに位置決めされている。
詳細には、ダクトが開放する低温帯域はエンジン隔室の
一方の面に位置決めされたグリルである。ダクトはボン
ネットから短い距離のところでこの隔室の上部に位置決
めされている。ダクトには、排気マニフォールド、ター
ボチャージャ、ロッカーカバーのようなエンジンの最も
高温な部分と一致して１つまたはそれ以上の開口部が形
成されている。
【００３５】外側に開放している１つの帯域は、車両が
高速で移動すると、乱流移動の結果として降下が生じら
れる箇所で風防ガラスの基部のところにある。外側に開
放している他の帯域はエンジン隔室の低部に位置決めさ
れている。この開口部は一般に、車両が高速で移動する
と空気力学的乱流が生じられるような車両の中央部分の
下で開放している。
【００３６】ダクトはボンネットに固着されている。変
更例として、ダクトはエンジンまたは隔室自身に固定さ
れてもよい。
【００３７】車両が移動すると、大気に入り込む箇所に
生じられる圧力前線により、この大気が車両の前面に開
放しているダクトに入り、空気をこのダクトの長さにず
っと沿って押し通す。
【００３８】好ましくは、ダクトは、その初めの部分で
は、その横断面が低温帯域に位置した端部と比較して僅
かに且つ除々に減少し、かくして先細ノズルを形成して
いるような形状を有している。これは、この先細ノズル
を通る空気の速度が増大すると言うことを意味してい
る。
【００３９】エンジンの高温箇所と一致して形成された
単一または多数の開口部はダクトに形成された単一の円
形切欠きよりなってもよし、或いはまたは任意の閉鎖形
状の切欠きよりなってもよい。変更例として、この開口
部は、例えば、切欠きのリップを数センチメートルにわ
たって直角に曲げることによってダクトにおける切欠き
上に任意の方法で作られたカラーよりなってもよい。
【００４０】また、自動車のエンジン隔室では、ダクト
に吸引ノズルを嵌合するのが好ましい。一般に、このノ
ズルは冷媒回路ラジエータが設けられたファンの後部に
極近接して向けられている。
【００４１】ファンに向けられたノズルは円筒形形状を
有するか、或いは好みとして、切頭円錐体として成形さ
れてもよく、大きい方の直径はファンの端部の方であ
る。
【００４２】車両が静止しているとき、空気の流れが隔
室の入口面を経て入らず、空気を高速でダクトに押し入
れ、隔室から高温空気を引き入れるようにこのダクトに
沿って配置されたエジェクタに供給する際に引き継ぐの
はファン／ノズル組立体である。
【００４３】車両が移動しているとき、車両の動作のた
めにダクトに自然に流入する空気の作用にファン／ノズ
ル組立体の作用が追加される。
【００４４】本発明による装置は、エンジン隔室が設備
の不動部片または長い期間、静止のままである移動体の
一部をなす場合でも、エンジン隔室からの熱エネルギの
効率的な除去を可能にするという利点がある。
【００４５】また、本発明は、熱エンジンを収容してい
る隔室から熱エネルギを除去する方法において、端部が
隔室の面に極めて近接し位置決めされたダクトに形成さ
れた少なくとも１つの開口部を通して隔室から周囲空気
を引入れ、ダクトは、隔室の上部分を通っており、且つ
圧力が隔室内の圧力より低いか或いはその圧力に等しい
ような外側に開放した少なくとも１つの帯域に開放して
おり、上記周囲空気を隔室から外側へ排出することを特
徴とする隔室から熱エネルギを除去する方法を提供す
る。
【００４６】この方法の好適な実施例は、少なくとも１
つの開口部が、隔室内の環境の残部と比較して上昇した
圧力でファンの背後に位置決めされた帯域に向けられた
吸引ノズルを備えていることを特徴としている。
【００４７】
【実施例】図１は自動車のエンジン（２）用の隔室
（１）の図を表しており、そのエンジン隔室は車両の前
部に位置されており、且つその前部でグリル（５）によ
り、頂部でボンネット（１５）により、底部でエンジン
を車両と地面との間の空間から分離するパネル（１６）
により、また後部でエンジン隔室をキャビンから分離す
るバルクヘッド（１７）により境界決めされている。隔
室は延長されており、後部のところで風防ガラス（１
４）が設けられている。
【００４８】隔室（１）のシャシーに固着されたダクト
（３）がボンネット（１５）の下に配置されており、こ
のダクト（３）は前方から後方へエンジン隔室全体を通
るようにボンネットに沿って延びている。このダクトは
平坦形状のものであり、その端部（４）はグリル（５）
の近くで低温帯域へ開放している。ダクト（３）は風防
ガラス（７）の基部のところのボンネット（１５）の端
部および隔室（１）の下方後部（１３）にそれぞれ位置
決めされた２つの出口帯域（６）で外側に開放してい
る。ダクト（３）の横断面および形状は、ダクトの内側
に沿っった空気通過に対抗する圧力降下が極僅かである
ようなものである。入口のすぐ後では、ダクト（３）は
僅かに幅狭くなっており、かくして、ベンチュリ効果に
より空気の流量を加速する。
【００４９】車両が或る速度で周囲空気を通って走行し
ているとき、風防ガラス（７）の基部のところの帯域に
おいて車両（１３）の下に空気力学的乱流が生じられ
る。この乱流は隔室内の環境の残部と比較して低い圧力
にある帯域まで生じる。その結果、車両が移動するとす
ぐにダクトの入口（４）に突入する外側からの空気の流
れは（７）および（１３）のところで誘発された降下
と、その結果生じる吸引作用とにより更に加速される。
【００５０】ダクト（３）は、その長さに沿って分布さ
れた３つの開口部（８）を有しており、これらの開口部
（８）を通ってエンジンからの空気が入ることができ
る。空気がダクト（３）を通って高速で流れていると、
この空気は隔室から周囲空気をエジェクタ作用により開
口部（８）を通して引き入れる。
【００５１】エンジン（２）の前部に向けて最も遠く位
置決めされた第１開口部（８）は冷媒ラジエータ（１
２）の背後に位置決めされたファン（１１）に向けられ
た末広ノズル（９）に連結されている。第１開口部
（８）の機能はファンの背後の帯域（１０）から空気を
高圧で集めてダクト（３）の中へ差し向け、そこで空気
は入口（４）からの空気と混合し、同時にベンチュリ効
果により速度を上昇させる。車両が停止しており、且つ
空気の流れが入口（４）を通って入らないが、ファン
（１１）がまだ作動しているときに、ノズル（９）によ
り本発明による装置を作動させる。
【００５２】ノズル（９）の背後に位置決めされた開口
部（８）はエンジン（２）の最も高温の帯域、すなわ
ち、排気マニフォールド（１８）およびロッカーカバー
（１９）と一致して位置決めされた箇所でダクト（３）
に配置されている。
【００５３】ダクト（３）はポリ塩化ビニル製であり、
パリソンの押出ブロー成形により得られる中空体の形態
で製造されたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車のエンジン用の隔室の図である。
【符号の説明】
１ 隔室 ２ エンジン ３ ダクト ５ グリル ７ 風防ガラス ８ 開口部 ９ 末広ノズル １１ ファン １２ 冷媒ラジエータ １３ 車両

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一端（４）が隔室（１）の一方の面
    （５）に極めて近接して低温帯域に位置決めされている
    少なくとも１つのダクト（３）を使用して熱エンジンを
    収容した隔室（１）から熱エネルギを除去する装置であ
    って、ダクト（３）が少なくとも１つの帯域（６）に向
    けて隔室（１）の上部分を通っており、上記帯域（６）
    が外側に開放しており、上記帯域（６）内の圧力が隔室
    （１）内の圧力より低いか或いはこの圧力に等しい、隔
    室から熱エネルギを除去する装置において、ダクト
    （３）は隔室（１）に存在する周囲空気がダクト（３）
    に引き込まれる際に通る少なくとも１つの開口部（８）
    を有していることを特徴とする隔室から熱エネルギを除
    去する装置。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つの開口部（８）は、隔室
    （１）内の環境の残部と比較して上昇した圧力でファン
    （１１）の背後に位置決めされた帯域（１０）に向けら
    れた吸引ノズル（９）に連結されていることを特徴とす
    る請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 ダクト（３）は消音器を備えていること
    を特徴とする請求項１ないし２のうちのいずれか１項に
    記載の装置。
  4. 【請求項４】 ダクト（３）はプラスチック製であるこ
    とを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか１項
    に記載の装置。
  5. 【請求項５】 隔室（１）は自動車のエンジン隔室であ
    ることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか
    １項に記載の装置。
  6. 【請求項６】 ダクト（３）の端部（４）は車両の面
    （５）の近くに位置決めされていることを特徴とする請
    求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 外側に開放する１つの帯域（６）は風防
    ガラス（１４）の基部に位置決めされていることを特徴
    とする請求項５または６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 外側に開放する１つの帯域（６）はエン
    ジン隔室の下部に位置決めされていることを特徴とする
    請求項５ないし７のうちのいずれか１項に記載の装置。
  9. 【請求項９】 熱エンジン（２）を収容している隔室
    （１）から熱エネルギを除去する方法において、端部
    （４）が隔室（１）の面（５）に極めて近接し位置決め
    されたダクト（３）に形成された少なくとも１つの開口
    部を通して隔室（１）から周囲空気を引入れ、上記ダク
    ト（３）は、隔室（１）の上部分を通っており、且つ圧
    力が隔室（１）内の圧力より低いか或いはその圧力に等
    しいような外側（６）に開放した少なくとも１つの帯域
    に開放しており、上記周囲空気を隔室（１）から外側へ
    排出することを特徴とする隔室から熱エネルギを除去す
    る方法。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１つの開口部（８）は、隔
    室（１）内の環境の残部と比較して上昇した圧力でファ
    ン（１１）の背後に位置決めされた帯域（１０）に向け
    られた吸引ノズル（９）を備えていることを特徴とする
    請求項９に記載の方法。
JP11236393A 1998-08-24 1999-08-24 隔室から熱エネルギを除去する装置および方法 Pending JP2000062475A (ja)

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FR9810665 1998-08-24

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AT (1) ATE251555T1 (ja)
BR (1) BR9903880A (ja)
DE (1) DE69911872D1 (ja)
FR (1) FR2782480B1 (ja)
PL (1) PL197445B1 (ja)

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