JP2012159301A - ラジエータの性能試験用測温配管 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータの冷却性能試験において、ラジエータの出入口に接続される配管６内の冷却水の水温分布を均一にして水温を測定することができ、かつ、この配管６内の通水抵抗を極力低くする。
【解決手段】車両の冷却水を冷却するラジエータの冷却水流路の入口側または出口側に接続される測温配管６であって、略直筒状の管本体９と、この管本体９の内部に設置され、冷却水の流れに対向して乱流を発生させる攪拌体１０と、この攪拌体１０の近傍の上記管本体９周面に穿設された開口からなる測温抵抗体取り付け部１１と、この測温抵抗体取り付け部１１に着脱可能に装着されて管内の冷却水の温度を測定する測温抵抗体１３とを設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等のエンジンの冷却水を走行風等によって冷却するラジエータの性能試験に際して、冷却水の温度を測定するためにラジエータの冷却水流路に接続される測温配管に関する。

自動車等の車両において、エンジンを冷却して高温となった冷却水は、循環水管によってラジエータに運ばれ、当該ラジエータで走行風に放熱することで冷却され、再度エンジンを冷却するために車両を循環する。
このようなラジエータでは、当初想定した冷却性能を備えているかを確認するために、冷却性能試験を行う。

この試験装置および方法は、ＪＩＳＤ１６１４（自動車用ラジエータ―放熱性能試験方法）に定められており、これに従って実施される。
図３は、従来のラジエータの冷却性能試験に用いられる試験装置の平面説明図である。

この冷却性能試験は、車両の走行時の環境を実験室で再現するため、車両搭載時にラジエータ１で処理される冷却水と同じもの又は清水を用い、エンジンで温められた冷却水と同じく約８０度に温めた上で試験を行う。また、ポンプ等を設けた冷却水循環装置（図示せず）とラジエータとを接続して、車両における使用時と同等の量の冷却水を流すことができるようにする。
また、冷却水を冷却する冷却風（走行風）についても、車両走行状態と同等の風量を発生させる冷却ファン８を用いるほか、これらの各装置を制御する制御装置（図示せず）、ラジエータ１を設置する設置台（図示せず）から構成される試験装置によって車両走行時の環境を再現し、ラジエータ１の冷却性能を測定する。

性能試験では、ラジエータ１の冷却性能を評価するために、ラジエータ１の入口側と出口側とに接続した配管１５，１６おいて冷却水の温度を測定していた。冷却水の温度を測定する際には、配管内の水温分布が均一な状態で測定することが望ましく、かつ、配管の通水抵抗をより小さくすることが望ましい。
従来の試験装置では、冷却水循環装置とラジエータ１との間の配管１５，１６において、直角の曲げ部１５ａ、１６ａを形成することにより、冷却水が当該曲げ部１５ａ，１６ａを通過する際に発生する乱流によって水温分布が均一になるようにし、それぞれの曲げ部１５ａ，１６ａの下流に測温抵抗体１３，１３を設けて冷却水の水温を測定していた。

このように、従来の試験装置では、配管１５，１６の一部に直角の曲げ部１５ａ，１６ａを設けることにより曲げ部１５ａ，１６ａを通過する冷却水を攪拌させていたが、曲げ部１５ａ，１６ａによる攪拌は不十分であり、配管１５，１６内の水温分布が均一にならず、冷却水の正確な温度を測定することができなかった。また、測温抵抗体１３，１３の配置箇所が曲げ部１５ａ，１６ａから離れていたため、攪拌後水温を測定するまでに配管１５，１６内に再度水温分布のムラが発生してしまうことがあった。

さらに、配管１５，１６の一部に直角の曲げ部１５ａ，１６ａを形成することで、配管１５，１６を流れる冷却水の通水抵抗が増加し、試験装置の冷却水流量処理性能を低下させていた。

特許文献１には、多目的スプリンクラーの灌水ラインに薬液や液肥などを混入する装置の配管において、水と薬液等を均一に混合するために、管の流れ方向の変位にしたがって旋回方向に捻った乱流発生板を配管内に一体的に設けたものが記載されている。
また、特許文献２には、配管を通過する高粘性あるいは高比重の流体を他の流体に均一に攪拌混合するために、配管内に、小径の回転管と、この回転管の外周面から突設された攪拌羽根と、この回転管および攪拌羽根を回転させる回転駆動装置とを設けた流体攪拌装置が記載されている。

特開平８−４７３１７号公報 特開２００１−２９７６４号公報

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ラジエータの冷却性能試験において、ラジエータの出入口に接続される配管内の冷却水の水温分布を均一にして水温を測定することができ、かつ、この配管内の通水抵抗を極力低くすることのできるラジエータの性能試験用配管を提供することを課題とする。

本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第１の発明は、車両の冷却水を冷却するラジエータの冷却水流路の入口側または出口側に接続される測温配管であって、略直筒状の管本体と、この管本体の内部に設置され、冷却水の流れに対向して乱流を発生させる攪拌体と、この攪拌体の近傍の上記管本体周面に穿設された開口からなる測温抵抗体取り付け部と、この測温抵抗体取り付け部に着脱可能に装着されて管内の冷却水の温度を測定する測温抵抗体とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、上記測温抵抗体取り付け部を、上記攪拌体から略等距離の二箇所に設け、上記測温抵抗体取り付け部の一方を塞ぐ着脱可能な閉塞部材を設けたことを特徴とする。
第３の発明は、上記攪拌体が複数枚の扇状羽根部を有し、各扇状羽根部は、上記管本体の中心から半径方向に拡がる形状に形成されるとともに、先端部分を末広がりの湾曲形状に形成されることを特徴とする。

第１の発明によれば、略直筒状の管本体と、この管本体の内部に設置され、冷却水の流れに対向して乱流を発生させる攪拌体と、この攪拌体の近傍の上記管本体周面に穿設された開口からなる測温抵抗体取り付け部と、この測温抵抗体取り付け部に着脱可能に装着されて管内の冷却水の温度を測定する測温抵抗体とを設けたことにより、攪拌体を通過する冷却水に乱流を発生させて攪拌することができ、水温分布を均一にすることができる。
また、測温抵抗体取り付け部を攪拌体の近傍に形成したことにより、冷却水が攪拌体によって攪拌され水温分布が均一になった直後に、測温抵抗体で水温を測定することができ、正確な測定が可能となる。
さらに、攪拌体を設けて管本体を略直筒状に形成したことにより、測温配管の通水抵抗を低くすることができ、冷却水の流れを発生させる冷却水循環装置の流量処理性能のロスを低減させることができる。

第２の発明によれば、上記測温抵抗体取り付け部を、上記攪拌体から略等距離の二箇所に設け、上記測温抵抗体取り付け部の一方を塞ぐ着脱可能な閉塞部材を設けたことにより、測温配管の取り付け方向に関係なく測温抵抗体を常に攪拌体から一定の距離に配置することができるため、異なるラジエータにおいて冷却性能試験を行う際にも、常に同じ条件で冷却水の水温を測定することができる。

第３の発明によれば、上記攪拌体が複数枚の扇状羽根部を有し、各扇状羽根部は、上記管本体の中心から半径方向に拡がる形状に形成されるとともに、先端部分を末広がりの湾曲形状に形成されることにより、特に水温の層が発生しやすい流路の外周側を通過する冷却水にも、十分な乱流を発生させて水温分布を均一にすることができる。

本発明の実施形態にかかる測温配管を用いたラジエータの冷却性能試験装置を示す平面説明図である。 同測温配管を示す図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側方説明図である。 従来のラジエータの冷却性能試験装置を示す平面説明図である。

以下、本発明の実施形態に係るラジエータの冷却性能試験に用いる側温配管について説明する。
図１には、この測温配管を用いたラジエータの性能試験装置を示している。

ラジエータ１は、冷却水の入口パイプ１ａと出口パイプ１ｂとの間で多数の放熱管（図示せず）からなるコア部１ｃに試験用の冷却水を分岐させて流すとともに、各放熱管の間に流される冷却風とこの冷却水との間で熱交換を行い、冷却水を冷却する。
ラジエータ１の入口パイプ１ａには接続用ゴムホース２および圧力測定配管４を介して測温配管６が接続され、出口パイプ１ｂには接続用ゴムホース３および圧力測定配管５を介して測温配管７が接続されている。さらに、それぞれの測温配管６，７は、ともに他の配管を介して冷却水循環装置（図示せず）に接続されている。この冷却水循環装置はポンプ等を有し、ラジエータ１との間で冷却水を循環させるようにしている。
圧力測定配管４，５には、冷却水の圧力測定器を取り付けている。

また、ラジエータ１の正面側（図１中左側）には冷却風を発生させるファン８を設けるとともに、図示しない風洞によってこの冷却風がラジエータ１の放熱管（コア部１ｃ）に集中するようにして、各放熱管を流れる冷却水が冷却風に放熱できるようにしている。

測温配管６，７は、図２に示すように、直筒状の管本体９と、この管本体９の内部の長手方向中央に張り渡された攪拌体１０と、管本体９の外周面において攪拌体１０の前後に開口を形成して周縁を立設した測温抵抗体取り付け部１１，１２と、一方の測温抵抗体取り付け部１１に装着された測温抵抗体１３と、他方の測温抵抗体取り付け部１２を閉塞する閉鎖部材としてのメクラプラグ１４とからなる。
なお、測温配管６，７の各部品は、耐食性を有するステンレスからなる。

攪拌体１０は、図２（ｂ）に示すように、管本体９の長手方向に対して垂直に取り付けられているが、冷却水に乱流を発生させて攪拌できる程度に流れに対して対向していれば、必ずしも垂直に取り付けられなくてもよい。
図２（ａ）に示すように、平板状の攪拌体１０は、正面視で、管本体９の中心に位置する矩形状の部分と、この矩形状の部分から半径方向へ延びる４枚の扇状羽根部１０ａとを一体に成形してなる。各扇状羽根部１０ａの先端には、特に水温の層が発生しやすい外周側を通過する冷却水を攪拌できるように、末広がりに湾曲させたＲ部１０ｂを形成して、管本体９の内周面に当接するようになっている。

扇状羽根部１０ａの幅や枚数は、管本体９の通水抵抗が過大にならない範囲で、適宜変更してもよい。また、複数の攪拌体１０を管本体９の長手方向に直列に配列し、それぞれの攪拌体１０の扇状羽根部１０ａが互い違いになるようにしてもよい。

測温抵抗体取り付け部１１，１２は、攪拌体１０の設置箇所の近傍で前後２箇所に設置され、測温抵抗体１３が攪拌体１０で攪拌された直後の冷却水の温度を測定できるようになっている。２つの測温抵抗体取り付け部１１，１２は、攪拌体１０からの距離が等しくなるようにする。
各測温抵抗体取り付け部１１，１２は、管本体９の外周面に開口を形成するとともに、この開口の周縁部を立ち上げてなり、測温抵抗体１３を挿し込みやすくしている。

測温抵抗体１３は、棒状の抵抗体本体１３ａと、測温抵抗体取り付け部１１に螺着されて開口を塞ぐ装着基部１３ｂと、抵抗体本体１３ａでの測定結果を送信するケーブル１３ｃとを有している。抵抗体本体１３ａは、測温配管６，７への取り付け時にその先端が管本体９の中心に位置するようになっており（図２（ａ））、水温を測定してその結果を計算装置（図示せず）に送信する。

各測温配管６，７においては、攪拌体１０よりも上流側の測温抵抗体取り付け部１２をメクラプラグ１４で閉塞し、攪拌体１０よりも下流側の測温抵抗体取り付け部１１に測温抵抗体１３を装着する。
これにより、測温配管６，７の取り付け方向に関係なく、常に攪拌体１０から一定の距離に測温抵抗体１３を配置することができ、同じ条件での測定を容易にすることができる。

図１に示すように、この測温配管６，７を用いた試験装置では、冷却水循環装置によってラジエータ１に冷却水を流すと同時にファン８によって冷却風を発生させ、冷却水を冷却する。
その際に、入口側の測温配管６および出口側の測温配管７で水温を測定し、ラジエータ１の冷却性能（放熱量）を計測する。
また、入口側の圧力測定配管４および出口側の圧力測定配管５では、冷却水の水圧を測定する。

この測温配管６，７では、管本体９の内部に攪拌体１０を設けたことにより、冷却水が攪拌体１０を通過する際に乱流が発生して攪拌され、管本体９内の水温分布を均一にすることができる。
また、攪拌体１０の下流側近傍に測温抵抗体取り付け部１１を形成したことにより、冷却水の水温分布が均一になった直後に水温を測定することができて、正確な測定が可能となる。
さらに、攪拌体１０を設けたことにより、冷却水の攪拌のために管本体９を曲折する必要がなくなり、管本体９を直筒状に形成することができるため、測温配管６，７の通水抵抗を低くすることができ、冷却水の流れを発生させる冷却水循環装置の流量処理性能のロスを低減させることができる。

また、このような水温測定専用の測温配管６，７を形成するとともに、測温抵抗体取り付け部１１，１２を攪拌体１０から略等距離の二箇所に設けたことにより、測温配管６，７の取り付け方向に関係なく測温抵抗体１３を常に攪拌体１０から一定の距離に配置することができるため、異なるラジエータにおいて冷却性能試験を行う際にも、常に同じ条件で冷却水の水温を測定することができる。

また、攪拌体１０において、各扇状羽根部１０ａの先端部分を末広がりに湾曲させたＲ部１０ｂとして形成したことにより、特に水温の層が発生しやすい外周側を通過する冷却水に十分な乱流を発生させて水温分布を均一にすることができるようになっている。

１ ラジエータ
１ａ 入口パイプ
１ｂ 出口パイプ
１ｃ コア部
２，３ 接続用ゴムホース
４，５ 圧力測定配管
６，７ 測温配管
８ ファン
９ 管本体
１０ 攪拌体
１０ａ 扇状羽根部
１０ｂ Ｒ部
１１，１２ 測温抵抗体取り付け部
１３ 測温抵抗体
１３ａ 抵抗体本体
１３ｂ 装着基部
１３ｃ ケーブル
１４ メクラプラグ
１５，１６ 配管
１５ａ，１６ａ 曲げ部

Claims (3)

1. 車両の冷却水を冷却するラジエータの冷却水流路の入口側または出口側に接続される測温配管であって、
   略直筒状の管本体と、
   この管本体の内部に設置され、冷却水の流れに対向して乱流を発生させる攪拌体と、
   この攪拌体の近傍の上記管本体周面に穿設された開口からなる測温抵抗体取り付け部と、
   この測温抵抗体取り付け部に着脱可能に装着されて管内の冷却水の温度を測定する測温抵抗体と
   を設けたことを特徴とするラジエータの測温配管。
2. 上記測温抵抗体取り付け部を、上記攪拌体から略等距離の二箇所に設け、
   上記測温抵抗体取り付け部の一方を塞ぐ着脱可能な閉塞部材を設けたことを特徴とする請求項１記載のラジエータの測温配管。
3. 上記攪拌体が複数枚の扇状羽根部を有し、各扇状羽根部は、上記管本体の中心から半径方向に拡がる形状に形成されるとともに、先端部分を末広がりの湾曲形状に形成されることを特徴とする請求項１記載のラジエータの測温配管。

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