JP2015155785A - radiator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラジエータに関し、より詳細には、内燃機関の気筒へ供給される吸気を冷却する吸気用冷却器に使用された冷却器用冷却水と、内燃機関の冷却に使用された内燃機関用冷却水を冷却することができるラジエータに関する。 The present invention relates to a radiator, and more particularly, cooling water for a cooler used for an intake air cooler for cooling intake air supplied to a cylinder of the internal combustion engine, and cooling for the internal combustion engine used for cooling the internal combustion engine. The present invention relates to a radiator capable of cooling water.
ターボチャージャーやスーパーチャージャーなどの過給器付きのエンジンには、エンジンの充填効率を上げて燃費を向上させるために、空冷又は水冷のインタークーラーを設け、過給器で圧縮された吸気を冷却している。 Engines with turbochargers such as turbochargers and superchargers are equipped with air-cooled or water-cooled intercoolers in order to increase engine charging efficiency and improve fuel efficiency, and cool the intake air compressed by the turbocharger. Yes.
空冷式のインタークーラーはインタークーラー自身を、水冷式のインタークーラーはその冷却水を冷却するラジエータをエンジン用のラジエータの上流側に配置する構造のため、車両への搭載性が問題となっている。但し、水冷式のインタークーラーのラジエータは、水と空気の熱容量の差により、空冷式のインタークーラーに比べてコア部(熱交換部)を薄くできるので、搭載性がよい。 The air-cooled intercooler has a structure in which the intercooler itself is disposed, and the water-cooled intercooler has a structure in which a radiator for cooling the cooling water is disposed on the upstream side of the radiator for the engine. However, the radiator of the water-cooled intercooler can be mounted more easily because the core portion (heat exchange portion) can be made thinner than the air-cooled intercooler due to the difference in heat capacity between water and air.
しかし、限られた空間のエンジンルームでは、多数の部品用のスペースの確保が必要となるためにより一層、各部品の搭載性の向上が求められている。 However, in an engine room with a limited space, it is necessary to secure a space for a large number of parts, and further improvement of the mountability of each part is required.
そこで、ラジエータと冷房用コンデンサ、ラジエータ、インタークーラーなどのように、相互に近接して配置される複数種類の熱交換器を、予め連結一体化した一体型熱交換器が提案されている。この一体型熱交換器において、相互に使用温度を異にする第一熱交換器と第二熱交換器とをフィンを共有して一体に構成すると共に、フィンの幅方向の中間部に両熱交換器間での熱伝導を遮断する切欠部を形成して構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, an integrated heat exchanger in which a plurality of types of heat exchangers arranged close to each other, such as a radiator, a cooling condenser, a radiator, and an intercooler, are connected and integrated in advance has been proposed. In this integrated heat exchanger, the first heat exchanger and the second heat exchanger, which have different operating temperatures, are configured integrally by sharing fins, and both heats are formed in the intermediate portion in the width direction of the fins. There is one formed by forming a cutout portion that blocks heat conduction between the exchangers (see, for example, Patent Document 1).
また、一体型熱交換器において、第一熱交換器と第二熱交換器との間に所定の隙間を設けると共に、各熱交換器を結合するサイドプレートを設けて構成するものもある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, in an integrated heat exchanger, there is a configuration in which a predetermined gap is provided between the first heat exchanger and the second heat exchanger, and a side plate that couples the heat exchangers is provided (for example, , See Patent Document 2).
これらの装置は、第一熱交換器と第二熱交換器との間の熱伝導を遮断することで、温度帯の異なる冷媒を冷却し、且つ搭載性を向上している。 These devices cool the refrigerants in different temperature zones and improve the mountability by blocking the heat conduction between the first heat exchanger and the second heat exchanger.
しかし、これらの装置には、第一熱交換器と第二熱交換器のそれぞれに別々のアッパータンクとロアータンクが設けられている。これは、第一交換器(ラジエータ)と第二交換器(コンデンサ)における使用圧力が異なっているからである。 However, these apparatuses are provided with separate upper tanks and lower tanks for the first heat exchanger and the second heat exchanger, respectively. This is because the working pressures in the first exchanger (radiator) and the second exchanger (capacitor) are different.
通常、このアッパータンク及びロアータンクは、それぞれに備えたカシメ部をかしめることで熱交換器に接合されている。従って、二つのアッパータンク、あるいはロアータンクを並べることで二つ分のタンク幅が必要になると共に、そのタンクをかしめるカシメ部の厚さを考慮する必要があるので、その分、一体型熱交換器としての厚みが厚くなっていた。 Usually, the upper tank and the lower tank are joined to the heat exchanger by caulking a caulking portion provided for each of them. Therefore, by arranging two upper tanks or lower tanks, it is necessary to have two tank widths, and it is necessary to consider the thickness of the caulking part that caulks the tanks. The thickness as a vessel was thick.
一方、前述した水冷式のインタークーラーの冷却水を冷却するラジエータとエンジンのラジエータにそれらの装置を利用すると、水冷式のインタークーラーの冷却水の冷却が不十分となり、吸気を高過給化することができないという問題もある。 On the other hand, if these devices are used for the radiator that cools the cooling water of the water-cooled intercooler and the radiator of the engine, the cooling water of the water-cooled intercooler becomes insufficiently cooled and the intake air can be supercharged. There is also a problem that it cannot be done.
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、送風方向の厚みをより薄くして搭載性を向上することができると共に、内燃機関用冷却水よりも低い温度帯の冷却器用冷却水を確実に目的の温度帯まで冷却することができる一体型熱交換器を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the problem is that the thickness in the blowing direction can be made thinner to improve the mountability, and the temperature range is lower than that of the cooling water for internal combustion engines. An object of the present invention is to provide an integrated heat exchanger capable of reliably cooling the cooling water for the cooler to a target temperature range.
上記の課題を解決するための本発明の一体型熱交換器は、使用圧力範囲が同じでそれぞれ異なる温度帯の冷却水の熱交換を行う第一熱交換部と第二熱交換部とを風上側から順に配置して構成された一体型熱交換部を備える一体型熱交換器において、前記一体型熱交換部の両側にかしめて固定される流入用容器と流出用容器を一つずつ設けると共に、前記流入用容器と前記流出用容器のそれぞれに区画仕切りを設け、前記流入用容器と前記流出用容器のそれぞれの内部を、前記区画仕切りにより、前記第一熱交換部で熱交換される低温冷却水を貯留する低温冷却水区画と、前記第二熱交換部で熱交換される高温冷却水を貯留する高温冷却水区画とに区画し、更に、前記流入用容器の前記低温冷却水区画と前記流出用容器の前記低温冷却水区画のそれぞれに蛇行用仕切りを設け、前記低温冷却水の流路を前記蛇行用仕切りにより、前記第一熱交換部を経由して前記流入用容器の前記低温冷却水区画と前記流出用容器の前記低温冷却水区画との間を往復させて蛇行させるように構成することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an integrated heat exchanger according to the present invention includes a first heat exchanging unit and a second heat exchanging unit that exchange heat of cooling water in different temperature zones with the same operating pressure range. In the integrated heat exchanger provided with an integrated heat exchange unit arranged in order from the upper side, an inflow container and an outflow container fixed by caulking on both sides of the integrated heat exchange unit are provided one by one A partition wall is provided in each of the inflow container and the outflow container, and the inside of each of the inflow container and the outflow container is heat-exchanged by the first heat exchange section by the partition partition. Partitioning into a low-temperature cooling water section for storing cooling water and a high-temperature cooling water section for storing high-temperature cooling water heat-exchanged in the second heat exchange section; and further, the low-temperature cooling water section of the inflow vessel Of the low temperature cooling water compartment of the effluent container. A meandering partition is provided for each, and the flow path of the low-temperature cooling water is divided between the low-temperature cooling water section of the inflow container and the outflow container by the meandering partition via the first heat exchange section. It is configured to meander by reciprocating between the low-temperature cooling water section.
この構成によれば、区画仕切りを設けることにより、内部に低温冷却水区画と高温冷却水区画に区画された一つの流入用容器と、同様に低温冷却水区画と高温冷却水区画に区画された一つの流出用容器を、一体型熱交換部の両側にかしめて固定することで、各熱交換部にそれぞれ別々の流入用容器と流出用容器を設けた、つまり合計四つの容器を設けた従来技術の一体型熱交換器と比較して、送風方向の厚みを薄くすることができる。また、各容器を一つずつにすることで、各容器を固定するときのカシメ部を少なくして、送風方向の厚みをより一層薄くすることができる。従って、一体型熱交換器の送風方向の厚みが薄くなるため、一体型熱交換器の搭載性をより向上することができる。 According to this configuration, by providing the partition partition, one inflow container partitioned into the low-temperature cooling water partition and the high-temperature cooling water partition inside, and similarly partitioned into the low-temperature cooling water partition and the high-temperature cooling water partition. Conventionally, one outflow container is fixed by caulking on both sides of the integrated heat exchange section, so that each heat exchange section has a separate inflow container and outflow container, that is, a total of four containers are provided. Compared with the technical integrated heat exchanger, the thickness in the blowing direction can be reduced. Moreover, by setting each container one by one, the caulking part when fixing each container can be decreased, and the thickness of a ventilation direction can be made still thinner. Therefore, since the thickness of the integrated heat exchanger in the air blowing direction is reduced, the mountability of the integrated heat exchanger can be further improved.
また、低温冷却水を冷却する第一熱交換部を風上側に配置すると共に、低温冷却水区画に設けた蛇行用仕切りにより、低温冷却水の流路のみを蛇行させる。これにより、第一熱交換部を経由させて低温冷却水を低温冷却水区画の間で複数回往復させて、低温冷却水を高温冷却水よりも長い時間を掛けて第一熱交換部で冷却することができる。これにより、高温冷却水よりも低い温度帯まで冷却する必要のある低温冷却水を確実にその温度帯まで冷却することができる。 Moreover, while arrange | positioning the 1st heat exchange part which cools low temperature cooling water on the windward side, only the flow path of low temperature cooling water is made to meander by the meandering partition provided in the low temperature cooling water division. As a result, the low-temperature cooling water is reciprocated several times between the low-temperature cooling water sections via the first heat exchange section, and the low-temperature cooling water is cooled by the first heat exchange section over a longer time than the high-temperature cooling water. can do. Thereby, the low temperature cooling water which needs to be cooled to a temperature zone lower than that of the high temperature cooling water can be reliably cooled to that temperature zone.
加えて、低温冷却水の流路を蛇行させる蛇行用仕切りを流入用容器と流出用容器のそれぞれの低温冷却水区画に設けるだけの簡易な構成のため、安価に製造することができる。 In addition, since the meandering partition for meandering the flow path of the low-temperature cooling water is simply provided in each of the low-temperature cooling water compartments of the inflow container and the outflow container, it can be manufactured at low cost.
また、上記の一体型熱交換器において、前記低温冷却水を、内燃機関の気筒へ供給される吸気を水冷により冷却する吸気用冷却器を循環する冷却器用冷却水とし、前記高温冷却水を、前記内燃機関を冷却する内燃機関用冷却水とすることが望ましい。 Further, in the above integrated heat exchanger, the low-temperature cooling water is a cooling water for cooling circulating through an intake air cooling device that cools intake air supplied to a cylinder of an internal combustion engine by water cooling, and the high-temperature cooling water is Desirably, the internal combustion engine cooling water is used to cool the internal combustion engine.
特に、内燃機関の吸気の充填効率を上げて燃費を向上させるために、過給器で圧縮され
た吸気を冷却することが必要となっており、その吸気を冷却する水冷式の吸気用冷却器の冷却器用冷却水を冷却する熱交換器を別途設ける場合には、その搭載性が問題となる。しかし、上記の構成によれば、水冷式の吸気用冷却器の冷却器用冷却水を冷却する第熱交換部と、内燃機関を冷却する内燃機関用冷却水を冷却する第二熱交換部を一体型とすることで、各容器と一体型熱交換部をかしめるためのカシメ部を少なくできるので、搭載性の悪化を回避することができる。
In particular, in order to increase the charging efficiency of the intake air of the internal combustion engine and improve fuel efficiency, it is necessary to cool the intake air compressed by the supercharger, and a water-cooled intake air cooler that cools the intake air When a heat exchanger for cooling the cooling water for the cooler is separately provided, its mountability becomes a problem. However, according to the above configuration, the first heat exchange unit that cools the cooling water for the cooler of the water-cooled intake air cooler and the second heat exchange unit that cools the cooling water for the internal combustion engine that cools the internal combustion engine are combined. By adopting a body shape, the caulking portion for caulking each container and the integral heat exchange portion can be reduced, so that deterioration in mountability can be avoided.
加えて、上記の一体型熱交換器において、前記流入用容器と前記流出用容器の前記低温冷却水区画に設けられた外部の配管との連通口の開口面積が、前記流入用容器と前記流出用容器の前記高温冷却水区画に設けられた外部の配管との連通口の開口面積よりも小さく形成されると、低温冷却水の一体型熱交換器への流入量と流出量を内燃機関用冷却水よりも減らして、高温冷却水よりも流量の小さい低温冷却水に適した、及び蛇行するように構成した低温冷却水の流路に適した流量を流入及び流出することができる。 In addition, in the integrated heat exchanger described above, an opening area of a communication port between the inflow container and an external pipe provided in the low-temperature cooling water section of the outflow container is the inflow container and the outflow If it is formed smaller than the opening area of the communication port with the external pipe provided in the high-temperature cooling water section of the container for cooling, the amount of inflow and outflow to the integrated heat exchanger for low-temperature cooling water is used for the internal combustion engine. The flow rate suitable for the low-temperature cooling water having a flow rate smaller than that of the high-temperature cooling water and suitable for the flow path of the low-temperature cooling water configured to meander can be reduced.
更に、上記の一体型熱交換器において、前記第一熱交換部と前記第二熱交換部が、熱を放熱する複数の放熱部材を共有するように構成されると共に、前記放熱部材のそれぞれの前記第一熱交換部側と前記第二熱交換部側の間に各冷却水の流れ方向に並ぶ複数の隙間を設けると、第一熱交換部と第二熱交換部との間の伝熱面積を減らすことができるので、高温冷却水の影響により低温冷却水の温度が上昇してしまうことを抑制することができる。また、第一熱交換部と第二熱交換部とを完全に離間する構成と比較して、放熱部材を共有化していることにより、一体型熱交換器の強度を向上することができる。 Furthermore, in the integrated heat exchanger, the first heat exchange unit and the second heat exchange unit are configured to share a plurality of heat radiation members that radiate heat, and each of the heat radiation members Heat transfer between the first heat exchange part and the second heat exchange part is provided between the first heat exchange part side and the second heat exchange part side by providing a plurality of gaps arranged in the flow direction of each cooling water. Since the area can be reduced, it is possible to suppress an increase in the temperature of the low-temperature cooling water due to the influence of the high-temperature cooling water. Moreover, compared with the structure which separates a 1st heat exchange part and a 2nd heat exchange part completely, the intensity | strength of an integrated heat exchanger can be improved by sharing the heat radiating member.
一方、上記の一体型熱交換器において、前記第一熱交換部と前記第二熱交換部との間に所定の隙間を設けると、第一熱交換部と第二交換部とが完全に離間するので、第一熱交換部と第二熱交換部との間の熱伝導を遮断することができる。これにより、高温冷却水の影響により低温冷却水の温度が上昇してしまうことを回避することができる。 On the other hand, in the integrated heat exchanger, when the predetermined gap is provided between the first heat exchange part and the second heat exchange part, the first heat exchange part and the second exchange part are completely separated from each other. Therefore, the heat conduction between the first heat exchange part and the second heat exchange part can be cut off. Thereby, it can avoid that the temperature of low temperature cooling water rises under the influence of high temperature cooling water.
本発明の一体型熱交換器によれば、区画仕切りを設けることにより、内部に低温冷却水区画と高温冷却水区画に区画された一つの流入用容器と、同様に低温冷却水区画と高温冷却水区画に区画された一つの流出用容器を、一体型熱交換部の両側にかしめて固定することで、送風方向の厚みを薄くすることができる。また、各容器を一つずつにすることで、各容器を固定するときのカシメ部を少なくして、送風方向の厚みをより一層薄くすることができる。従って、一体型熱交換器の送風方向の厚みが薄くなるため、一体型熱交換器の搭載性をより向上することができる。 According to the integrated heat exchanger of the present invention, by providing a partition partition, one inflow container partitioned into a low-temperature cooling water section and a high-temperature cooling water section inside, as well as a low-temperature cooling water section and a high-temperature cooling By caulking and fixing one outflow container divided into water compartments on both sides of the integrated heat exchange section, the thickness in the blowing direction can be reduced. Moreover, by setting each container one by one, the caulking part when fixing each container can be decreased, and the thickness of a ventilation direction can be made still thinner. Therefore, since the thickness of the integrated heat exchanger in the air blowing direction is reduced, the mountability of the integrated heat exchanger can be further improved.
また、低温冷却水を冷却する第一熱交換部を風上側に配置すると共に、低温冷却水区画に設けた蛇行用仕切りにより、低温冷却水の流路のみを蛇行させる。これにより、低温冷却水を高温冷却水よりも長い時間を掛けて第一熱交換部で冷却することができる。これにより、高温冷却水よりも低い温度帯まで冷却する必要のある低温冷却水を確実にその温度帯まで冷却することができる。 Moreover, while arrange | positioning the 1st heat exchange part which cools low temperature cooling water on the windward side, only the flow path of low temperature cooling water is made to meander by the meandering partition provided in the low temperature cooling water division. Thereby, low temperature cooling water can be cooled in a 1st heat exchange part over time longer than high temperature cooling water. Thereby, the low temperature cooling water which needs to be cooled to a temperature zone lower than that of the high temperature cooling water can be reliably cooled to that temperature zone.
以下、本発明に係る実施の形態の一体型熱交換器について説明する。なお、図面毎に矢印の意味が異なるため、先に説明しておく。まず、図1において白抜きの矢印は吸気、塗り潰しの矢印は排気、一点鎖線の矢印は冷却器用冷却水Wc、二点鎖線の矢印は内燃機関用冷却水Weを示している。また、図2及び図3において白抜きの矢印は各冷却水の流れる方向を示している。 Hereinafter, an integrated heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described. In addition, since the meaning of an arrow differs for every drawing, it demonstrates previously. First, in FIG. 1, a white arrow indicates intake air, a solid arrow indicates exhaust, an alternate long and short dash line arrow indicates the cooling water Wc for the cooler, and a double dotted line arrow indicates the cooling water We for the internal combustion engine. In FIGS. 2 and 3, white arrows indicate the directions in which the cooling water flows.
また、図1〜図3、並びに図5及び図6における一体型熱交換器への送風方向をx1方向とし、図2及び図3における鉛直方向で各冷却水が下向きに流れる方向をy1方向、上向きに流れる方向をy2方向とする。 Moreover, let the ventilation direction to the integrated heat exchanger in FIGS. 1-3, FIG.5 and FIG.6 be x1, and let the direction which each cooling water flows downward in the perpendicular direction in FIG.2 and FIG.3, y1 direction, The direction that flows upward is the y2 direction.
まず、第一及び第二の実施の形態の一体型ラジエータ(一体型熱交換器)1A及び1Bを搭載したエンジン(内燃機関)2の一例について説明する。図1及び図5に示すように、このエンジン2は、排ガスを、気筒が設けられたエンジン本体3のエキゾーストマニホールド4から、第一ターボチャージャー5の第一タービン5a、第二ターボチャージャー6の第二タービン6a、及び図示しない排ガス浄化装置を経由させて排出するように構成されている。一方、このエンジン2は、気筒に供給される吸気を、エアクリーナー7、第二ターボチャージャー6の第二コンプレッサ6b、及び第一ターボチャージャー5の第一コンプレッサ5bを経由させてインテークマニホールド8から吸入するように構成されている。更に、このエンジン2は、排ガスの一部を、EGRクーラー9を経由させて吸気として循環するように構成されている。
First, an example of an engine (internal combustion engine) 2 equipped with integrated radiators (integrated heat exchangers) 1A and 1B according to the first and second embodiments will be described. As shown in FIGS. 1 and 5, the
そして、このエンジン2は、第一及び第二の実施の形態の一体型ラジエータ1A及び1Bを備える冷却システム10を備えている。この冷却システム10は、エンジン本体3を冷却するエンジン用冷却流路11と、第一コンプレッサ5b及び第二コンプレッサ6bで圧縮された吸気を冷却する冷却器用冷却流路12を備えている。
The
エンジン用冷却流路11は、エンジン本体3の温度が低い場合は、第一サーモスタット13により一体型ラジエータ1A及び1Bを経由させずに、内燃機関用冷却水Weを第一ポンプ14でエンジン本体3に送り、エンジン本体3のウォータジャケット内とEGRクーラー9を経由させて循環するように構成される。一方、エンジン本体3の温度が高い場合は、第一サーモスタット13により一体型ラジエータ1A及び1Bを経由させて、内燃機関用冷却水Weを冷却するように構成される。
When the temperature of the engine
冷却器用冷却流路12は、第一コンプレッサ5bと第二コンプレッサ6bとの間に設けた第一吸気用冷却器15aと、第一コンプレッサ5bの下流側に設けた第二吸気用冷却器15bとで温度が上昇した冷却器用冷却水Wcを第二サーモスタット16aと第三サーモスタット16bにより第二ポンプ17に送り、第二ポンプ17で一体型ラジエータ1A及び1Bを経由させて冷却するように構成される。
The
そして、この冷却システム10は、一体型ラジエータ1A及び1Bの下流側にファン18と備えると共に、エンジン用冷却流路11と冷却器用冷却流路12とで共用のサブタンク19を備えている。
The
次に、本発明に係る第一の実施の形態の一体型ラジエータ1Aについて説明する。
Next, the
図1に示すように、この一体型ラジエータ1Aは、一体型コア部(一体型熱交換部)20を備えて構成される。その一体型コア部20は、冷却器用冷却水Wcの熱交換を行う第一コア部(第一熱交換部)21と内燃機関用冷却水Weの熱交換を行う第二コア部(第二熱交換部)22とを風上側から順に配置して構成される。
As shown in FIG. 1, the
また、一体型ラジエータ1Aは、一体型コア部20の両側にかしめて固定されるアッパータンク(流入用容器)23とロアータンク(流出用容器)24を一つずつ設けて構成される。
The
加えて、図2に示すように、アッパータンク23に区画仕切り25aを設け、アッパータンク23の内部の第一コア部21側を冷却器用冷却水Wcを貯留する冷却器用冷却水区画23Aとし、第二コア部22側を内燃機関用冷却水Weを貯留する内燃機関用冷却水区画23Bとする。同様に、図3に示すように、ロアータンク24に区画仕切り25bを設け、ロアータンク24の内部の第一コア部21側を冷却器用冷却水Wcを貯留する冷却器用冷却水区画24Aとし、第二コア部22側を内燃機関用冷却水Weを貯留する内燃機関用冷却水区画24Bとする。
In addition, as shown in FIG. 2, a
更に、図2に示すように、一体型ラジエータ1Aは、冷却器用冷却水区画23Aと冷却器用冷却水区画24Aのそれぞれの内部に蛇行用仕切り26a及び26bを設け、冷却器用冷却水Wcの流路を、第一コア部21を経由して冷却器用冷却水区画23Aと冷却器用冷却水区画24Aとの間を蛇行させるように構成される。
Further, as shown in FIG. 2, the
第一コア部21は、図4に示すように、放熱性に優れた金属から形成され、アッパータンク23とロアータンク24を連通して冷却器用冷却水Wcが流れる第一チューブT1と、その第一チューブT1の熱を放熱するように波型に形成された放熱フィン(放熱部材)Fとを、z方向に積層して形成される。第二コア部22は、内燃機関用冷却水Weが流れる第二チューブT2と、その第二チューブT2の熱を放熱する放熱フィンFとを、z方向に積層して形成される。そして、この第一コア部21と第二コア部22は、放熱フィンFを共有するように構成される。
As shown in FIG. 4, the
この放熱フィンFは、放熱フィンFの第一コア部21側と第二コア部22側の間に、y1方向に一列に並べて配置された複数のスリット(隙間)27を設けて構成される。このスリット27は完全に放熱フィンFを切り離さずに、放熱フィンFの一部は放熱フィンFの第一コア部21側と第二コア部22側が繋がるように設けられる。このように、放熱フィンFの第一コア部21側と第二コア部22側の間に複数のスリット27を設けることで、第一コア部21側と第二コア部22側の伝熱面積を減らしている。
The radiation fin F is configured by providing a plurality of slits (gap) 27 arranged in a line in the y1 direction between the
アッパータンク23は、合成樹脂で形成され、カシメ部Cを備えている。このアッパータンク23は、そのカシメ部Cがかしめられることで一体型コア部20に固定されている。なお、ロアータンク24も同様に合成樹脂で形成され、カシメ部Cを備えている。
The
アッパータンク23に設けられた区画仕切り25aは、アッパータンク23の内部をアッパータンク23の幅方向であるx1方向を二つに区画する仕切りである。この区画仕切り25aは、合成樹脂で形成され、その厚さは、例えば3mm〜6mm程度である。この区画仕切り25aにより、アッパータンク23の内部には、冷却器用冷却水区画23Aと内燃機関用冷却水区画23Bが形成される。ロアータンク24に設けられた区画仕切り25bも同様の構成であり、この区画仕切り25bにより、ロアータンク24の内部には、冷却器用冷却水区画24Aと内燃機関用冷却水区画24Bが形成される。
The
蛇行用仕切り26aは、図2に示すように、アッパータンク23の冷却器用冷却水区画23Aの冷却器用冷却水Wcの流入側に設けられる。一方、蛇行用仕切り26bは、ロアータンク24の冷却器用冷却水区画24Aの冷却器用冷却水Wcの流出側に設けられる。
As shown in FIG. 2, the meandering
この蛇行用仕切り26aによりアッパータンク23の冷却器用冷却水区画23Aには、流入側に区画A1、その反対側に区画A3が形成され、蛇行用仕切り26bによりロアータンク24の冷却器用冷却水区画24Aには、流出側に区画A4、その判定側に区画A2が形成される。
The meandering
また、アッパータンク23の冷却器用冷却水区画23Aには、冷却器用冷却水連通口28aを設け、内燃機関用冷却水区画23Bには、内燃機関用冷却水連通口29aを設け、各連通口28a及び29aには、配管Pが接続されている。同様にロアータンク24の冷却器用冷却水区画24Aには、冷却器用冷却水連通口28bを設け、内燃機関用冷却水区画24Bには、内燃機関用冷却水連通口29bを設け、各連通口28b及び29bには、配管Pが接続されている。
The cooling
このアッパータンク23に設けられた冷却器用冷却水連通口28aの開口面積は、アッパータンク23に設けられた内燃機関用冷却水連通口29aの開口面積よりも小さく形成され、同様にロアータンク24に設けられた冷却器用冷却水連通口28bの開口面積は、ロアータンク24に設けられた内燃機関用冷却水連通口29bの開口面積よりも小さく形成されている。これは、第一に冷却器用冷却水Wcと内燃機関用冷却水Weの流量が異なるからであり、第二に前述したように冷却器用冷却水Wcの流路を蛇行させるからである。
The opening area of the cooling
次に、上記の一体型ラジエータ1Aの動作について説明する。なお、ここではエンジン本体3の温度が十分に高くなっている状態を例に説明する。また、アッパータンク23へ流入する冷却器用冷却水Wcの流入温度を100℃、アッパータンク23へ流入する内燃機関用冷却水Weの流入温度を100℃、ロアータンク24から流出する冷却器用冷却水Wcの流出温度を50℃、ロアータンク24から流出する内燃機関用冷却水Weの流出温度を90℃とする。
Next, the operation of the
まず、冷却器用冷却水Wcの流れについて、図2を参照しながら説明する。 First, the flow of the cooling water Wc for the cooler will be described with reference to FIG.
冷却器用冷却水Wcは、流入温度100℃から流出温度50℃まで冷却する必要があるため、一体型コア部20の風上側に配置される第一コア部21に流入する。冷却器用冷却水Wcは、外部の配管Pからアッパータンク23の冷却器用冷却水連通口28aに流入し、アッパータンク23の冷却器用冷却水区画23Aの蛇行用仕切り26aにより仕切られた区画A1からロアータンク24の冷却器用冷却水区画24Aの蛇行用仕切り26bにより仕切られた区画A2へ流れる。このときの流れの向きはy1方向となる。
The cooling water Wc for the cooler needs to be cooled from the inflow temperature 100 ° C. to the outflow temperature 50 ° C., and therefore flows into the
次に、冷却器用冷却水Wcは、区画A2からアッパータンク23の冷却器用冷却水区画23Aの蛇行用仕切り26aにより仕切られた区画A3へ流れる。このときの流れの向きはy2方向となる。
Next, the cooling water Wc flows from the section A2 to the section A3 partitioned by the meandering
次に、冷却器用冷却水Wcは、区画A3からロアータンク24の冷却器用冷却水区画24Aの蛇行用仕切り26bにより仕切られた区画A4へ流れる。このときの流れの向きはy1方向となる。そして、冷却器用冷却水Wcは区画A4からロアータンク24の冷却器用冷却水連通口28bから外部の配管Pへ流出する。
Next, the cooling water Wc flows from the section A3 to the section A4 partitioned by the meandering
次に、内燃機関用冷却水Weの流れについて、図3を参照しながら説明する。 Next, the flow of the cooling water We for the internal combustion engine will be described with reference to FIG.
内燃機関用冷却水Weは、必要以上にエンジン本体3を冷却しないように流入温度100℃から流出温度90℃まで冷却できればよいため、一体型コア部20の風上側の反対側に配置された第二コア部22に流入する。内燃機関用冷却水Weは、外部の配管Pからアッパータンク23の内燃機関用冷却水連通口29aに流入し、アッパータンク23の内燃機関用冷却水区画23Bからロアータンク24の内燃機関用冷却水区画24Bに流れる。このときの流れの向きはy1方向となる。そして、内燃機関用冷却水Weはロアータンク24の内燃機関用冷却水連通口29bから外部の配管Pへ流出する。
The cooling water We for the internal combustion engine only needs to be cooled from the inflow temperature 100 ° C. to the outflow temperature 90 ° C. so as not to cool the
上記の一体型ラジエータ1Aによれば、区画仕切り25aにより内部に冷却器用冷却水区画23Aと内燃機関用冷却水区画24Bに区画されたアッパータンク23と、区画仕切り25bにより内部に冷却器用冷却水区画23Aと内燃機関用冷却水区画24Bに区画されたロアータンク24を一体型コア部20の両側にかしめて固定することで、各コア部21及び22にそれぞれ別々のアッパータンクとロアータンクを設ける、つまり一体型ラジエータに合計四つのタンクを設けた従来技術の一体型ラジエータと比較して、送風方向であるx1方向の厚みを薄くすることができる。また、各タンク23及び24を一つずつにすることで、各タンク23及び24を固定するときのカシメ部Cを少なくして、送風方向の厚みをより一層薄くすることができる。従って、一体型ラジエータ1Aの送風方向であるx1方向の厚みが薄くなることで、一体型ラジエータ1Aの車両への搭載性をより向上することができる。
According to the above-described
また、第一に、冷却器用冷却水Wcを冷却する第一コア部21を風上側に配置することで、内燃機関用冷却水Weよりも低い温度帯まで冷却する必要がある冷却器用冷却水Wcを目的の温度帯まで冷却することができる。第二に、アッパータンク23の冷却器用冷却水区画23Aに設けた蛇行用仕切り26aとロアータンク24の冷却器用冷却水区画24Aに設けた蛇行用仕切り26bにより、冷却器用冷却水Wcの流路のみを蛇行させることで、冷却器用冷却水Wcを内燃機関用冷却水Weよりも長い時間を掛けて冷却することができる。これにより、内燃機関用冷却水Weよりも低い温度帯まで冷却する必要のある冷却器用冷却水Wcを確実にその温度帯まで冷却することができる。
First, the cooling water Wc for the cooler that needs to be cooled to a temperature range lower than the cooling water We for the internal combustion engine by disposing the
加えて、図2及び図3に示すように、冷却器用冷却水Wcの流路を蛇行させる蛇行用仕切り26a及び26bをアッパータンク23とロアータンク24のそれぞれの冷却器用冷却水区画23A及び24Aに設けるだけの簡易な構成のため、安価に製造することができる。
In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, meandering
更に、図4に示すように、第一コア部21と第二コア部22が共有している放熱フィンFにスリット27を設けることにより、放熱フィンFの第一コア部21側と第二コア部22側の伝熱面積を減らして、第二コア部22から第一コア部21に伝わる熱伝導を抑制することができる。また、この放熱フィンFに設けられたスリット27は放熱フィンFを完全に分離しないことで、第一コア部21と第二コア部22からなる一体型コア部20の強度を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 4, by providing
その上、アッパータンク23に設けられた冷却器用冷却水連通口28aの開口面積とロアータンク24に設けられた冷却器用冷却水連通口28bの開口面積が、アッパータンク23に設けられた内燃機関用冷却水連通口29aの開口面積とロアータンク24に設けられた内燃機関用冷却水連通口29bの開口面積よりも小さく形成されることで、内燃機関用冷却水Weよりも流量の小さい冷却器用冷却水Wcに適した、及び蛇行するように構成した冷却器用冷却水Wcの流路に適した流量を各タンク23及び24に流入及び流出することができる。
In addition, the opening area of the cooling
次に、本発明に係る第二の実施の形態の一体型ラジエータ1Bについて、図5及び図6を参照しながら説明する。なお、第一の実施の形態と同様の部材については同符号を用いてその説明は省略する。
Next, an
この一体型ラジエータ1Bは、一体型コア部30を備え、その一体型コア部30は、冷却器用冷却水Wcの熱交換を行う第一コア部31と内燃機関用冷却水Weの熱交換を行う第二コア部32とを風上側から順に配置して構成される。
The
第一コア部31は、放熱性に優れた金属から形成され、アッパータンク23とロアータンク24を連通して冷却器用冷却水Wcが流れる第一チューブT1と、その第一チューブT1の熱を放熱するように波型に形成された放熱フィンF1とを、z方向に積層して形成される。第二コア部32は、内燃機関用冷却水Weが流れる第二チューブT2と、その第二チューブT2の熱を放熱する放熱フィンF2とを、z方向に積層して形成される。
The
そして、この一体型コア部30は、第一コア部31と第二コア部32との間に所定の隙間33を設けて構成される。
The
この隙間33は、送風方向であるx1方向の幅が3mm〜6mm程度の隙間であり、第一コア部31と第二コア部32とを完全に離間させるものである。
The
従って、この一体型ラジエータ1Bは、第一コア部31と第二コア部32との間に隙間33を設けることで、第一コア部31と第二コア部32とを完全に離間させることができるので、第一コア部31と第二コア部32との間の熱伝導を遮断することができる。これにより、内燃機関用冷却水Weの影響により冷却器用冷却水Wcの温度が上昇してしまうことを回避することができる。
Therefore, the
なお、上記の実施の形態の一体型ラジエータ1A及び1Bは、車両に搭載されたエンジン2の冷却システム10に設けられたものを例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、使用圧力範囲が同じで、且つ温度帯が異なる冷却水を冷却する複数のラジエータを一体型にする場合に適用することができる。
Although the
また、上記の実施の形態の一体型ラジエータ1A及び1Bは、ダウンフロー型のラジエータを例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、クロスフロー型のラジエータにも適用することができる。
Further, the
また、上記の実施の形態の一体型ラジエータ1A及び1Bを備える冷却システム10、及びその冷却システム10を備えるエンジン2の構成は、一例であり、本発明はこの構成に限定されない。
In addition, the configuration of the
また、上記の実施の形態の一体型ラジエータ1A及び1Bでは、蛇行用仕切り26a及び26bを設けて、冷却器用冷却水Wcの流路を蛇行するように構成したが、蛇行用仕切りの数を増やして蛇行する回数を増やすように構成してもよい。
In the
また、第一の実施の形態の一体型ラジエータ1Aの放熱フィンFに設けたスリット27を、図4に示すように全ての放熱フィンFで同じ位置に配置する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、放熱フィンFの第一コア部21側と第二コア部22側を繋ぐ部分(スリット27を設けていない部分)を各放熱フィンFで異なる位置にしてもよい。この構成によれば、各放熱フィンFでスリット27の位置が異なるため、より一体型コア部20の強度を高めることができる。
Moreover, although the
本発明の一体型熱交換器は、送風方向の厚みをより薄くして搭載性を向上することができると共に、内燃機関用冷却水よりも低い温度帯の冷却器用冷却水を確実に目的の温度帯まで冷却することができるので、特に、水冷式の吸気用冷却器を備える内燃機関に利用す
ることができる。
The integrated heat exchanger of the present invention can improve the mountability by reducing the thickness in the air blowing direction, and can surely provide the cooling water for the cooler in the temperature zone lower than the cooling water for the internal combustion engine at the target temperature. Since it can cool to a belt, it can be used particularly for an internal combustion engine equipped with a water-cooled intake air cooler.
1A、1B 一体型ラジエータ(一体型熱交換器)
2 エンジン(内燃機関)
10 冷却システム
11 エンジン用冷却流路
12 冷却器用冷却流路
15a 第一吸気用冷却器
15b 第二吸気用冷却器
20 一体型コア部(一体型熱交換部)
21 第一コア部(第一熱交換部)
22 第二コア部(第二熱交換部)
23 アッパータンク(流入用容器)
23A 冷却器用冷却水区画
23B 内燃機関用冷却水区画
24 ロアータンク(流出用容器)
24A 冷却器用冷却水区画
24B 内燃機関用冷却水区画
25a、25b 区画仕切り
26a、26b 蛇行用仕切り
27 スリット(隙間)
Wc 冷却器用冷却水
We 内燃機関用冷却水
1A, 1B Integrated radiator (Integrated heat exchanger)
2 Engine (Internal combustion engine)
DESCRIPTION OF
21 1st core part (1st heat exchange part)
22 2nd core part (2nd heat exchange part)
23 Upper tank (inflow container)
23A Cooling water compartment for cooler 23B Cooling water compartment for
24A Cooling
Wc Cooling water for cooler We Cooling water for internal combustion engine
Claims (5)
前記一体型熱交換部の両側にかしめて固定される流入用容器と流出用容器を一つずつ設けると共に、前記流入用容器と前記流出用容器のそれぞれに区画仕切りを設け、前記流入用容器と前記流出用容器のそれぞれの内部を、前記区画仕切りにより、前記第一熱交換部で熱交換される低温冷却水を貯留する低温冷却水区画と、前記第二熱交換部で熱交換される高温冷却水を貯留する高温冷却水区画とに区画し、
更に、前記流入用容器の前記低温冷却水区画と前記流出用容器の前記低温冷却水区画のそれぞれに蛇行用仕切りを設け、前記低温冷却水の流路を前記蛇行用仕切りにより、前記第一熱交換部を経由して前記流入用容器の前記低温冷却水区画と前記流出用容器の前記低温冷却水区画との間を往復させて蛇行させるように構成することを特徴とする一体型熱交換器。 An integrated type having an integrated heat exchanging unit configured by sequentially arranging a first heat exchanging unit and a second heat exchanging unit that perform heat exchange of cooling water in different temperature zones with the same operating pressure range from the windward side In the heat exchanger,
One inflow container and one outflow container that are caulked and fixed to both sides of the integrated heat exchange unit are provided, and a partition is provided in each of the inflow container and the outflow container, A low temperature cooling water section storing the low temperature cooling water heat-exchanged in the first heat exchange section and a high temperature heat exchanged in the second heat exchange section inside the outflow vessel by the partition partition. Compartment into a high-temperature cooling water compartment that stores cooling water,
Furthermore, a meandering partition is provided in each of the low-temperature cooling water compartment of the inflow container and the low-temperature cooling water compartment of the outflow container, and the flow path of the low-temperature cooling water is defined by the meandering partition, and the first heat An integrated heat exchanger configured to meander by reciprocating between the low-temperature cooling water section of the inflow container and the low-temperature cooling water section of the outflow container via an exchange section .
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