JP2016117412A - Cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却システムに係り、冷却ファン等の送風機構と、フラッパー等の空気流路開閉機構とが設けられているものに関する。 The present invention relates to a cooling system, and relates to an apparatus provided with a blower mechanism such as a cooling fan and an air flow path opening / closing mechanism such as a flapper.
従来、図5や図6で示すような冷却システム301が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
Conventionally, a
冷却システム301は、車両303に搭載されており、冷却ファン305が設けられている第1の通路307と、フラッパー309が設けられている第2の通路311とを備えている。第1の通路307には、コンデンサ313が設けられており、第2の通路311には、シャッター315が設けられている。また、ラジエータ317は第1の通路307と第2の通路311とに設けられている。
The
ところで、冷却システム301では、冷却ファン305を使用して冷却を行う通気抵抗の高い第1の通路307と、車両303の走行風を使用して冷却を行う通気抵抗の低い第2の通路311との両方の通風系の冷却を両立させて行うことができない場合があるという問題がある。
By the way, in the
たとえば、冷却システム301では、走行風が発生しており、冷却ファン305が作動している状態で冷却ファン305が走行風に勝っていると、冷却ファン305での空気の吸引により、図5で示す領域A1に負圧が発生してしまう。これにより、フラッパー309が開かず走行風を効率良く利用することができない。
For example, in the
また、従来の冷却システム301では、冷却ファン305が走行風に負けていると、冷却ファン305が抵抗になり、図6で示す領域A2に正圧が発生してしまう。これにより、フラッパー309は開くが、冷却ファン305自体が抵抗になり、冷却ファン305を通過する空気の量が減少し、走行風を効率良く利用することができない。
Further, in the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、冷却ファン等の送風機構を使用して冷却を行う通気抵抗の高い第1の通路と、車両の走行風を使用して冷却を行う通気抵抗の低い第2の通路との両方の通風系の冷却を両立させて行うことができる冷却システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and performs cooling by using a first passage having high ventilation resistance for cooling using a blower mechanism such as a cooling fan, and traveling wind of a vehicle. It is an object of the present invention to provide a cooling system that can perform cooling of both ventilation systems with the second passage having low ventilation resistance.
請求項1に記載の発明は、送風機構と、空気流によって開閉する空気流路開閉機構と、前記送風機構が配設されている第1の通路と、前記空気流路開閉機構が配設されている第2の通路と、前記第1の通路と前記第2の通路との相互間の空気の流れを制限する仕切り部材とを有する冷却システムである。 The invention according to claim 1 is provided with a blower mechanism, an air flow path opening / closing mechanism that opens and closes by an air flow, a first passage in which the blower mechanism is disposed, and the air flow path open / close mechanism. And a partition member that restricts the flow of air between the first passage and the second passage.
本発明によれば、冷却ファン等の送風機構を使用しての冷却と、車両の走行風を使用しての冷却との両方の冷却を両立させて行うことができる冷却システムを提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a cooling system capable of performing both cooling using a blowing mechanism such as a cooling fan and cooling using a traveling wind of a vehicle. There is an effect that can be done.
本発明の実施形態に係る冷却システム1は、図1等で示すように、たとえば、車両3に搭載されている原動機(エンジン;図示せず)等の冷却に使用されるものであり、送風機構(冷却ファン)5と空気流路開閉機構(フラッパー)7と第1の通路9と第2の通路11と仕切り部材(たとえば、仕切り板)13とを備えて構成されている。なお、冷却ファン5とフラッパー7と第1の通路9と第2の通路11と仕切り板13とは、車両3の前方で車両3に設けられている。
As shown in FIG. 1 and the like, the cooling system 1 according to the embodiment of the present invention is used for cooling, for example, a prime mover (engine; not shown) mounted on the
第1の通路9には、冷却ファン5が配設されている。第2の通路11には、フラッパー7が配設されている。フラッパー7は、空気流(たとえば、車両3の走行風)によって開閉するようになっている。
A
フラッパー7は、車両3の走行風を受けていないかもしくは走行風の強さ(たとえば、風速)が第1の所定の値よりも小さいときには、バネ等の弾性体によって付勢されて第2の通路11を閉じるようになっている。また、走行風の強さが第1の所定の値よりも大きくなったときに、第2の通路11を開き始め、走行風の強さが大きくなるにしたがって、第2の通路11の開度を大きくするようになっている。また、走行風の強さが第1の所定の値よりも大きい第2の所定の値以上のなったときに、第2の通路11を全開するようになっている。
The
仕切り板13は、第1の通路9と第2の通路11との相互間の空気の流れ(相互方向の空気の流れ)を制限するためもしくは無くすために設けられている。すなわち、仕切り板13での遮断によって、第1の通路9から第2の通路11への空気の流れ、第2の通路11から第1の通路9への空気の流れを、無くすか微かな量にするようになっている。
The
また、冷却システム1は、矩形な筒状のダクト15を備えている。ダクト15は、一方の開口部17が前側に位置し、他方の開口部19が後側に位置するようにして、車両3に一体的に設けられている。そして、冷却ファン5、フラッパー7、仕切り部材13が、ダクト15の内部に設けられており、第1の通路9、第2の通路11が、ダクト15の内部に形成されている。ダクト15の内の空気は、前側から後側に向かって流れるようになっている。
The cooling system 1 also includes a rectangular
また、冷却システム1には、第1の熱交換器(たとえば、エアーコンディショナーのコンデンサ)21と第2の熱交換器(たとえば、エンジンのラジエータ)23とシャッター25と制御部(CPUとメモリを有する制御部)27とが設けられている。
In addition, the cooling system 1 includes a first heat exchanger (for example, an air conditioner condenser) 21, a second heat exchanger (for example, an engine radiator) 23, a
コンデンサ21は、第1の通路9に対応する位置に(第1の通路9側に)配設されている。ラジエータ23は、第1の通路9と第2の通路11との両方の通路にまたがるように配設されている。シャッター25は、第2の通路11に対応する位置に(第2の通路11側に)配設されており、空気流を調整するようになっている。
The
また、シャッター25は、コンデンサ21の下方に配設されており、図示しないアクチュエータによって自らが駆動し、第2の通路11を開閉するようになっている。さらに、シャッター25は、第2の通路11を全閉もしくは全開するだけでなく、任意の中途な開状態にすることができるようになっている。
The
また、ダクト15の内部の上側の部位には第1の通路9が形成されており、ダクト15の内部の下側の残り部位には第2の通路11が形成されている。コンデンサ21は、ダクト15の内部の前側で第1の通路9を塞ぐようにして設けられており、シャッター25は、ダクト15の内部の前側で第2の通路11を塞ぐようにして設けられている。すなわち、コンデンサ21とシャッター25とは、上下方向にならんでおり、空気の流れ方向(前後方向)からすると並列して設けられている。
A
なお、コンデンサ21を通過して空気は流れるが、シャッター25が閉じているときシャッター25を通過して空気が流れず、シャッター25が開いているときシャッター25を通過して空気が流れるようになっている。
Note that air flows through the
ラジエータ23は、ダクト15の内部の後側で、コンデンサ21とシャッター25とから離れ、第1の通路9と第2の通路11とを塞ぐようにして設けられている。すなわち、ラジエータ23とコンデンサ21およびシャッター25とは、前後方向にならんでおり、空気の流れ方向(前後方向)からすると直列して設けられている。なお、コンデンサ21と同様にして、ラジエータ23を通過して空気が流れるようになっている。
The
仕切り板13は、平板状に形成されており、厚さ方向が上下方向になるようにして、ダクト15内で、ラジエータ23から後方に延びて、第1の通路9と第2の通路11とを仕切っている。
The
冷却ファン5は、ラジエータ23の後方でラジエータ23から離れ、仕切り板13で仕切られている第1の通路9を塞ぐようにして第1の通路9内に設けられている。
The
なお、冷却ファン5が稼働しているとき、冷却ファン5は、前側から空気を吸い込み、後方に排出するようになっている。冷却ファン5が停止しているときでも、走行風は、冷却ファン5を通過できるようになっている。
In addition, when the
フラッパー7は、ラジエータ23の後方でラジエータ23から離れ、仕切り板13で仕切られている第2の通路11を塞ぐようにして第2の通路11内に設けられている。
The
制御部27は、シャッター25の開度を制御するようになっている。
The
制御部27は、コンデンサ21の状態(たとえば、冷媒の圧力)、たとえば、ラジエータ23の状態(たとえば、冷却水の温度)の少なくともいずれかに応じて、シャッター25の開度を調整するように構成されている。
The
冷却システム1には、エンジン冷却水の温度(たとえば、ラジエータ21の冷却水入口におけるエンジン冷却水の温度)を検出するエンジン冷却水温度検出センサと、コンデンサ21の冷媒入口における冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出センサとが設けられている。これらの検出センサで検出された温度や圧力が、制御部27に送られるようになっている。そして、制御部27は、たとえば、エンジン冷却水温度センサで検出した温度と、冷媒圧力検出センサで検出した圧力とを用いて、シャッター25の開度を制御するようになっている。
The cooling system 1 detects an engine cooling water temperature detection sensor that detects the temperature of the engine cooling water (for example, the temperature of the engine cooling water at the cooling water inlet of the radiator 21), and the refrigerant pressure at the refrigerant inlet of the
ここで、冷却システム1の動作について説明する。冷却システム1は、制御部27による制御の下、図4で示すような動作をするようになっている。なお、冷却ファン5は稼動しているものとする。
Here, the operation of the cooling system 1 will be described. The cooling system 1 operates as shown in FIG. 4 under the control of the
制御部27は、空気流が強く(たとえば、フラッパー7が開く速度で車両3が高速走行しており)、ラジエータ23が冷却を必要としているとき(エンジン冷却水温度検出センサで検出した温度が所定の閾値よりも高かったとき)、コンデンサ21の状態にかかわらず、シャッター25を開くか(シャッター25の開度を大きくするか)もしくは全開にする(図2、図4の表のセルA参照)。
When the air flow is strong (for example, the
また、制御部27は、空気流が強く、ラジエータ23の冷却が不要であるとき(エンジン冷却水温度検出センサで検出した温度が所定の閾値よりも低かったとき)、コンデンサ21の状態にかかわらず、シャッター25を閉じるか(シャッター25の開度を小さくするか)もしくは全閉にする(図3、図4の表のセルB参照)。
Further, the
また、制御部27は、空気流が弱く(車両3がアイドル状態にありもしくは車両3が低速走行しており)、コンデンサ21が冷却を必要としているとき(冷媒圧力検出センサで検出した圧力が所定の閾値よりも高かったとき)、ラジエータ23の状態にかかわらず、シャッター25を閉じるかもしくは全閉にする(図4の表のセルC参照)。
Further, the
また、制御部27は、空気流が弱く、コンデンサ21の冷却が不要であり(冷媒圧力検出センサで検出した圧力が所定の閾値よりも低く)、ラジエータ23が冷却を必要としているとき、シャッター25を開くかもしくは全開にする(図4の表のセルD参照)。
Further, the
また、制御部27は、空気流が弱く、コンデンサ21の冷却が不要であり、ラジエータ23の冷却が不要であるとき、シャッター25の開度はどうなっていてもよいので、シャッター25の状態を維持する(図4の表のセルE参照)。
Further, when the airflow is weak, the
冷却システム1によれば、冷却ファン5が配設されている第1の通路9とフラッパー7が配設されている第2の通路11との相互間の空気の流れを制限する仕切り板13を備えているので、冷却ファン5やフラッパー7の動作状況によって第1の通路9の空気流と第2の通路11の空気流との相互間での干渉を無くすことができる。そして、冷却ファン5を使用して冷却を行う通気抵抗の高い第1の通路9(通気抵抗の高い通風系)と、車両3の走行風を使用して冷却を行う通気抵抗の低い第2の通路11(通気抵抗の低い通風系)との両方の通風系の冷却を両立させて行うことができる。
According to the cooling system 1, the
すなわち、従来の冷却システム301では、図5で示すように、車両303が高速走行していることで走行風が発生しており、冷却ファン305が作動している状態で冷却ファン305が走行風に勝っていると、ラジエータ317と冷却ファン305およびフラッパー309との間に負圧の領域A1が発生してしまう(ラジエータ307と冷却ファン305およびフラッパー309との間の空間が大気圧よりも低い圧力になる)。これにより、フラッパー309が開かず、走行風を効率良く利用することができない。
That is, in the
また、従来の冷却システム301では、図6で示すように、車両303が高速走行していることで走行風が発生しており、冷却ファン305が作動している状態で冷却ファン305が走行風に負けていると、ラジエータ3017と冷却ファン305およびフラッパー309との間に正圧の領域A2が発生する(ラジエータ317と冷却ファン305およびフラッパー309との間の空間が大気圧よりも高い圧力になる)。これにより、フラッパー309は開くが、冷却ファン305自体が抵抗になり、冷却ファン305を通過する空気の量が減少し(破線の矢印参照)、走行風を効率良く利用することができない。
Further, in the
つまり、従来の冷却システム301では、第1の通路307(コンデンサ313が設けられていることで通気抵抗が高くなっている通風系)と、車両303の走行風を使用して冷却を行う通気抵抗の低い第2の通路311(コンデンサ313が設けられていないことで通気抵抗が低くなっている通風系)との両方の通風系での冷却を両立させて行うことが難しい。
That is, in the
これに対して、冷却システム1では、仕切り板13によって第1の通路9と第2の通路11との空気がお互いに遮断されているので、車両3が高速走行していることで走行風が発生しており、冷却ファン5が作動している状態であっても、第2の通路11におけるラジエータ23と冷却ファン5およびフラッパー7との間に負圧が発生することが無く、図1で示す領域A3と領域A5との圧力がお互いに独立した値になり、第2の通路11に設けられているフラッパー7が開く。
On the other hand, in the cooling system 1, since the air in the
これにより、走行風が第2の通路11を十分に通り抜け、走行風を効率良く利用することができる(図2の矢印AR1)。また、第1の通路9での通気抵抗が高くても(冷却ファン5の通気抵抗が高くても)、冷却ファン5で空気を十分に引き込むことができる(図2の矢印AR2)。
Thus, the traveling wind can sufficiently pass through the
そして、第1の通路9に設置されているコンデンサ21を十分に冷却することができ、また、第1の通路9と第2の通路11とにまたがって設けられているラジエータ23を十分に冷却することができる。
The
さらに、仕切り板13によって第1の通路9と第2の通路11との空気がお互いに遮断されているので、車両3が高速走行していることで走行風が発生しており、冷却ファン5が作動している状態で、図2に矢印AR3で示すような空気の引き込みがあり、コンデンサ21の影響を受けない温度の低い空気の一部を用いて、第1の通路9側のラジエータ23の部位を冷却することができる。
Further, since the air in the
また、冷却システム1によれば、空気流を調整するシャッター25が第2の通路11に対応する位置に配設されているので、アイドル時に冷却ファン5を稼働させてシャッター25を閉じておくことで、コンデンサ21を通過する空気量を増やすことができ、コンデンサ21を十分に冷却することができる。また、シャッター25を閉じておいても、アイドル状態の車両3のエンジンからの放熱量は少ないので、ラジエータ23も十分に冷却することができる。
Further, according to the cooling system 1, since the
また、冷却システム1によれば、コンデンサ21が設けられている第1の通路9の下方に第2の通路11が設けられているので、コンデンサ21の熱が対流によって第2の通路11側に流れることが防止され、第2の通路11を通った空気でラジエータ23を効率良く冷却することができる。
Moreover, according to the cooling system 1, since the 2nd channel |
また、冷却システム1によれば、制御部27の制御の下、コンデンサ21の状態、ラジエータ23の状態の少なくともいずれかに応じて、シャッター25の開度を調整するように構成されているので、無駄の無い動作でコンデンサ21やラジエータ23を効率良く冷却することができる。
Further, the cooling system 1 is configured to adjust the opening degree of the
また、冷却システム1によれば、空気流(走行風)が強く、ラジエータ23が冷却を必要としているとき、制御部27の制御の下、シャッター25を開くかもしくは全開にするので、走行風が第2の通路11をほぼそのまま流れ、ラジエータ23を効率良く冷却することができる。
Further, according to the cooling system 1, when the airflow (traveling wind) is strong and the
また、冷却システム1によれば、空気流が強く、ラジエータ23の冷却が不要であるとき、制御部27の制御の下、シャッター25を閉じるかもしくは全閉にするので、車両3の空力特性を良くすることができる(空気抵抗係数を小さくすることができる)。
Further, according to the cooling system 1, when the air flow is strong and the cooling of the
また、冷却システム1によれば、空気流が弱く、コンデンサ21が冷却を必要としているとき、制御部27の制御の下、シャッター25を閉じるかもしくは全閉にするので、冷却ファン5の稼働によって発生する空気流の総てが第1の通路9を流れ、コンデンサ21を効率良く冷却することができる。
Further, according to the cooling system 1, when the air flow is weak and the
また、冷却システム1によれば、空気流が弱く、コンデンサ21の冷却が不要であり、ラジエータ23が冷却を必要としているとき、制御部27の制御の下、シャッター25を開くかもしくは全開にするので、冷却ファン3で生成された空気流が、コンデンサ21を通らずにラジエータ23に流れ、ラジエータ23を効率良く冷却することができる。
Further, according to the cooling system 1, when the air flow is weak and the
なお、冷却システム1は、車両に搭載されるエンジンの冷却システムであって、コンデンサとラジエータの一部と冷却ファンとが前から後に向かい空気の流れ方向でこの順に直列状態で配設されている第1の通路と、前記ラジエータの残りの部位が配設されている第2の通路とを備え、前記第1の通路と前記第2の通路との境界の少なくとも一部が、仕切り部材によって仕切っている冷却システムの例である。 The cooling system 1 is a cooling system for an engine mounted on a vehicle, and a condenser, a part of a radiator, and a cooling fan are arranged in series in this order in the air flow direction from front to back. A first passage and a second passage in which a remaining portion of the radiator is disposed, and at least a part of a boundary between the first passage and the second passage is partitioned by a partition member. It is an example of a cooling system.
1 冷却システム
5 送風機構(冷却ファン)
7 空気流路開閉機構(フラッパー)
9 第1の通路
11 第2の通路
13 仕切り部材(仕切り板)
21 第1の熱交換器(コンデンサ)
23 第2の熱交換器(ラジエータ)
25 シャッター
27 制御部
1
7 Air channel opening / closing mechanism (Flapper)
9
21 First heat exchanger (condenser)
23 Second heat exchanger (radiator)
25
Claims (7)
空気流によって開閉する空気流路開閉機構と、
前記送風機構が配設されている第1の通路と、
前記空気流路開閉機構が配設されている第2の通路と、
前記第1の通路と前記第2の通路との相互間の空気の流れを制限する仕切り部材と、
を有することを特徴とする冷却システム。 A blower mechanism;
An air channel opening and closing mechanism that opens and closes by an air flow;
A first passage in which the air blowing mechanism is disposed;
A second passage in which the air flow path opening / closing mechanism is disposed;
A partition member for restricting the flow of air between the first passage and the second passage;
A cooling system comprising:
前記第1の通路に対応する位置に配設されている第1の熱交換器と、
前記第1の通路と前記第2の通路との両方の通路にまたがるように配設されている第2の熱交換器と、
を有することを特徴とする冷却システム。 The cooling system of claim 1, wherein
A first heat exchanger disposed at a position corresponding to the first passage;
A second heat exchanger disposed to span both the first passage and the second passage;
A cooling system comprising:
前記第2の通路に対応する位置に配設され、空気流を調整するシャッターを有することを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 1 or 2,
A cooling system, comprising a shutter that is disposed at a position corresponding to the second passage and adjusts an air flow.
前記シャッターは、前記第1の熱交換器の下方に配設されていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 3.
The cooling system according to claim 1, wherein the shutter is disposed below the first heat exchanger.
前記シャッターを制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記第1の熱交換器の状態、前記第2の熱交換器の状態の少なくともいずれかに応じて、前記シャッターの開度を調整するように構成されていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 3 or claim 4,
A control unit for controlling the shutter;
The control unit is configured to adjust the opening of the shutter according to at least one of a state of the first heat exchanger and a state of the second heat exchanger. Cooling system.
前記制御部は、空気流が強く、前記第2の熱交換器が冷却を必要としているとき、前記シャッターの開度を大きくするかもしくは全開にし、
また、前記制御部は、空気流が強く、前記第2の熱交換器の冷却が不要であるとき、前記シャッターの開度を小さくするかもしくは全閉にし、
また、前記制御部は、空気流が弱く前記第1の熱交換器が冷却を必要としているとき、前記シャッターの開度を小さくするかもしくは全閉にし、
また、前記制御部は、空気流が弱く、前記第1の熱交換器の冷却が不要であり、前記第2の熱交換器が冷却を必要としているとき、前記シャッターの開度を大きくするかもしくは全開にするように構成されていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 5, wherein
When the air flow is strong and the second heat exchanger needs cooling, the control unit increases or fully opens the shutter.
In addition, when the air flow is strong and cooling of the second heat exchanger is unnecessary, the control unit reduces the opening of the shutter or fully closes it,
In addition, when the air flow is weak and the first heat exchanger needs to be cooled, the control unit reduces or fully closes the opening of the shutter.
In addition, the control unit may increase the opening of the shutter when the air flow is weak, the first heat exchanger does not need to be cooled, and the second heat exchanger needs to be cooled. Or the cooling system characterized by being comprised so that it may open fully.
コンデンサとラジエータの一部と冷却ファンとが直列状態で配設されている第1の通路と、前記ラジエータの残りの部位が配設されている第2の通路とを備え、前記第1の通路と前記第2の通路との境界の少なくとも一部が、仕切り部材によって仕切っていることを特徴とする冷却システム。
An engine cooling system mounted on a vehicle,
A first passage in which a condenser, a part of the radiator, and a cooling fan are arranged in series; and a second passage in which the remaining portion of the radiator is arranged, the first passage And at least a part of the boundary between the second passage and the second passage is partitioned by a partition member.
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