JP3417307B2 - ラジエータ - Google Patents

ラジエータ

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JP3417307B2
JP3417307B2 JP21687398A JP21687398A JP3417307B2 JP 3417307 B2 JP3417307 B2 JP 3417307B2 JP 21687398 A JP21687398 A JP 21687398A JP 21687398 A JP21687398 A JP 21687398A JP 3417307 B2 JP3417307 B2 JP 3417307B2
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジエータ、特
に、流体が左右方向に流れるタイプのラジエータにおけ
る流体の注入及び排出を確実かつ容易に行うことのでき
るラジエータの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車のエンジンの冷却装置は主
に水冷式で、シリンダーの外周面にあるウォータジャケ
ット内に水を循環させ冷却させている。冷却によって熱
くなった水はラジエータに導いて走行による風や冷却フ
ァンの風で冷やしてからまたウォータジャケットに戻さ
れ冷却に利用される。
【0003】前記ラジエータは、広い放熱面積を確保す
るために複数の細いウォータチューブで構成され、導か
れた水を効率よく冷却している。一般に、ラジエータに
は、水が左右方向に流れるタイプ(以下、クロスフロー
式ラジエータという)と、垂直方向に流れるタイプ(以
下、バーチカルフロー式ラジエータという)とがある。
【0004】ところで、前記クロスフロー式ラジエータ
は、一般に左右方向に配置されるウォータチューブの長
さが長く、またウォータチューブ自体も細いためウォー
タチューブ内の抵抗が大きく流れにくい。そのため、例
えば、実開平4−10282号公報には、ウォータチュ
ーブが接続されるタンクの断面形状を略三角形形状にす
ることによって、タンクにおける水の抵抗を低減し、ウ
ォータジャケットからインレットタンクへの水の流入、
及びウォータチューブを経由してアウトレットタンクか
らの水の流出を円滑に行えるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、長く細いウォ
ータチューブを左右方向に複数有する従来のクロスフロ
ー式ラジエータ内部に、循環する流体(水)を注入する
場合、ウォータチューブ内部やウォータチューブとイン
レットタンク及びアウトレットタンクとの接続部、イン
レットタンクやアウトレットタンクに接続されるウォー
タジャケット等にエア(気泡)が残留してしまうことが
ある。通常、残留したエアは、ラジエータの最も高い位
置に配置された注水口やエア排出部等に移動し外部に排
出されるが、前述したように長細く左右方向にほぼ水平
に延びるウォータチューブの場合、完全にエアを抜くこ
とが困難であった。エアが残留するとその部分の温度が
局所的に上昇してしまいその部分で部材の破損のおそれ
があると共に、エアにより十分な水の循環が阻害され、
ラジエータが正常に機能しなくなってしまうという問題
がある。
【0006】また、ラジエータ内部に水を注水する時に
もエアが残留しているためにゆっくり注水したり振動を
与えながら注水する必要があり作業時間が長く煩雑にな
るという問題がある。
【0007】さらに、メンテナンス時にラジエータの水
を交換するために排水を行うときには、長細いウォータ
チューブから水を完全に抜くことが困難であり、作業時
間が長くなってしまうという問題もある。
【0008】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、内部にエアを残留させること
なく迅速な注水が行えると共に、迅速かつ完全な排水を
行うことのできるシンプルな構成のラジエータを提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、第1の発明は、流体を左右方向に流すこと
によって冷却するラジエータにおいて、流体が流れるウ
ォータチューブが左右方向に複数配置された外形が略方
形のラジエータコアと、前記ラジエータコアの一方端に
接続可能で上端に流体流入口を有するタンクであって、
当該タンクの下端側がラジエータコアの接続側に向かっ
て上端側より広がった断面略三角形形状を呈するインレ
ットタンクと、前記ラジエータコアの他方端に接続可能
で下端に流体流出口を有し上端にエア排出部を有するタ
ンクであって、当該タンクの上端側がラジエータコアの
接続側に向かって下端側より広がった断面略逆三角形形
状を呈するアウトレットタンクと、を含み、前記インレ
ットタンクとアウトレットタンクとによって、前記ラジ
エータコアがインレットタンク側よりアウトレットタン
ク側が高くなるように支持されていることを特徴とす
る。
【0010】この構成によれば、通常水平に配置される
ラジエータコアをアウトレットタンク側を高くして配置
することが可能である。その結果、ウォータチューブが
斜めに配置されることにより、ラジエータ内に残留する
エアを容易にアウトレットタンク上端のエア排出部に導
き、ラジエータ外部に当該エアを排出することができ
る。
【0011】また、上記目的を達成するために、第2の
発明は、第1の発明において、前記インレットタンク及
びアウトレットタンクに突出したウォータチューブの接
続部もウォータチューブに沿って傾斜することを特徴と
する。
【0012】この構成によれば、ウォータチューブの接
続部が傾くことによりエアが残留することを容易に防止
することができる。
【0013】また、上記目的を達成するために、第3の
発明は、第1または第2の発明において、前記インレッ
トタンクの下端側にドレンコックを有していることを特
徴とする。
【0014】この構成によれば、ラジエータコアの最も
低い位置にドレンコックがあるためラジエータコア内部
の流体をインレットタンクの下端に容易に集めることが
可能で、流体をラジエータ外部に容易に排出することが
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
(以下、実施形態という)を図面に基づき説明する。
【0016】図1には、本実施形態のラジエータ10の
構成を説明するため概略説明図が示されている。このラ
ジエータ10は、冷却流体である、例えば水が左右方向
に流れる、いわゆるクロスフロー式ラジエータである。
ラジエータ10は、循環する水をラジエータ10を搭載
する自動車等の走行による風や冷却ファンの風で、実際
に冷却するラジエータコア12と、当該ラジエータコア
12を両側から支持するインレットタンク14及びアウ
トレットタンク16とから構成されている。
【0017】前記ラジエータコア12は、従来の水平置
き型のラジエータコアと同様に、薄板材を円筒形や扁平
筒形に丸めたウォータチューブ18を左右方向に複数配
列し、各ウォータチューブ18の端面をコアプレート2
0a,20bで支持している。各ウォータチューブ18
とコアプレート20a(20b)の接続は、図2に示す
ように、コアプレート20aの開口部20cにウォータ
チューブ18を挿入して、鑞付け等の接合手段により固
定した後、ウォータチューブ18の先端部をラッパ状に
広げている。このように、先端部を広げることによっ
て、細長いウォータチューブ18に対する水の流れをス
ムーズに行うことができる。なお、ラジエータコア12
はコアプレート20a,20bを支持するフレーム12
aによって略方形形状が維持されている。また、各ウォ
ータチューブ18の外壁面には、図2に示すように、波
状のコルゲートフィン22が鑞付け等により接合され、
各ウォータチューブ18の表面積を増加して放熱効果を
向上させている。
【0018】本実施形態の特徴的事項は、前記略方形形
状のラジエータコア12を断面略三角形形状のインレッ
トタンク14及び断面略逆三角形形状のアウトレットタ
ンク16とで、水平に対して、インレットタンク14側
よりアウトレットタンク16側が高くなるように支持し
ているところである。
【0019】図1に示すように、インレットタンク14
は、ラジエータコア12の接続側の下端側が上端側より
広がった断面略三角形形状を呈している。つまり、図1
において、インレットタンク14は、ラジエータコア1
2側に右斜め上方に傾いた傾斜外壁面14aを有してい
る。また、インレットタンク14は、上端に流体流入口
14bを有している。この流体流入口14bには、エン
ジン側のウォータジャケットを通過し加熱された水をイ
ンレットタンク14に導くホースが接続される。
【0020】一方、前記ラジエータコア12の他方側に
接続されるアウトレットタンク16は、上端側がラジエ
ータコア12の接続側の下端側より広がった断面略逆三
角形形状を呈している。つまり、図1において、アウト
レットタンク16は、ラジエータコア12側に左斜め下
方に傾いた傾斜外壁面16aを有している。また、アウ
トレットタンク16は、下端に流体流出口16bを有し
ている。この流体流出口16bには、エンジン側のウォ
ータジャケットに冷却した水を供給するためのホースが
接続される。
【0021】従って、インレットタンク14の傾斜外壁
面14aとアウトレットタンク16の傾斜外壁面16a
をラジエータコア12に接続することにより、当該ラジ
エータコア12をインレットタンク14側よりアウトレ
ットタンク16側が高くなるように支持することが可能
で、ラジエータコア12全体を所定角度(例えば、2°
〜5°)だけ水平面に対して傾けることができる。な
お、本実施形態では、インレットタンク14の傾斜外壁
面14a及びアウトレットタンク16の傾斜外壁面16
aは、インレットタンク14及びアウトレットタンク1
6に開口部として形成され、前記コアプレート20a,
20bで前記開口部を覆うことによって、実質的に密閉
された(エンジン側のウォータジャケットには連通して
いる)インレットタンク14及びアウトレットタンク1
6を形成している。
【0022】このように、ウォータチューブ18のアウ
トレットタンク16側をインレットタンク14側より高
くなるように傾けることによって、ウォータチューブ1
8内に残留したエアを自らの浮力により容易にアウトレ
ットタンク16の上端部に導くことができる。また、図
2に示すように、パイプ状のウォータチューブ18と板
状のコアプレート20a,20bとを鑞付け等により接
合すると必ず符号Aで示すような突出した接続部が形成
されるが、この接続部も斜めに傾斜するため接続部とコ
アプレート20a(20b)との間にエアが残留する場
合でもその量を減少することができる。
【0023】メンテナンス時等に、クロスフロー式ラジ
エータ10に水を注入する場合、アウトレットタンク1
6の上端部に形成されたラジエータキャップ24から行
うが、ウォータチューブ18が傾いているためエアの抜
けが早くなる。その結果、注水もスムーズに行うことが
可能で、作業時間の短縮が可能であると共に、残留エア
の排除を確実に行うことができる。
【0024】また、ウォータチューブ18から排出され
たエアは、アウトレットタンク16の上端部(ラジエー
タキャップ24)の周囲に溜まった後、流体流出口16
bからの水流に巻き込まれウォータジャケット側に吸い
込まれる虞があるが、エアが溜まるアウトレットタンク
16の上端側の体積を下端側の体積より大きくしている
ので、上端側における水の流速を低減することが可能に
なり、エアの移動を低減して、エアが流体流出口16b
から吸い込まれることを防止できる。また、流体流出口
16bの水の吸い込みの影響を最も強く受けるのは、流
体流出口16bに近い下段に位置するウォータチューブ
18であるが、インレットタンク14の下端側の体積を
大きくしているので、下段に位置するウォータチューブ
18の通水抵抗を低減することが可能であり、クロスフ
ロー式ラジエータ10とエンジン側のウォータジャケッ
トとの間の水の循環を負荷なくスムーズに行うことがで
きると共に、通水抵抗を低減することにより、キャビテ
ーションの発生を抑制することが可能になり、構成部材
へのダメージを低減することができる。
【0025】なお、所定量のエアがラジエータキャップ
24の周囲に溜まったら、それを図示しないセンサが検
出して、図示しないリザーバタンクから注水が行われ、
溜まったエアはラジエータ外部に排出される。
【0026】また、メンテナンス等の時にクロスフロー
式ラジエータ10の水を排水するためのドレンコック2
6をインレットタンク14の下端位置に配置することが
望ましい。通常、水平に配置された細長いウォータチュ
ーブ18の中の水は、排出しづらいが、本実施形態にお
いては、ラジエータコア12(ウォータチューブ18)
全体を所定角度傾けているため、排水時等にクロスフロ
ー式ラジエータ10全体を傾けたり、振動を与えたりす
ることなく、ウォータチューブ18から重力によって水
を抜くことが可能になり、排水作業を迅速かつ容易に行
うことができる。
【0027】なお、本実施形態に示したように、インレ
ットタンク14及びアウトレットタンク16の形状によ
り、従来通りコアプレート20a,20bに対して直角
に配置されたウォータチューブ18を傾けることが可能
なので、従来水平置き型の汎用タイプのラジエータコア
12を利用して、様々な車種のラジエータに適応するこ
とができる。すなわち、傾斜角度の異なるもの、傾斜方
向の異なるもの(流体の流入出口14b,16bの配置
が逆になるもの)等の調整をインレットタンク14及び
アウトレットタンク16の形状により容易に行うことが
できる。
【0028】また、インレットタンク14及びアウトレ
ットタンク16において、ラジエータコア12の非接触
面側は、ほぼ垂直に形成されているので、ラジエータコ
ア12を含むラジエータ10のシルエットはほぼ方形と
なり、車両側に形成された長方形の冷却風取り入れ口に
密着可能であり、ラジエータコア12に効率的な冷却風
供給を行うことができる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、インレットタンクとア
ウトレットタンクのラジエータコア側に傾斜外壁面を形
成することにより、通常水平に配置されるラジエータコ
アをアウトレットタンク側をインレットタンク側より高
くして配置し、ウォータチューブを斜めに配置すること
が可能になる。その結果、ラジエータ内に残留するエア
を容易にアウトレットタンク上端のエア排出部に導き、
ラジエータ外部に当該エアを容易に排出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態のラジエータの構成概念を
説明する説明図である。
【図2】 本発明の実施形態のラジエータのウォータチ
ューブ接続部分を説明する説明図である。
【符号の説明】
10 ラジエータ、12 ラジエータコア、12a フ
レーム、14 インレットタンク、14a,16a 傾
斜外壁面、14b 流体流入口、16 アウトレットタ
ンク、16b 流体流出口、18 ウォータチューブ、
20a,20bコアプレート、24 ラジエータキャッ
プ、26 ドレンコック。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01P 3/18 B60K 11/04 F28D 1/053 F28F 9/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体を左右方向に流すことによって冷却
    するラジエータにおいて、 流体が流れるウォータチューブが左右方向に複数配置さ
    れた外形が略方形のラジエータコアと、 前記ラジエータコアの一方端に接続可能で上端に流体流
    入口を有するタンクであって、当該タンクの下端側がラ
    ジエータコアの接続側に向かって上端側より広がった断
    面略三角形形状を呈するインレットタンクと、 前記ラジエータコアの他方端に接続可能で下端に流体流
    出口を有し上端にエア排出部を有するタンクであって、
    当該タンクの上端側がラジエータコアの接続側に向かっ
    て下端側より広がった断面略逆三角形形状を呈するアウ
    トレットタンクと、 を含み、 前記インレットタンクとアウトレットタンクとによっ
    て、前記ラジエータコアがインレットタンク側よりアウ
    トレットタンク側が高くなるように支持されていること
    を特徴とするラジエータ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のラジエータにおいて、 前記インレットタンク及びアウトレットタンクに突出し
    たウォータチューブの接続部もウォータチューブに沿っ
    て傾斜することを特徴とするラジエータ。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載のラジエー
    タにおいて、 前記インレットタンクの下端側にドレンコックを有して
    いることを特徴とするラジエータ。
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