JP4062933B2

JP4062933B2 - 車両用冷却装置

Info

Publication number: JP4062933B2
Application number: JP2002041327A
Authority: JP
Inventors: 正太前田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-02-19
Also published as: JP2003237385A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車エンジン冷却用のラジエータに用いて好適な車両用冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用冷却装置として、図４に示すように、エンジン冷却水温度（例えばエンジン１０の出口水温）に応じてウォータポンプ１３２を作動させて、リザーブタンク１２０内に予め貯留した冷却水をラジエータ１１０のコア部１１６に噴射する噴射ノズル１３１を設けたものが知られている。これは、エンジン負荷が高い走行時であって、冷却水温度が所定温度より高くなった時に、噴射ノズル１３１から冷却水をラジエータ１１０のコア部１１６に噴射して、熱交換効率を高めてラジエータ１１０の冷却能力を向上するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却水の噴射に応じてリザーブタンク１２０内の冷却水は減少する一方となるので、走行の都度冷却水補充のためのメンテナンスを要する。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、リザーブタンク内への冷却水の補充を不要とする車両用冷却装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、車両（１）に搭載される機器（１０）内を流通する流体を冷却する熱交換器（１１０）に、冷却水を貯留するリザーブタンク（１２０）と、リザーブタンク（１２０）内の冷却水を熱交換器（１１０）の外表面に流出させる冷却水流出手段（１３０）とが設けられる車両用冷却装置において、車両（１）の室内を冷房する冷凍サイクル装置（２０）内の蒸発器（２１）で凝縮された凝縮水を、リザーブタンク（１２０）内に供給する凝縮水供給手段（１４０）を設け、冷却水流出手段（１３０）は、リザーブタンク（１２０）内に設けられて、水平方向に対して車両（１）後方上側に向けて所定角度（θ）で傾斜し、水平方向の反所定角度側に冷却水を堰き止める堰（１２２）と、所定角度（θ）側の前記リザーブタンク（１２０）底部（１２１）に設けられ、前記冷却水が外部に流出する流出孔（１２３）とから構成されるようにしたことを特徴としている。
【０００７】
これにより、蒸発器（２１）で生成される凝縮水が凝縮水供給手段（１４０）によって逐次リザーブタンク（１２０）に供給されるので、リザーブタンク（１２０）内への冷却水の補充を不要とすることができる。
【０００９】
また、一般に車両（１）の機器（１０）にとって熱負荷の厳しい登坂走行時に、車両（１）が所定角度（θ）で傾斜した場合、冷却水は堰（１２２）を乗り越えて流出孔（１２３）から熱交換器（１１０）の外表面に流出するので、従来技術のような熱負荷状態の検出手段や冷却水噴射手段を要することなく簡単な構成で安価に対応可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、リザーブタンク（１２０）は、熱交換器（１１０）の上側に設けられるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、リザーブタンク（１２０）から流出する冷却水を熱交換器（１１０）の上側から供給でき、効率良く熱交換器（１１０）の冷却能力を向上させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、熱交換器（１１０）とリザーブタンク（１２０）とは互いに係合され、リザーブタンク（１２０）には、車両（１）の所定部位（１１）に取付けられる取付け部（１２４）が形成されたことを特徴としている。
【００１３】
これにより、リザーブタンク（１２０）を熱交換器（１１０）と一体にして、車両（１）への装着性を向上でき、且つ、取付け部（１２４）での取付けを可能とすることができる。更に、熱交換器（１１０）とリザーブタンク（１２０）とを別個に設けていた場合に対して、各取付け部材を低減できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、リザーブタンク（１２０）は、蒸発器（２１）よりも下側に配置され、凝縮水供給手段（１４０）は、蒸発器（２１）下側部とリザーブタンク（１２０）内とを接続するホース（１４０）としたことを特徴としている。
【００１５】
これにより、蒸発器（２１）で生成される凝縮水を重力によってリザーブタンク（１２０）内に供給することができ、ポンプ等の圧送手段が不要となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、凝縮水供給手段（１４０）は、蒸発器（２１）下側部およびリザーブタンク（１２０）内を接続するホース（１４０）と、ホース（１４０）間に設けられるポンプ（１４１）とから構成されるようにしたことを特徴としている。
【００１７】
これにより、リザーブタンク（１２０）と蒸発器（２１）の高さ方向の位置に関係なく、蒸発器（２１）での凝縮水をリザーブタンク（１２０）内に供給できる。
【００１８】
請求項１〜請求項５の発明においては、請求項６に記載の発明のように、車両（１）に搭載される機器（１０）をエンジン（１０）とし、熱交換器（１１０）としては、エンジン（１０）内を流通する流体としての冷却水を冷却するラジエータ（１１０）に適用して好適である。
【００１９】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１、図２に示す。第１実施形態は、本発明の車両用冷却装置１００を車両１のエンジン１０を冷却するラジエータ１１０に適用したものであり、まず、具体的な構成について図１に基づいて説明する。尚、ここでは車両１は、室内のダッシュボード位置がラジエータ１１０よりも高い位置となる１ＢＯＸ車としている。
【００２１】
車両用冷却装置１００は、ラジエータ１１０にリザーブタンク１２０、冷却水流出手段１３０および凝縮水供給手段１４０を設けたものである。ラジエータ１１０は周知のように、車両１に搭載されるエンジン（機器）１０内の冷却水（流体）を冷却する熱交換器であり、アッパタンク１１１、ロウアタンク１１４、コア部１１６から成る。
【００２２】
アッパタンク１１１に設けられた入口パイプ１１２にラジエータホース１２が接続され、また、ロウアタンク１１４に設けられた出口パイプ１１５にラジエータホース１３が接続されている。これによりエンジン１０内の冷却水が図示しないウォータポンプによってラジエータ１１０内を循環し、コア部１１６で冷却水は冷却される。
【００２３】
また、アッパタンク１１１の上面には上側に突出する突起部１１３が設けられ、この突起部１１３には円筒状の弾性部材（以下、マウントゴム）１５０が装着されている。
【００２４】
リザーブタンク１２０は、内部に冷却水を貯留する樹脂材から成る細長の容器であり、ラジエータ１１０の上側に配置されて、アッパタンク１１１の長手方向（図１では紙面に対して垂直方向）に延びている。リザーブタンク１２０の上面には後述する蒸発器２１からの凝縮水が流入する流入孔１２６が設けられており、また、底部１２１には、上記アッパタンク１１１に装着されたマウントゴム１５０が嵌入されるマウント嵌入部１２５が設けられている。
【００２５】
そして、リザーブタンク１２０の内部には、水平方向に対して車両１の後方上側に所定角度θで傾斜して、水平方向の反所定角度側に冷却水を堰き止める堰１２２がリザーブタンク１２０の長手方向に延びるように設けられている。また、所定角度θ側の底部１２１には冷却水が外部に流出する流出孔１２３がリザーブタンク１２０の長手方向に連続して設けられている。（流出孔１２３は、リザーブタンク１２０の長手方向に所定間隔で複数設けるようにしても良い。）そして、底部１２１における上側の面は、上記堰１２２と平行になるようにしている。尚、所定角度θは、車両１の登坂走行時における登坂路の勾配（７〜１２度）を想定した角度としている。ラジエータ１１０への冷却水流出手段は、リザーブタンク１２０に設けた堰１２２と流出孔１２３より構成される。
【００２６】
更には、リザーブタンク１２０の上面には、上側に向けてほぼ垂直に延びる取付け部１２４が設けられている。マウントゴム１５０がマウント嵌入部１２５に嵌入されて、ラジエータ１１０とリザーブタンク１２０とが係合された後に、この取付け部１２４が、車両１のアッパメンバ（所定部位）１１に固定される。尚、ラジエータ１１０の下側は、ロウアタンク１１４にマウントゴム１５１が装着され、このマウントゴム１５１が車両１のロウアメンバ１４に嵌入、固定されている。
【００２７】
一方、車両１のダッシュボード内には、室内を冷房する冷凍サイクル装置２０を構成する蒸発器２１が配設されている。蒸発器２１は、空調ケース２２内に収容されて、内部の冷媒を蒸発させて、その蒸発潜熱によって空調ケース２２内に送風される空気を冷却するものである。この時空気中に含まれる水分が凝縮水として生成されるが、空調ケース２２の下側には凝縮水を排出するドレン孔２３が設けられている。
【００２８】
そして、ドレン孔２３とリザーブタンク１２０の流入孔１２６とが凝縮水供給手段としてのホース１４０で接続されるようにしている。尚、車両１は上記で説明したように１ＢＯＸ車両であり、ドレン孔２３は流入孔１２６より高い位置となっている。
【００２９】
次に、上記構成に基づく作動および作用効果について説明する。車両１走行時においては、エンジン１０の冷却水はラジエータ１１０によって適温と成るように冷却されるが、一般に登坂走行時においてはエンジン１０の負荷は高くなり、ラジエータ１１０の冷却能力が大きく必要とされる。本発明においては、この場合に、図２に示すように、ラジエータ１１０が登坂路の勾配（θ）分だけ傾斜すると、リザーブタンク１２０内の堰１２２が水平方向となり、堰き止められていた冷却水が堰１２２を乗り越えて、流出孔１２３から外部に流出する。そして、流出した冷却水はラジエータ１１０のコア部１１６に流れ、この冷却水によって熱交換効率が向上され冷却能力を向上させることができる。
【００３０】
従来技術においては、リザーブタンク１２０内の冷却水は、ラジエータ１１０の冷却能力向上のために使用されると減少する一方であったが、本発明では蒸発器２１で生成される凝縮水がホース１４０によって、リザーブタンク１２０に供給されるので、リザーブタンク１２０内への冷却水の補充を不要とすることができる。
【００３１】
また、リザーブタンク１２０に設けた堰１２２と流出孔１２３によって、一般にエンジン１０の負荷が高くなる登坂走行時に冷却水をラジエータ１１０のコア部１１６に供給でき、従来技術のような熱負荷状態の検出手段や冷却水噴射手段を要することなく簡単な構成で安価に対応可能となる。
【００３２】
また、リザーブタンク１２０をラジエータ１１０の上側に配置するようにしているので、リザーブタンク１２０から流出する冷却水をラジエータ１１０の上側から供給でき、効率良くラジエータ１１０の冷却能力を向上させることができる。
【００３３】
また、リザーブタンク１２０をマウントゴム１５０を介して、ラジエータ１１０に係合させて一体にしているので、車両１への装着性を向上でき、且つ、リザーブタンク１２０に設けた取付け部１２４で車両１のアッパメンバ１１に取付けが可能となる。そして、ラジエータ１１０とリザーブタンク１２０とを別個に設けていた場合に対して、各取付け部材を低減できる。
【００３４】
更に、蒸発器２１がリザーブタンク１２０よりも高い位置となるように設定しているので、蒸発器２１で生成される凝縮水を重力によってリザーブタンク１２０に供給することができ、ポンプ等の圧送手段が不要となる。
【００３５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図に示す。上記第１実施形態では、蒸発器２１がリザーブタンク１２０よりも高い位置に設定されるものとして説明したが、車両によっては、両者の位置関係がそのように確保できない場合もある。第２実施形態は、そのような場合での対応を可能とするものであり、蒸発器２１の下側となるドレン孔２３とリザーブタンク１２０の流入孔１２６とを接続するホース１４０の間にポンプ１４１を設けるようにしている。
【００３６】
これにより、リザーブタンク１２０と蒸発器２１の高さ方向の位置に関係なく、蒸発器２１での凝縮水をリザーブタンク１２０内に供給できる。
【００３７】
（その他の実施形態）
上記第１、第２実施形態では、熱交換器としてエンジン１０の冷却水を冷却するラジエータ１１０を対象に説明したが、これに限らず、冷凍サイクル装置（機器）２０内の冷媒（流体）を凝縮する凝縮器や、ターボチャージャー（機器）で過給された空気（流体）を冷却するインタークーラ等に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を示す模式図である。
【図２】登坂走行時における作動状態を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す模式図である。
【図４】従来技術を示す模式図である。
【符号の説明】
１車両
１０エンジン（機器）
１１アッパメンバ（所定部位）
２０冷凍サイクル装置
２１蒸発器
１００車両用冷却装置
１１０ラジエータ（熱交換器）
１２０リザーブタンク
１２１底部
１２２堰
１２３流出孔
１２４取付け部
１３０冷却水流出手段
１４０ホース（凝縮水供給手段）
１４１ポンプ（凝縮水供給手段）

Claims

車両（１）に搭載される機器（１０）内を流通する流体を冷却する熱交換器（１１０）に、
冷却水を貯留するリザーブタンク（１２０）と、
前記リザーブタンク（１２０）内の前記冷却水を前記熱交換器（１１０）の外表面に流出させる冷却水流出手段（１３０）とが設けられる車両用冷却装置において、
前記車両（１）の室内を冷房する冷凍サイクル装置（２０）内の蒸発器（２１）で凝縮された凝縮水を、前記リザーブタンク（１２０）内に供給する凝縮水供給手段（１４０）を設け、
前記冷却水流出手段（１３０）は、前記リザーブタンク（１２０）内に設けられて、水平方向に対して前記車両（１）後方上側に向けて所定角度（θ）で傾斜し、水平方向の反所定角度側に前記冷却水を堰き止める堰（１２２）と、前記所定角度（θ）側の前記リザーブタンク（１２０）底部（１２１）に設けられ、前記冷却水が外部に流出する流出孔（１２３）とから構成されるようにしたことを特徴とする車両用冷却装置。
前記リザーブタンク（１２０）は、前記熱交換器（１１０）の上側に設けられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
前記熱交換器（１１０）と前記リザーブタンク（１２０）とは互いに係合され、前記リザーブタンク（１２０）には、前記車両（１）の所定部位（１１）に取付けられる取付け部（１２４）が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
前記リザーブタンク（１２０）は、前記蒸発器（２１）よりも下側に配置され、
前記凝縮水供給手段（１４０）は、前記蒸発器（２１）下側部と前記リザーブタンク（１２０）内とを接続するホース（１４０）としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用冷却装置。
前記凝縮水供給手段（１４０）は、前記蒸発器（２１）下側部および前記リザーブタンク（１２０）内を接続するホース（１４０）と、前記ホース（１４０）間に設けられるポンプ（１４１）とから構成されるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用冷却装置。
前記車両（１）に搭載される機器（１０）はエンジン（１０）であり、
前記熱交換器（１１０）は、前記エンジン（１０）内を流通する流体としての冷却水を冷却するラジエータ（１１０）であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車両用冷却装置。