JP6512117B2 - Heat exchange unit - Google Patents
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Description
本発明は、流体と空気との間で熱交換を行わせることによって該流体を冷却する熱交換ユニットに関する。 The present invention relates to a heat exchange unit for cooling a fluid by heat exchange between the fluid and air.
近年、エンジンの出力に加えて電動モータの出力を用いて走行するハイブリッド車両や、過給機を搭載することによってエンジンの排気量を抑制した車両が普及している。このような車両の多様化に伴い、エンジンのみならず、電動モータや、電動モータに電力を供給する電気制御回路、過給機等の冷却も必要になっている。このような車載機器の冷却は、冷却水を循環させて行うことが一般的である。 In recent years, a hybrid vehicle that travels using an output of an electric motor in addition to an output of an engine, and a vehicle in which the displacement of the engine is suppressed by mounting a supercharger have become widespread. Along with such diversification of vehicles, it is also necessary to cool not only the engine but also the electric motor, the electric control circuit for supplying electric power to the electric motor, the turbocharger and the like. It is general to circulate cooling water and to perform such cooling of on-vehicle equipment.
例えば、エンジンの冷却に用いられる冷却水は、エンジンから受熱した後にラジエータに供給される。ラジエータは、高温の冷却水と空気との間で熱交換を行わせることによって、当該冷却水を冷却する。冷却されて温度が低下した冷却水は、再びエンジンに供給される。 For example, cooling water used to cool the engine is supplied to the radiator after receiving heat from the engine. The radiator cools the coolant by heat exchange between the hot coolant and the air. Cooling water that has been cooled and has a reduced temperature is again supplied to the engine.
下記特許文献1には、冷却対象が異なる2つの冷却水を冷却するラジエータが記載されている。詳細には、当該ラジエータは、エンジンから受熱したエンジン冷却水を冷却する第1ラジエータと、電動モータ及び電気制御回路から受熱した電気系冷却水を冷却する第2ラジエータと、を有している。エンジン冷却水、電気系冷却水は、それぞれ第1ラジエータ、第2ラジエータの複数のチューブ内の流路を流れる間に、空気と熱交換を行うことによって冷却される。各チューブの一端には、各チューブへの冷却水の分配を行うタンクが接続され、各チューブの他端には、各チューブから流出した冷却水を集合させるタンクが接続されている。第1ラジエータと第2ラジエータとは、互いに隣り合うように設けられている。 Patent Document 1 below describes a radiator that cools two cooling waters that are different in the object to be cooled. Specifically, the radiator has a first radiator for cooling engine cooling water received from the engine, and a second radiator for cooling electric system cooling water received from the electric motor and the electric control circuit. The engine cooling water and the electrical system cooling water are cooled by heat exchange with air while flowing through the flow paths in the plurality of tubes of the first radiator and the second radiator, respectively. One end of each tube is connected to a tank for distributing cooling water to each tube, and the other end of each tube is connected to a tank for collecting cooling water flowing out from each tube. The first radiator and the second radiator are provided adjacent to each other.
第1ラジエータや第2ラジエータのチューブは、エンジン冷却水や電気系冷却水から受熱して膨張する。一般的に、エンジンから受熱するエンジン冷却水は、電動モータ及び電気制御回路から受熱する電気系冷却水よりも高温になる。このため、エンジン冷却水が流れる第1ラジエータのチューブは、電気系冷却水が流れる第2ラジエータのチューブよりも大きく膨張しようとする。 The tubes of the first radiator and the second radiator receive heat from the engine coolant water and the electrical system coolant water and expand. Generally, engine coolant water received from an engine is hotter than electrical system coolant water received from an electric motor and an electrical control circuit. For this reason, the tube of the first radiator through which the engine cooling water flows tends to expand more than the tube of the second radiator through which the electrical system cooling water flows.
このような膨張量の差異が生じると、第1ラジエータと第2ラジエータとが隣り合う境界の近傍が歪んで応力が発生し、ラジエータの破損を招くおそれがある。例えば、各タンクでは、第1ラジエータのチューブが接続されている部分と、第2ラジエータのチューブが接続されている部分との間で応力が生じ、各接続部分が破損するおそれがある。 When such a difference in the amount of expansion occurs, the vicinity of the boundary where the first radiator and the second radiator are adjacent may be distorted to generate stress, which may lead to breakage of the radiator. For example, in each tank, stress may be generated between the portion where the tube of the first radiator is connected and the portion where the tube of the second radiator is connected, and the connection portions may be broken.
下記特許文献1記載のラジエータは、膨張量の差異に起因する応力の抑制のため、第1ラジエータと第2ラジエータとが隣り合う境界の近傍に2本のダミーチューブが設けられている。当該ダミーチューブは、エンジン冷却水や電気系冷却水が流されないチューブである。これにより、下記特許文献1記載のラジエータは、上記境界の近傍におけるチューブの膨張量の差異を軽減し、応力の抑制を図っている。 In the radiator described in Patent Document 1 below, two dummy tubes are provided in the vicinity of the boundary where the first radiator and the second radiator are adjacent to each other, in order to suppress the stress caused by the difference in the expansion amount. The dummy tube is a tube through which engine cooling water or electrical system cooling water does not flow. Thereby, the radiator described in the following Patent Document 1 reduces the difference in the amount of expansion of the tube in the vicinity of the boundary, and aims to suppress the stress.
しかしながら、上記特許文献1記載のダミーチューブは、膨張量の差異を積極的に軽減しようとするものではなく、ラジエータの破損の防止策としては十分なものではなかった。また、ダミーチューブの本数を増加させることによって、膨張量の差異をさらに軽減する対策も考えられるが、これに伴って各冷却水と空気との熱交換に有効な表面積が減少してしまうため、ラジエータの性能低下を招いてしまう。 However, the dummy tube described in Patent Document 1 is not intended to positively reduce the difference in the amount of expansion, and was not sufficient as a measure to prevent damage to the radiator. In addition, although it is conceivable to reduce the difference in expansion amount further by increasing the number of dummy tubes, the surface area effective for heat exchange between each cooling water and the air decreases accordingly. The performance of the radiator will be reduced.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換の性能を維持しながらも、第1熱交換部と第2熱交換部とが隣り合う境界の近傍における応力を抑制することが可能な熱交換ユニットを提供することにある。 This invention is made in view of such a subject, The objective is the stress in the vicinity of the boundary where the 1st heat exchanging part and the 2nd heat exchanging part adjoin, maintaining the performance of heat exchange. To provide a heat exchange unit capable of suppressing
上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換ユニットは、流体と空気との間で熱交換を行わせることによって該流体を冷却する熱交換ユニット(10,10A,10B,10C)であって、第1流体を流す流路が内部に形成された複数の第1チューブ(31)を有し、前記第1流体が流れる方向と交差する所定方向に前記複数の第1チューブを積層することによって構成され、隣り合う前記第1チューブの間を流れる空気と前記第1流体との間で熱交換を行わせる第1熱交換部(111)と、前記第1熱交換部と前記所定方向に隣り合うように設けられ、第2流体を流す流路が内部に形成された複数の第2チューブ(33)を有し、前記複数の第2チューブを前記所定方向に積層することによって構成され、隣り合う前記第2チューブの間を流れる空気と前記第2流体との間で熱交換を行わせる第2熱交換部(112)と、空気の流れ方向において前記第1熱交換部及び前記第2熱交換部の下流側の側面を覆うとともに、空気の吸引及び吹き出しを行うファン(60)を配置するファン配置孔(42)が形成されているシュラウド(40,40A,40B,40C)と、を備える。前記シュラウドは、前記ファン配置孔と異なる部位であって、且つ、前記第1熱交換部と前記第2熱交換部とが隣り合う境界の近傍(B)の前記第1チューブと対応する部位に、空気を通過させる第1通気孔(43,451,452,453,47)が形成されている。 In order to solve the above-mentioned subject, a heat exchange unit concerning the present invention is a heat exchange unit (10, 10A, 10B, 10C) which cools the fluid by performing heat exchange between fluid and air. Forming a plurality of first tubes (31) in which flow paths for flowing the first fluid are formed, and laminating the plurality of first tubes in a predetermined direction intersecting the direction in which the first fluid flows A first heat exchange portion (111) configured to perform heat exchange between the air flowing through the adjacent first tubes and the first fluid, and the first heat exchange portion in the predetermined direction A plurality of second tubes (33) provided adjacent to each other and having a flow path for flowing a second fluid formed therein, and configured by laminating the plurality of second tubes in the predetermined direction, Of adjacent second tubes A second heat exchange unit (112) for performing heat exchange between the flowing second air and the second fluid, and a downstream side surface of the first heat exchange unit and the second heat exchange unit in the air flow direction And a shroud (40, 40A, 40B, 40C) in which a fan arrangement hole (42) for disposing a fan (60) for sucking and blowing out air is provided. The shroud is a portion different from the fan disposition hole, and a portion corresponding to the first tube in the vicinity (B) of the boundary where the first heat exchange portion and the second heat exchange portion are adjacent to each other. , And the first air vents (43 451 452 453 47) for passing air.
上記構成によれば、シュラウドに形成された第1通気孔において空気を通過させることができる。このため、第1通気孔が対応している、第1熱交換部と第2熱交換部とが隣り合う境界の近傍の第1チューブに、積極的に空気を供給することができる。 According to the above configuration, air can pass through the first vent formed in the shroud. For this reason, air can be positively supplied to the first tube in the vicinity of the boundary where the first heat exchange portion and the second heat exchange portion are adjacent to each other and to which the first air vents correspond.
当該第1チューブでは、第1流体と空気との間の熱交換が促進されるため、第1流体が確実に冷却され、当該第1チューブの膨張量が小さくなる。したがって、第1流体が第2流体よりも高温である場合でも、熱交換の性能を維持しながらも、第1熱交換部と第2熱交換部とが隣り合う境界の近傍における応力を抑制することが可能となる。 In the first tube, heat exchange between the first fluid and the air is promoted, so that the first fluid is surely cooled and the expansion amount of the first tube is reduced. Therefore, even when the temperature of the first fluid is higher than that of the second fluid, the stress in the vicinity of the boundary where the first heat exchange portion and the second heat exchange portion are adjacent is suppressed while maintaining the heat exchange performance. It becomes possible.
本発明によれば、熱交換の性能を維持しながらも、第1熱交換部と第2熱交換部とが隣り合う境界の近傍における応力を抑制することが可能な熱交換ユニットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat exchange unit capable of suppressing stress in the vicinity of the boundary where the first heat exchange unit and the second heat exchange unit are adjacent while maintaining the heat exchange performance. Can.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same constituent elements in the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
尚、理解を容易にするため、図1に示されるように、後述する複数の高温側チューブ31及び低温側チューブ33が延びる方向をX方向とし、当該複数の高温側チューブ31及び低温側チューブ33が積層される方向をZ方向とし、X方向及びZ方向に直交する方向をY方向とする直交座標を用いて説明する。当該直交座標は、図2以降においても対応するものを用いる。
In order to facilitate understanding, as shown in FIG. 1, the direction in which a plurality of high
まず、図1乃至図3を参照しながら、第1実施形態に係るラジエータユニット10の構成について説明する。ラジエータユニット10は、冷却水と空気との間で熱交換を行わせることによって冷却水を冷却する熱交換ユニットであり、不図示のハイブリッド車両のエンジンルーム内に配置される。当該ハイブリッド車両は、エンジン及び電動モータを有し、両者の出力を用いて走行する車両である。ラジエータユニット10は、このエンジンを冷却するエンジン冷却水と、電動モータや、電動モータに電力を供給するインバータ等の電気制御回路を冷却する電気系冷却水と、の冷却を行う。
First, the configuration of the
ラジエータユニット10は、ラジエータ11と、シュラウド40と、ファン60と、を備えている。
The
ラジエータ11は、その内部に冷却水を流し、当該冷却水と空気との間で熱交換を行わせる熱交換器である。ラジエータ11は、第1タンク21と、第2タンク22と、を有している。また、ラジエータ11は、高温側チューブ31と、高温側フィン32と、低温側チューブ33と、低温側フィン34と、をそれぞれ複数有している。
The
第1タンク21は、金属製のプレートヘッダ211及びタンクヘッダ212を有している。タンクヘッダ212は、X方向側の端部が開放された容器形状を呈している。当該タンクヘッダ212の端部にプレートヘッダ211が接続されることにより、プレートヘッダ211とタンクヘッダ212との間に空間が形成される。
The
プレートヘッダ211とタンクヘッダ212との間の空間には、薄板形状の隔壁213が配置されている。隔壁213は、当該空間をZ方向に分割するように配置されている。これにより、プレートヘッダ211とタンクヘッダ212との間に、高温側分配室214と低温側分配室215とが区画形成されている。また、タンクヘッダ212の側面には、高温側分配室214に連通する高温側流入口216と、低温側分配室215に連通する低温側流入口217と、が設けられている。
In the space between the
第2タンク22は、金属製のプレートヘッダ221及びタンクヘッダ222を有している。タンクヘッダ222は、−X方向側の端部が開放された容器形状を呈している。当該タンクヘッダ222の端部にプレートヘッダ221が接続されることにより、プレートヘッダ221とタンクヘッダ222との間に空間が形成される。
The
プレートヘッダ221とタンクヘッダ222との間の空間には、薄板形状の隔壁223が配置されている。隔壁223は、当該空間をZ方向に分割するように配置されている。これにより、プレートヘッダ221とタンクヘッダ222との間に、高温側集合室224と低温側集合室225とが区画形成されている。また、タンクヘッダ222の側面には、高温側集合室224に連通する高温側排出口226と、低温側集合室225に連通する低温側排出口227と、が設けられている。
In the space between the
第1タンク21及び第2タンク22は、X方向に離間して配置されている。また、第1タンク21及び第2タンク22は、プレートヘッダ211,221が互いに対向するように配置されている。
The
高温側チューブ31及び低温側チューブ33は、X方向に延びる流路が内部に形成された金属製の管状部材である。高温側フィン32及び低温側フィン34は、所謂コルゲートフィンであり、薄い金属板を屈曲させることで形成されている。複数の高温側チューブ31及び高温側フィン32は、Z方向に交互に積層するように設けられている。同様に、複数の低温側チューブ33及び低温側フィン34も、Z方向に交互に積層するように設けられている。
The high
各高温側チューブ31の−X方向側の端部は、第1タンク21のプレートヘッダ211のうち、高温側分配室214と対応する部位に挿入されている。また、各高温側チューブ31のX方向側の端部は、第2タンク22のプレートヘッダ221のうち、高温側集合室224と対応する部位に挿入されている。各高温側チューブ31の端部は、ろう付けによってプレートヘッダ211,221に接続されている。これにより、各高温側チューブ31内の流路は、高温側分配室214と高温側集合室224とを連通させる。
The end of each high
高温側フィン32は、隣り合う高温側チューブ31,31の間に配置され、当該高温側チューブ31,31の側面にろう付けによって接続されている。高温側フィン32は、高温側チューブ31の内部を流れる流体と、高温側チューブ31の外部を通過する空気とが熱交換を行う面積を増加させ、当該熱交換を促進させる機能を有する。
The high
各低温側チューブ33の−X方向側の端部は、第1タンク21のプレートヘッダ211のうち、低温側分配室215と対応する部位に挿入されている。また、各低温側チューブ33のX方向側の端部は、第2タンク22のプレートヘッダ221のうち、低温側集合室225と対応する部位に挿入されている。各低温側チューブ33の端部は、ろう付けによってプレートヘッダ211,221に接続されている。これにより、各低温側チューブ33内の流路は、低温側分配室215と低温側集合室225とを連通させる。
The end on the −X direction side of each low
低温側フィン34は、隣り合う低温側チューブ33,33の間に配置され、当該低温側チューブ33,33の側面にろう付けによって接続されている。低温側フィン34は、低温側チューブ33の内部を流れる流体と、低温側チューブ33の外部を通過する空気とが熱交換を行う面積を増加させ、当該熱交換を促進させる機能を有する。
The low
シュラウド40は、耐熱性の樹脂材料によって形成されており、正面視で長方形状を呈している。シュラウド40は、薄板形状の遮蔽板41を有している。遮蔽板41の中央部には、ファン配置孔42が形成されている。ファン配置孔42は、遮蔽板41をY方向に貫通する開口である。ファン配置孔42は、正面視で円形状を呈している。
The
また、遮蔽板41のうち、X方向におけるファン配置孔42の両側部には、複数の通気孔43が形成されている。通気孔43は、遮蔽板41をY方向に貫通する開口である。各通気孔43は、正面視で三角形状を呈している。複数の通気孔43は、X方向に沿って並ぶように配置されている。
Further, a plurality of vent holes 43 are formed on both sides of the
ファン60は、空気の吸引及び吹き出しを行う送風機である。ファン60は、ハブ61と、複数のブレード62と、を有している。ハブ61は、不図示のモータの出力軸に接続されている。また、複数のブレード62は、ハブ61を中心として周方向に互いに間隔を空けて配置され、それぞれの一端部がハブ61に接続されている。モータの駆動によってハブ61及び複数のブレード62が回転すると、ファン60はその回転軸に沿う方向に空気の吸引及び吹き出しを行う。
The
ラジエータユニット10は、シュラウド40のファン配置孔42内にファン60を配置するとともに、遮蔽板41でラジエータ11の−Y方向側の側面を覆うようにシュラウド40を配置することによって構成されている。
The
続いて、ラジエータユニット10における冷却水と空気の流れについて説明する。ラジエータユニット10には、エンジンから受熱したエンジン冷却水と、電動モータ及び電気制御回路から受熱した電気系冷却水と、が供給される。エンジンでは多量の燃焼熱が発生するため、一般的に、ラジエータユニット10に供給されるエンジン冷却水の温度(例えば100℃程度)は、電気系冷却水の温度(例えば60℃程度)よりも高い。
Subsequently, flows of the cooling water and the air in the
エンジン冷却水は、第1タンク21の高温側流入口216に供給され、高温側分配室214に流入する。高温側分配室214に流入したエンジン冷却水は、高温側分配室214に連通している複数の高温側チューブ31の端部に分配される。これにより、図1に矢印L1で示されるように、エンジン冷却水は、各高温側チューブ31内の流路を第1タンク21側から第2タンク22側に向かって流れる。
Engine cooling water is supplied to the high
ハイブリッド車両が走行すると、それに伴って車外からエンジンルーム内に空気が取り込まれる。当該空気は、図1に矢印A1で示されるように、ラジエータ11を通過するように流れる。また、ハイブリッド車両が低速で走行している場合や、停止している場合も、ファン60の回転に伴って吸引された空気が同様に流れる。
When the hybrid vehicle travels, air is taken into the engine room from the outside of the vehicle. The air flows to pass through the
当該空気の一部は、高温側チューブ31,31の間を流れる。この空気は、高温側チューブ31の外側面や高温側フィン32の表面を流れることによって、高温側チューブ31の管壁や高温側フィン32の内部を介してエンジン冷却水と熱交換を行う。これにより、エンジン冷却水は、高温側チューブ31内の流路を流れる間に冷却され、その温度が低下する。
A portion of the air flows between the high
各高温側チューブ31内の流路を流れ終えたエンジン冷却水は、高温側チューブ31の端部が連通している高温側集合室224に流入して集合する。その後、当該エンジン冷却水は、高温側排出口226を介して高温側集合室224から排出され、再びエンジンの冷却に用いられる。
The engine cooling water having flowed through the flow path in each high
一方、電気系冷却水は、第1タンク21の低温側流入口217に供給され、低温側分配室215に流入する。低温側分配室215に流入した電気系冷却水は、低温側分配室215に連通している複数の低温側チューブ33の端部に分配される。これにより、図1に矢印L2で示されるように、エンジン冷却水は、各低温側チューブ33内の流路を第1タンク21側から第2タンク22側に向かって流れる。
On the other hand, the electrical system cooling water is supplied to the low
エンジン冷却水の場合と同様に、電気系冷却水も、低温側チューブ33の外側面や低温側フィン34の表面を流れる空気と熱交換を行う。これにより、電気系冷却水は、低温側チューブ33内の流路を流れる間に冷却され、その温度が低下する。
Similarly to the case of the engine coolant, the electric system coolant also exchanges heat with the air flowing on the outer surface of the low
各低温側チューブ33内の流路を流れ終えた電気系冷却水は、低温側チューブ33の端部が連通している低温側集合室225に流入して集合する。その後、当該電気系冷却水は、低温側排出口227を介して低温側集合室225から排出され、再び電動モータ及び電気制御回路の冷却に用いられる。
The electric system cooling water which has finished flowing through the flow path in each low
ラジエータ11を通過した空気は、その下流側に配置されているシュラウド40によってその進行方向が変更する。詳細には、図3に矢印A4で示されるように、ラジエータ11のうちシュラウド40のファン配置孔42と対応する部分を通過した空気は、その進行方向を殆ど維持したまま、ファン配置孔42を介して、ラジエータ11とシュラウド40との間から排出される。また、図3に矢印A5で示されるように、ラジエータ11のうちシュラウド40のファン配置孔42と対応する部分以外を通過した空気の大部分は、遮蔽板41によってその進行方向が変化してファン配置孔42側に集められ、ファン配置孔42を介して排出される。
The air passing through the
以上の説明のように、第1タンク21の高温側分配室214、高温側チューブ31、高温側フィン32、及び第2タンク22の高温側集合室224は、エンジン冷却水を冷却する高温側熱交換部111を構成する。また、第1タンク21の低温側分配室215、低温側チューブ33、低温側フィン34、及び第2タンク22の低温側集合室225は、電気系冷却水を冷却する低温側熱交換部112を構成する。すなわち、ラジエータ11は、図1及び図2に示される境界Bにおいて隣り合う高温側熱交換部111及び低温側熱交換部112を有する複合熱交換器である。
As described above, the high temperature
前述したように、高温側熱交換部111に供給されるエンジン冷却水の温度は、低温側熱交換部112に供給される電気系冷却水の温度よりも高い。このため、エンジン冷却水が流れる高温側熱交換部111の高温側チューブ31は、電気系冷却水が流れる低温側熱交換部112の低温側チューブ33よりも大きく膨張しようとする傾向がある。
As described above, the temperature of the engine cooling water supplied to the high temperature side
したがって、温度が異なる冷却水を冷却する高温側熱交換部111と低温側熱交換部112とが互いに隣り合うように設けられると、その境界Bの近傍において歪んで応力が発生し、ラジエータ11の破損を招くおそれがある。例えば、プレートヘッダ211,221では、高温側チューブ31が接続されている部分と、低温側チューブ33が接続されている部分との間で応力が生じ、各接続部分が破損するおそれがある。
Therefore, if the high temperature side
このような課題に対し、ラジエータユニット10は、シュラウド40に形成される複数の通気孔43によって上記応力を抑制し、ラジエータ11の破損を防止している。以下、通気孔43の作用について説明する。
With respect to such a problem, the
図2に示されるように、複数の通気孔43は、シュラウド40のうちファン配置孔42と異なる部位であって、且つ、境界Bの近傍の高温側チューブ31と対応する部位に形成されている。
As shown in FIG. 2, the plurality of
このような複数の通気孔43をシュラウド40に形成することによって、通気孔43において空気を通過させることができる。このため、図1の矢印A3や図3の矢印A6で示されるように、通気孔43が対応する境界Bの近傍の高温側チューブ31に積極的に空気を供給することができる。
By forming a plurality of
当該高温側チューブ31では、エンジン冷却水と空気との間の熱交換が促進されるため、エンジン冷却水が確実に冷却され、高温側チューブ31の膨張量が小さくなる。したがって、エンジン冷却水が電気系冷却水よりも高温である場合でも、熱交換の性能を維持しながらも、境界Bの近傍における応力を抑制することができる。
In the high
また、複数の通気孔43は、高温側チューブ31に沿って並ぶように配置されている。これにより、高温側チューブ31の広範囲に積極的に空気を供給し、エンジン冷却水を更に確実に冷却して、高温側チューブ31の膨張量を小さくすることができる。
In addition, the plurality of
また、ファン配置孔42は、シュラウド40のうち境界Bと対応する部位に形成されている。これにより、ファン配置孔42と対応する部位でも高温側チューブ31に積極的に空気を供給し、エンジン冷却水を更に確実に冷却して、高温側チューブ31の膨張量を小さくすることができる。
Further, the
次に、第2実施形態に係るラジエータユニット10Aについて、図4を参照しながら説明する。ラジエータユニット10Aは、第1実施形態と同様に、不図示のハイブリッド車両に搭載され、エンジン冷却水と、電気系冷却水と、の冷却を行う熱交換ユニットである。ラジエータユニット10Aは、そのシュラウド40Aの形状が、第1実施形態に係るシュラウド40の形状と異なる。ラジエータユニット10Aのうち、ラジエータユニット10と同一の構成については同一の符号を付して、説明を適宜省略する。
Next, a
図4に示されるように、ラジエータユニット10Aのシュラウド40Aは、前述した通気孔43に加えて、通気孔44が形成されている。通気孔44は、境界Bの近傍の低温側チューブ33と対応する部位に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
これにより、通気孔44が対応する境界Bの近傍の低温側チューブ33に積極的に空気を供給することができる。当該低温側チューブ33では、電気系冷却水と空気との間の熱交換が促進されるため、電気系冷却水が確実に冷却され、低温側チューブ33の膨張量が小さくなる。すなわち、この構成によれば、高温側チューブ31、低温側チューブ33の膨張量を、それぞれ通気孔43、通気孔44によって供給する空気によって均衡するように調整し、境界Bの近傍における応力を抑制することができる。
Thereby, air can be positively supplied to the low
また、通気孔44は、複数形成され、低温側チューブ33に沿って並ぶように配置されている。これにより、低温側チューブ33の広範囲に積極的に空気を供給し、電気系冷却水を更に確実に冷却して、高温側チューブ31、低温側チューブ33の膨張量を均衡するように調整することができる。
In addition, a plurality of vent holes 44 are formed and arranged in line along the low
次に、第3実施形態に係るラジエータユニット10Bについて、図5を参照しながら説明する。ラジエータユニット10Bは、第1実施形態と同様に、不図示のハイブリッド車両に搭載され、エンジン冷却水と、電気系冷却水と、の冷却を行う熱交換ユニットである。ラジエータユニット10Bは、そのシュラウド40Bの形状が、第1実施形態に係るシュラウド40の形状と異なる。ラジエータユニット10Bのうち、ラジエータユニット10と同一の構成については同一の符号を付して、説明を適宜省略する。
Next, a
図5に示されるように、ラジエータユニット10Bのシュラウド40Bは、通気孔451,452,453と、通気孔461,462,463が形成されている。
As shown in FIG. 5, in the
通気孔451,452,453は、いずれも正面視で円形状を呈し、境界Bの近傍の高温側チューブ31と対応する部位に形成されている。通気孔451,452,453は、この順序で、境界Bから離間する方向に互いに間隔を空けて配置されている。また、通気孔451,452,453の開口幅である直径は、この順序で小さくなる。
Each of the air vents 451 452 453 has a circular shape in a front view, and is formed in a portion corresponding to the high
通気孔461,462,463は、いずれも正面視で円形状を呈し、境界Bの近傍の低温側チューブ33と対応する部位に形成されている。通気孔461,462,463は、この順序で、境界Bから離間する方向に互いに間隔を空けて配置されている。また、通気孔461,462,463の開口幅である直径は、この順序で小さくなる。
The vent holes 461, 462, 463 each have a circular shape in a front view, and are formed in a portion corresponding to the low
このように、通気孔451,452,453は、境界Bから離間する方向に互いに間隔を空けて配置されている。さらに、境界Bから遠方に配置される通気孔452,453は、境界Bの近傍に配置される通気孔451よりも開口面積が小さい。これにより、境界Bから遠方の部位を通過する空気の流量を、境界Bの近傍の部位を通過する空気の流量よりも小さくすることができる。 Thus, the air vents 451 452 453 are spaced apart from each other in the direction away from the boundary B. Furthermore, the vent holes 452 and 453 disposed far from the boundary B have a smaller opening area than the vent holes 451 disposed near the boundary B. As a result, the flow rate of air passing through a region distant from the boundary B can be smaller than the flow rate of air passing through a region near the boundary B.
このように、境界Bの近傍と遠方とで空気の流量に差異を設けることにより、境界Bの近傍の高温側チューブ31において、境界Bから遠方の高温側チューブ31よりもエンジン冷却水と空気との間の熱交換を促進させることができる。この結果、高温側熱交換部111の複数の高温側チューブ31において、各高温側チューブ31の膨張量が均衡するように調整し、ラジエータの破損を防止することができる。
Thus, by providing a difference in the flow rate of air between the vicinity of boundary B and the distance, in the high
次に、第4実施形態に係るラジエータユニット10Cについて、図6を参照しながら説明する。ラジエータユニット10Cは、第1実施形態と同様に、不図示のハイブリッド車両に搭載され、エンジン冷却水と、電気系冷却水と、の冷却を行う熱交換ユニットである。ラジエータユニット10Cは、そのシュラウド40Cの形状が、第1実施形態に係るシュラウド40の形状と異なる。ラジエータユニット10Cのうち、ラジエータユニット10と同一の構成については同一の符号を付して、説明を適宜省略する。
Next, a
シュラウド40Cにファン配置孔42以外の開口を設けると、ハイブリッド車両が低速で走行している場合や、停止している場合など、ファン60の回転によってラジエータ11に空気を通過させる際に、不都合が生じることがある。つまり、ファン60の回転に伴って、ファン配置孔42以外の開口を介してラジエータ11とシュラウド40Cとの間に空気が吸引されてしまうことがある。この結果、ラジエータ11を通過する空気の流量が減少し、ラジエータ11の性能低下を招くおそれがある。
If the
このような課題に対し、ラジエータユニット10Cのシュラウド40Cでは、図6に示されるように、複数の通気孔47が、高温側チューブ31内の流路の上流端近傍と対応する部位のみに形成されている。これにより、特に高温のエンジン冷却水が流れる高温側チューブ31内の流路の上流端近傍に空気を積極的に供給し、高温側チューブ31の膨張量を小さくしつつ、通気孔47を介した空気の吸引を抑制することができる。これにより、熱交換の性能を維持しながらも、ラジエータ11の破損を防止することができる。
With respect to such a problem, in the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. That is, those to which those skilled in the art appropriately modify the design of these specific examples are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. The elements included in each of the specific examples described above and their arrangements, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.
上記実施形態では、高温側熱交換部111においてエンジン冷却水を冷却し、低温側熱交換部112において電気系冷却水を冷却する熱交換ユニットについて説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、過給機の冷却に用いられる過給機冷却水を、低温側熱交換部112において冷却する熱交換ユニットについても、本発明の範囲に包含される。
In the above embodiment, the heat exchange unit for cooling the engine cooling water in the high temperature side
また、上記実施形態では、高温側チューブ31及び低温側チューブ33のいずれも、X方向に冷却水を流すように構成された熱交換ユニットについて説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、高温側チューブ31ではX方向に冷却水が流れるのに対して、低温側チューブ33では−X方向に冷却水が流れるようにラジエータ11が構成された熱交換ユニットも、本発明の範囲に包含される。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the heat exchange unit comprised so that a cooling water could be flowed to a X direction in both the high
また、上記実施形態では、シュラウド40,40A,40B,40Cが、高温側チューブ31、高温側フィン32、低温側チューブ33、及び低温側フィン34の全体を覆うように形成された熱交換ユニットについて説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、シュラウドが高温側チューブ31等の一部のみを覆うように形成された熱交換ユニットについても、本発明の範囲に包含される。
Further, in the above embodiment, the heat exchange unit in which the
10,10A,10B,10C:ラジエータユニット(熱交換ユニット)
31:高温側チューブ(第1チューブ)
33:低温側チューブ(第2チューブ)
40,40A,40B,40C:シュラウド
42:ファン配置孔
43,451,452,453,47:通気孔(第1通気孔)
60:ファン
111:高温側熱交換部(第1熱交換部)
112:低温側熱交換部(第2熱交換部)
B:境界
10, 10A, 10B, 10C: Radiator unit (heat exchange unit)
31: High temperature side tube (first tube)
33: Low temperature side tube (second tube)
40, 40A, 40B, 40C: Shroud 42:
60: Fan 111: High temperature side heat exchange unit (first heat exchange unit)
112: Low temperature side heat exchange unit (second heat exchange unit)
B: Boundary
Claims (8)
第1流体を流す流路が内部に形成された複数の第1チューブ(31)を有し、前記第1流体が流れる方向と交差する所定方向に前記複数の第1チューブを積層することによって構成され、隣り合う前記第1チューブの間を流れる空気と前記第1流体との間で熱交換を行わせる第1熱交換部(111)と、
前記第1熱交換部と前記所定方向に隣り合うように設けられ、第2流体を流す流路が内部に形成された複数の第2チューブ(33)を有し、前記複数の第2チューブを前記所定方向に積層することによって構成され、隣り合う前記第2チューブの間を流れる空気と前記第2流体との間で熱交換を行わせる第2熱交換部(112)と、
空気の流れ方向において前記第1熱交換部及び前記第2熱交換部の下流側の側面を覆うとともに、空気の吸引及び吹き出しを行うファン(60)を配置するファン配置孔(42)が形成されているシュラウド(40,40A,40B,40C)と、を備え、
前記シュラウドは、前記ファン配置孔と異なる部位であって、且つ、前記第1熱交換部と前記第2熱交換部とが隣り合う境界の近傍(B)の前記第1チューブと対応する部位に、空気を通過させる第1通気孔(43,451,452,453,47)が形成されている、熱交換ユニット。 A heat exchange unit (10, 10A, 10B, 10C) for cooling the fluid by heat exchange between the fluid and air,
A flow path through which the first fluid flows has a plurality of first tubes (31) formed therein, and the plurality of first tubes are stacked in a predetermined direction intersecting the direction in which the first fluid flows. A first heat exchange portion (111) for performing heat exchange between air flowing between the adjacent first tubes and the first fluid;
It has a plurality of second tubes (33) provided adjacent to the first heat exchange section in the predetermined direction and having a flow path for flowing the second fluid formed therein, and the plurality of second tubes A second heat exchange unit (112) configured by laminating in the predetermined direction and performing heat exchange between air flowing between the adjacent second tubes and the second fluid;
A fan disposition hole (42) is formed to cover a downstream side surface of the first heat exchange portion and the second heat exchange portion in the air flow direction and to arrange a fan (60) for sucking and blowing out the air. Shrouds (40, 40A, 40B, 40C), and
The shroud is a portion different from the fan disposition hole, and a portion corresponding to the first tube in the vicinity (B) of the boundary where the first heat exchange portion and the second heat exchange portion are adjacent to each other. A heat exchange unit formed with first vents (43, 451, 452, 453, 45, 47) for passing air;
前記複数の第1通気孔は、前記第1チューブに沿って並ぶように配置されている、請求項1に記載の熱交換ユニット。 A plurality of first vents are formed,
The heat exchange unit according to claim 1, wherein the plurality of first vents are arranged along the first tube.
前記複数の第1通気孔は、前記境界から離間する方向に互いに間隔を空けて配置され、
前記境界から遠方に配置される前記第1通気孔(452,453)は、前記境界の近傍に配置される前記第1通気孔(451)よりも開口面積が小さい、請求項5に記載の熱交換ユニット。 A plurality of first vents are formed,
The plurality of first vents are spaced apart from one another in a direction away from the boundary,
The heat according to claim 5, wherein the first vent (452, 453) located far from the boundary has a smaller opening area than the first vent (451) located near the boundary. Replacement unit.
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