JPH0367993A - 熱交換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、熱交換器に液量を検出するレベルセンサを備
えた熱交換システムに関する。

［従来の技術］ 熱交換器にレベルセンサを設置した熱交換システムの一
例として、水冷式のインタークーラシステムを用いて説
明する。

インタークーラシステムは、燃焼用の空気と冷却水とを
熱交換する熱交換器と、冷却水放熱用の放熱器と、冷却
水を循環させるつオータポンプ（循環手段）とからなる
。

そして、熱交換器内の液量を検出するレベルセンサは、
−・般に冷却水の流れの安定している出目タンク内に設
けられている。

［発明が解決しようとする課題１ ウォータポンプの作動開始時は、ウォータポンプの冷却
水の吸引によって、熱交換器の出口タンク内の水付が−
１１、急激に低下する。

このため、従来てはウォータポンプの作動開始時に、冷
却水の循環経路内の冷却水量か正常゛ζあるにもかかわ
らず、レベルセンザか液量を誤欽する問題点を備え′Ｃ
いた。

本発明の目的は、循環手段の作動開始時における出［１
タンク内の液ｉ’Ｆ１１の低下を抑えた熱交換システム
の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 」二記の目的を遠戚するために、本発明の熱交換システ
ムは、次の技術的手段を採用する。

熱交換システムは、複数のチューブ、該複数のチューブ
を通過した液体が流入する出ＩＴＩタンク、この出目タ
ンク内の液体を外部へ導く出口パイプを具備する熱交換
器と、前記出口タンク内に配され、ｆｊｆ記出ロタンク
附の？Ｐｉ、ｆｌを検出するレヘルセンザと、荊記熱交
換器Ｉ＼液体を供給するとともに、前記熱交換器を通過
した液体を吸引する循環手段とを具備してなる。

そして、１１１記出１丁１パイプ′は、前記出１」タン
クの内部に侵入して設けられる。また、前記出口タンク
内に侵入した前記出口パイプの側面は、内部を流れる液
体に通過抵抗を勾える抵抗付す用開目をイ１ｌｉｉｉえ
る。

１作用］ 循環手段が作動を開始する。すると、循環手段は、出口
パイプを介して出目タンク内の液体を吸引する。この時
、出口パイプ内には、液体の流れか牛しる。

一方、循環手段の作動により、抵抗付与相開Ｌ１からも
、出口パイプ内へ出口タンク内の液体が導かれる。抵抗
付与用開口は、出口パイプの側面に設けられるため、抵
抗付与用開口から出口パイプ内に流入した液体は、出口
パイプ内を流れる液体に混流し、結果として出口パイプ
内を流れる液体の通過抵抗が大きくなる。

出１］パイプ内の通過抵抗か大きいことによす゛Ｃ１循
環手段の作動開始時における循環１段の液体吸引量が減
少する。この結果、循環手段の作動開始時における出１
」タンク内の滴数の減少量か、従来に比較して抑えられ
る。

その後、チューブを通過した液体が出口タンク内に流入
するため、出口タンク内の液′８社は、熱交換システム
内の液量に応じたレベルに回復する。

［発明の効果１ 本発明は、以上の作用で説明したように、ｆＩＩ１１環
手段の作動開始時における、出口タンク内の液量の減少
量を、従来に比較して抑えることかできる。

このため、循環手段の作動開始時におけるレヘルセンザ
による液量低下の誤検出をなくケことがＣきる。

［実施例］ 次に、本発明の熱交換システムを、自動車の水冷式イン
タークーラシステムに適用したー実施例に基づき、図面
を用いて説明する。

（第１実施例の構成） 第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示すもので
、第３図に水冷式インタークーラシステムの概略図を示
す。

水冷式のインタークーラシステムは、インタークーラ１
、放熱器２（サブラジェータ）、つオータボンブ（循環
手段）３およびこれらを接続する冷却水配管４から構成
される。

本実施例に示すインタークーラ１は、エンジン（図示し
ない）の燃焼室内に導かれる空気が通過するグーシンク
５内に、水と空気とを熱交換する積層型熱交換器６（第
４図参照）を配設したものである。なお、積層型熱交換
器６については、後述する。

放熱器２は、ラジェータグリル内など、室外空気の通過
する場所に設Ｗされ、積層型熱交換器６を通過した冷却
水と、室外空気とを熱交換するものである。

つオータボンプ３は、冷却水の循環を行うもので、具体
的にる」、積層型熟女換器６を通過した冷却水を放熱罰
２へ導くとともに、放熱帯２を通過した冷却水を積層型
熟女換器６へ導くものである。

次に、積層型熱交換器６の説明を行う。

本実施例の積層型熱交換罰６は、第４国に示ずように、
−列のプレー１〜７を複数重ね合わせて形成したもので
ある。具体的には、一対のプレー１〜７を複数重ね合わ
せて、Ｕ字形の通路を廟する複数のチューブ８、この複
数のチ、１−ノの一端に連通する入口タンク９、および
ｆｉ数のチューブの他端に連通ずる出しタンク１０を構
成しＣいる。なお、各チューブ８の間には、コルク−ト
フィン１１か配設され、空気と冷却水との熱交換効率の
向」−８か図られている。

とこるで、インターターラシステムは、狭いエンジンル
ーム内に搭載されるため、各構成部品の取り付（つ位置
は、各種の制約を受（つる。そして、本実施例の積層型
熟女換器０は、入口タンク９ｈ・車両進行方向に対し゛
Ｃ前側に位置し、出口タンク１０が車両進１）方向に列
して後側に装置するように車両に搭載される。

一方、出口タンク１０の内部には、第１図および第２図
に示すように、積層型熱交換器６内の冷却水の量を検出
するレベルセンサ１２が配されＣいる。

このレベルセンサ１２は、フロート１３、竿１４とから
なり、出口タンク１０のＬ部に固着される蓋体１ｊ）に
よって出１」タンク１０に支持されている。フロー１へ
１３は、出口タンク１０内の冷ノＪ１水の液面に浮遊す
るもので、内部に磁石（図示しない〉を備える。また、
竿１４は、フロート１３を上下方向ｌ＼移動可能に案内
する棒状体で、内部にフロー１〜１３のイｆ装置が下方
Ｉ＼移動した際（詳しくは、例えば積層型熱交換器６内
の減水量が許容最大減水量１２０ｃｃに達した際）にＯ
Ｎするり一１〜スイッチ（図示しない）が設けられてい
る。

竿１４内のリートスイッチは、リード線〈図示しない）
によって、制御装置（図示しない）に接続されている。

制御装置は、リートスイッチが所定時間連続してＯＮさ
れている場合に、表示手段（図示しない）に出力し゛Ｃ
１車両乗員に「インターフ−ラの冷却水が低下している
旨１を知らせる。この紡毛、冷却水の低下による冷却能
力の低下、およびウォータポンプ３の空転による寿命の
低下を防ぐことができる。

また、出口タンク１０の１面には、注水キャップ１６（
第４図参照）が装着されており、冷却水を補充する穴１
６ａを塞いでいる（第１図参照）。

入１コタンク９の下面には、入ｌコパイプ１７かろう付
けされている〈第４図参照）。この入口パイプ１７は、
入口タンク９の内部に冷却水を供給するもので、入口タ
ンク９の外部において冷却水配管４に接続される。

また、出口タンク１０の下面には、出口パイプ１８がろ
う付けされている（第４図参照〉。この出口パイプ１８
は、出口タンク１０内の冷却水を外部ｌ＼導くもので、
出］」タンク１０の外部において冷却水配管４に接続さ
れる。

出口パイプ１８は、冷却水が流入する側が出Ｉ」タンク
１０の底部より、出１」タンク１０内に侵入して設けら
れＣいる。その出目タンク１０内の出ロパイプ１８の高
さ（侵入量〉は、積層望熟交換器６内の減水量が許容最
大減水量１２０ｃｃに達し、レベルセンサ１２のリード
スイッチがＯＮする水位と同じに設けられている。

出口タンク１０内の出［１パイプ１８は、出口タンク１
０内の冷却水を出口パイプ１８内へ導く開口部１つを備
える。この開１」部１９は、出目パイプ１８端部の主開
口１９ａと、出ロパイプ”１８の測面に形成された抵抗
付与用開口１９ｂとからなる。この抵抗イ１与用開ロ１
９ｂは、主開口１９ａから流入して出口パイプ１８の内
部を流れる冷却水に出口パイプの側面から混流して、出
ロバイノ°１８を流れる冷却水の通過抵抗〈通水抵抗〉
を大きくするものである。本実施例の抵抗付与用開口１
９ｂは、切欠によって形成された上下方向へ延びるスリ
ットで、下端が底部付近に延び、上端が主開口１９ａに
連通している。抵抗付与用開口１９ｂの開口面積は、冷
却水循環時に冷却水を１００％流すことができるように
出口パイプ１８の通路断面積を有するように設定されＣ
いる。抵抗付内用開口１９ｂの幅を−・例に示すと、出
ロバイ１１８の径の約１／４程である。

また、抵抗付与用開口１９ｂは、吸い込みによ−）で生
じる冷却水の流れかフロート１３に与える影響が小さく
なるように、フロー１〜１３の配置された側とは異なっ
た側に向けて設けられる。本実施例では、抵抗付与用開
口１９１〕の付置をフロート１３の配された方向から１
８０°反転した方向に向けられＣいる。

（実施例の作動） 次に、上記実施例の作動を、簡単に説明する。

つオータボフグ３が作動を開好Ｉすると、ウォータポン
プ３が出口タンク１０内の冷却水を上聞Ｄ　１９ａと抵
抗付与用開口１９１）とから吸引し、放熱器２、入口タ
ンク９へ吐出する。

このとき、主開口１９ａから出目パイプ１８内に吸引さ
れた冷却水は、出［ｌパイ１１８内を流れる際、出口パ
イプ１８の側面の抵抗付与用開口１９ｂから流入する冷
却水と混合される。抵抗付与相開１１１９ｂから流入す
る冷却水は、出口パイ７°１８内を流れる冷却水に対し
、垂直に交差する。このため、田ロパイプ１８内の冷却
水の流れが大きく乱れ、結果として、１］１０パイプ１
８内の冷却水の通過抵抗か大きくなる。

出Ｌ１パイプ１８内の通過抵抗が従来に比較して大きい
ため、ウォータボンノ°３による急激な冷却水の吸い込
みが緩和される。このため、ウォータポンプ３の作動開
始時における、出口タンク１０内の冷却水の減少速度を
従来に比較して抑えることができる。

つ４−タボンプ３の作動開始時における、出口タンク１
０内の冷却水の減少速度が従来に比較して遅くなる。二
とにより、レベルセンサ１２のリードスイッチがＯＮす
る以前に、チューブ８を通過した液体が出口タンク１０
内に流入する。このとき、出口タンク１０内の冷却水の
減少量は、従来に比較して少ない。このため、出口タン
ク１０内の冷却水量が、インタークーラシステム内の冷
却水量に応じた量に素早く回復する。

インタークーラシステムの作動について説明する。ウォ
ータボンノ°３の作動により、インターク１ −ラシステム内の冷却水がｗ１環する。放熱器２で放熱
された冷却水は、積層型態交換器６へ導かれ、チコ、−
ブ８内を通過する際に、過給機（１；Ｉ　；ｒ、し２な
い）によって加熱された空気と熟交換を行う９チユーブ
８を通過して高温とされた冷却水は、出口パイプ１８よ
りつオータボアブ３へ導かれ、上記サイクルを繰り返す
。

次に、車両の傾斜状態と、レベルセンサ１２の作動点と
の関係を、第５図のグラフを用いて説明する。このグラ
フは、許容上限減水量を１２０　（：　Ｃとし、レベル
センサ１２の作動する実際の減水量を測定したものであ
る。そして、図中実線イは本尖り色例のデータを示す。

また、図中破線口は、比較のために用いたもので、出口
パイプ１８の開口部１９を、出１］タンク１０の下面に
設けた時のデータである。

第５図から読み取れるように、破線口のものは、車両の
傾斜角度が大きくなると、検出誤差が大きくなる。しか
るに、本実施例（抵抗付与相開１１１９ｈを出ｌ］パイ
プ１８に設けること）により、ウォータポンプ３による
急激な冷却水の吸い込みが緩和２ されるため、実線イに示すように、車両の傾斜角度が変
化しても検出誤差が小さく抑えられる。

（実施例の効果） つまり、ウォータポンプ３の作動開始時における、出１
コタンク１０内の冷却水の減少速度が、従来に比較して
遅いため、レベルセンサ１２のリードスイッチがＯＮす
る以前に、出口タンク１０内の冷却水量が、本来の量に
回復する。このため、つオータボンプ３の作動開始にお
ける、冷却水量の誤検出をなくすことができる。

また、本実施例では、出口パイプ１８を延長し、切欠に
よって抵抗付与用開口１９ｂを設けることで本発明を実
施している。このため、車両の傾斜時やウォータポンプ
３の作動開始時のレベルセンサ１２の誤検出の防１−を
、低いコストで実施できる。

（第２実施例） 第６図および第７図は第２実施例を示す。

本実施例は、抵抗付与用開口１９ｂを複数の穴によって
構成したものである。

（第３実施例） 第８図は第３突施例を示す９ 本実施例は、チューブ８と出Ｉ］タンク１０とを別体に
設りて接合したものである。また、本実施例（」、出「
１パイノ°１８を出１」タンク１０の１創生に接続した
ものである。

（変形例） ■（抗付与用開ｌ］は、抵抗イ］与用開口から流入した
液体が出目パイプ内を流れる液体に通過抵抗を与えるの
が目的であるため、抵抗付与相開］」土り流入する液体
の流れかレベルセンサに大きな彰、’／ｇ！を与えない
のであれば、開口面積や、開口数、開１１形状、開１］
方向など（１特に限定されるものてはない。例えば、本
実施例では抵抗付与相開Ｌ１を出口パイプの一方の側面
に連続して設けたが、対向する面に複数段ｃ′）たり、
１つの丸穴としても良い。

また、冷却水の通路か０字となるチプ、−ブを用いたが
、冷却水が直線的に流れるチューブを用いても良い。

フロー１への上下位置によって液面レベルを検出するレ
ベルセンサを用いたか、例えば液体に清かる割合によっ
て抵抗値が変化する液量センサなど、池のレベルセンサ
を用いても良い。

インタークーラシステムに本発明を適用したが、熱交換
器を液体が循環する熟交換システム全般に本発明を適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は積層型熱交換器の要部断面図、第２図は第１
図のｆ−■線に沿う断面図、第３図は水冷式インターク
ーラシステムの概略図、第４図はインタークーラの釧視
図、第５図は車両の傾刹角と冷却水量の誤検出に関する
グラフである。 第６図および第７図は第２実施例を示す。第６図は積層
型熱交換器の要部断面図、第７図は第６図の■−■線に
沿う断面図である。 第８図は第３実施例を示す積層型熱交換器の要部断面図
である。 図中　８・・・チューブ　　　　１０・・・出口タンク
１２・レベルセンサ　　１８・・・出目パイプ５ １９ｂ・・・抵抗付与用開口 ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数のチューブ、該複数のチューブを通過した液体
   が流入する出口タンク、この出口タンク内の液体を外部
   へ導く出口パイプを具備する熱交換器と、 前記出口タンク内に配され、前記出口タンク内の液量を
   検出するレベルセンサと、 前記熱交換器へ液体を供給するとともに、前記熱交換器
   を通過した液体を吸引する循環手段とを具備する熱交換
   システムにおいて、 前記出口パイプは、前記出口タンクの内部に侵入して設
   けられるとともに、 前記出口タンク内に侵入した前記出口パイプの側面には
   、内部を流れる液体に通過抵抗を与える抵抗付与用開口
   が設けられた ことを特徴とする熱交換システム。