JPH085329Y2 - 自動車等におけるガソリン冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、自動車のガソリンタン
ク内のガソリンの温度上昇を防止する、自動車等におけ
るガソリン冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車において、ガソリン供給管および
ガソリン帰還管は、エンジンルーム内の温度上昇あるい
は路面からの輻射熱等で加熱されるので、管内のガソリ
ン温度が上昇し、最終的にガソリンタンク内のガソリン
温度が上昇する。そこで、タンク内で発生したガソリン
蒸気は、内部に活性炭をもつキャニスターにて吸着し、
大気中への排出を防止している。ところが、近年のエン
ジンルーム内の高密度化等に伴ないガソリンの温度が上
昇する傾向にあり、外気温の高い場合多量の蒸気が発生
するため、発生蒸気量がキャニスターの吸着容量を越
え、蒸気がそのまま外部へ放出される危険が生じてい
る。また、ガソリンの気化によるガソリン管内のベーパ
ーロック現象も生じる。これを防止するためにはガソリ
ンの温度を低下させる以外に方法がない。

【０００３】ガソリンの温度を低下させるには、ガソリ
ン管内のガソリンを、自動車用冷房装置の冷凍サイクル
回路の圧縮機への冷媒戻し管内を流れる低温冷媒で冷却
することが行なわれている。この冷却のためには、ガソ
リン管と冷媒戻し管との間に熱交換器が設けられる（特
開昭５５−１２８６５３号公報参照）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】従来の技術では、上記
熱交換器は、ガソリン管と冷媒戻し管を単に並べて接触
させ、断熱材で覆う等のきわめて単純な構造となってい
る。このため、近年のエンジンルームの高密度化による
エンジンルーム内温度上昇や電子燃料噴射装置の搭載等
に伴う、ガソリンの温度上昇を効果的に抑えるに十分な
冷却効果を得ることができない。

【０００５】本考案は上述の問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、ガソリンの冷却を十分に行な
うことができる熱交換器を有し、しかもこの熱交換器が
そのガソリン側と冷媒側の温度差による熱応力によって
損傷することがない、自動車等におけるガソリン冷却装
置を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案では、前記形式の自動車等のガソリン冷却装
置において、熱交換器が、前記冷媒戻し管の途中に挿入
されて冷媒通路となる内筒と、この内筒の外周に空間を
形成するように内筒を覆って装着された外筒と、外筒の
内側の前記空間を前記ガソリン帰還管の途中に挿入する
ように外筒をガソリン帰還管に接続して前記空間内にガ
ソリンが流れるようにする接続手段と、前記内筒の外周
面に密着状にはめ込み固定されかつ外面に伝達フィンを
有する伝熱保護筒と、内筒の両端外部に、伝熱保護筒の
両端に隣接するように突設されて保護筒の熱応力による
軸方向のずれを防止する突起とから構成される。

【０００７】

【作用】上記構成において、エンジンからガソリンタン
クへ向かってガソリン帰還管内を流れるガソリンは、熱
交換器の内筒と外筒の間の空間内を通される。一方、蒸
発器を出た低温の気化冷媒は熱交換器の内筒の内部を通
される。そして、内筒と保護筒を介してガソリンと冷媒
は熱交換し、ガソリンは冷媒により冷却される。

【０００８】一方、ガソリンと冷媒は温度差があるの
で、それによって内筒と保護筒に熱応力が生じるが、内
筒のみの場合と異なり熱応力による損傷、例えば反復熱
応力による金属疲労による孔あき、切裂等が生じにく
く、また、それが生じても内筒と保護筒による二重構造
のため、ガソリンと冷媒の混入が生じない。また、熱応
力による保護筒の内筒に対するずれは内筒外面の突起に
より防止される。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

【００１０】図１において、Ｅは自動車のエンジンで、
このエンジンＥへは、ガソリンタンク２からガソリン供
給管３ａを経てポンプ４によりガソリンが供給される。
５は気化器である。気化器５で気化しなかったガソリン
は、ガソリン帰還管３ｂを経てガソリンタンク２に戻さ
れる。Ｃは公知のキャニスターで、タンク２内で発生し
たガソリン蒸気を吸着するようになっている。６は吸気
マニホルドを示す。なお、エンジンＥは気化器の代りに
ガソリン噴射器を用いる形式のものでもよい。

【００１１】エンジンＥからは、伝動装置７により動力
が取り出され、これによって、車内冷房用冷凍サイクル
の冷媒圧縮機８が駆動される。冷凍サイクルの回路は、
圧縮機８、凝縮器９、リザーブタンク１０、膨張弁１
１、蒸発器１２等からなり、蒸発器１２から圧縮機８へ
は冷媒戻し管１３が接続されている。冷媒は破線矢印の
ように流れる。

【００１２】冷媒戻し管１３とガソリン帰還管３ｂとの
間には、両管の間で熱交換を行なうための熱交換器１５
が設けられている。この種の熱交換器を設けることは前
記特開昭５５−１２８６５３号公報に示されるように公
知であるが、本考案によれば、熱交換器１５は図２およ
び図３に示すように構成されている。

【００１３】図２に示すように、熱交換器１５は、冷媒
戻し管１３の途中に挿入されて冷媒通路となる内筒１７
と、この内筒１７の外周を同心的に覆う外筒１８とを備
えている。内筒１７の両端は継手１９，２０によって冷
媒戻し管１３に接続されている。また、内筒１７の内部
には、細長い平板をねじって形成したスパイラル板２１
が挿入され固定されている。

【００１４】内筒１７と外筒１８との間には断面環状の
空間２２が形成され、この空間２２の長手方向両端は端
板２３，２３で閉塞されている。そして、内筒１７の外
側にはらせん状の伝熱フィン２５が設けられている。外
筒１８の両端部には接続管２７，２８が連結され、これ
らの接続管はガソリン帰還管３ｂに接続されている。

【００１５】図２の部分３０の拡大図である図３に示す
ように、内管１７の外周面の大部分にわたって保護筒３
１がはめ込み固定されている。保護筒３１は伝熱性のよ
い材料で作られ、内筒３１の外周面にはめた後、内筒３
１の油圧等による拡管、かしめ等により内筒３１に固定
される。

【００１６】保護筒３１の両端部外面には、前記端板２
３，２３がろう付け等により固定される。また、前記伝
熱フィン２５は保護筒３１の外面に固定されている。

【００１７】内管１７の両端部外面には、保護筒３１の
両端に隣接して突起３２が形成されている。図示の例で
は、突起３２は全周にわたるビードにより構成されてい
る。

【００１８】次に作用を説明する。

【００１９】エンジンＥを運転すると、ガソリンタンク
２内のガソリンはガソリン供給管３ａを経てポンプ４に
よりエンジンＥに送られ、気化しなかったガソリンはガ
ソリン帰還管３ｂを経てガソリンタンク２に戻される。
一方、冷媒装置を運転すると、圧縮機８により圧縮され
た冷媒は、凝縮器９、リザーブタンク１０、膨張弁１
１、蒸発器１２、熱交換器１５を経て流れ、冷凍サイク
ルが行なわれる。そして、蒸発器１２で気化した低温の
冷媒は、冷媒戻し管１３を経て圧縮機８へ戻る途中で、
熱交換器１５においてガソリン帰還管３ｂ内を流れるガ
ソリンと熱交換してガソリンを冷却する。

【００２０】熱交換器１５内では、低温の気化冷媒が内
筒１７の内部を満たしつつ流動する。この時、冷媒はス
パイラル板２１によりねじられつつ流動し、乱流となる
ので熱伝達が良好になされる。また、内筒と外筒の間の
空間２２内にはガソリン帰還管３を流れるガソリンが流
入し、伝熱フィン２５による伝熱面積の増加によってガ
ソリンは冷媒により効果的に冷却される。伝熱フィン２
５に多数の小孔を設ければ、ガソリンの冷却を一層効果
的にし、しかも圧力損失を低下させる。以上のようにし
て、効果的に冷却されたガソリンはタンク２内へ戻さ
れ、タンク内のガソリンの昇温が防止される。上述のよ
うな効果的熱伝達のために、熱交換器１５はコンパクト
に構成することが可能である。

【００２１】以上のような熱交換に際して、熱交換器１
５のガソリン側と冷媒側の温度差により主として内筒１
７と保護筒３１に熱応力が生じる。この熱応力は、内筒
１７と伝熱フィン付き保護筒３１が一体的二重管として
構成されていることにより、両筒の損傷を起すことがな
い。また、反復する熱応力により金属疲労が生じ、これ
により孔あき、切裂等が仮に生じても、二重管構造によ
り、ガソリン側と冷媒側の間に漏れが生じることがなく
安全である。なお、保護筒３１は伝熱性のよい材料で構
成されるから、二重管構造であっても熱伝達が低下する
ことはない。

【００２２】一方、保護筒３１は内筒１７に締めつけら
れてはいても、熱応力により内筒１７に対して軸方向に
ずれることがある。このようなずれが生じようとして
も、それはストッパとしての突起３２により阻止され
る。したがって、保護筒３１が内筒１７からはずれるこ
とはない。

【００２３】以上に述べた実施例では、外筒１８内の熱
交換促進部材はらせん状フィン２５により、また内筒１
７内の熱交換促進部材はスパイラル板２１によりそれぞ
れ構成されているが、これらの熱交換促進部材は他の任
意の形態をとることができる。図４ないし図６はその一
例を示している。

【００２４】図４に示すのは、らせん状フィン２５の代
りに使用することができる伝熱フィン４０で、保護筒３
１の外周面への装着フランジ４１を備え、フィン面に多
数の小孔４２を有している。これらの伝熱フィン４０
は、フランジ４１の端面同士を突き合せた状態で軸方向
に所定間隔をおいて保護筒３１の外周面に図５に示すよ
うに装着される。なお、図５において、内筒１７の内側
には、図２に示したスパイラル板２１の端面が示されて
いる。このスパイラル板２１にも小孔を多数設けること
ができる。

【００２５】図６に示す例では、外筒１８内および内筒
１７内に伝熱フィン５０，５１がそれぞれ設けられてい
る。両伝熱フィン５０，５１とも、熱交換器１５の長手
方向全長にわたって設けられており、内外筒内面の周方
向に沿う波形をなす断面形状をなしている。すなわち、
伝熱フィン５０，５１は、薄い金属板を波形にし、その
波形板を円筒状に巻いたものであり、円筒状波形板を内
外筒内に圧入することにより伝熱フィンが固定される。
伝熱フィンには多数の小孔を形成するのが好ましい。

【００２６】

【考案の効果】本考案によれば、熱交換器の内外筒の間
を通るガソリンは内筒内を通る気化冷媒により効果的に
冷却され、したがって、ガソリンタンク内のガソリンの
昇温が防止されてガソリンの気化は少なくなり、これに
よりキャニスターの小形化および大気中へのガソリンの
蒸発の抑止が可能となり、さらにペーパーロック現象が
防止される。また、この熱交換では、ガソリンと冷媒の
温度差により主として内筒と伝熱フィン付き保護筒に熱
応力が生じるが、内筒のみの場合と異なり、二重管構造
になっているので熱応力による損傷、例えば反復熱応力
による金属疲労による孔あき、切裂等が生じにくく、ま
た、それが生じても内筒と保護筒による二重管構造のた
め、ガソリンと冷媒の混入が生じない。また、熱応力に
よる伝熱フィン付き保護簡の内筒に対するずれは内筒外
面の突起により防止される。そして、保護筒にはその外
面に伝熱フィンが形成されているので、内筒の内外の熱
交換は良好に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による自動車等におけるガソリン冷却装
置の配管図。

【図２】図１のガソリン冷却装置の熱交換器の一部断面
拡大図。

【図３】図２の一部の拡大断面図。

【図４】伝熱フィンの変形例の斜視図。

【図５】図４の伝熱フィンを装着した熱交換器の断面
図。

【図６】他形式の伝熱フィンを装着した熱交換器の断面
図。

【符号の説明】

Ｅ エンジン ２ ガソリンタンク ３ａ ガソリン供給管 ３ｂ ガソリン帰還管 ４ ポンプ ５ 気化器 ６ キャニスター ８ 冷媒圧縮機 ９ 凝縮器 １１ 膨張弁 １２ 蒸発器 １３ 冷媒戻し管 １５ 熱交換器 １７ 内筒 １８ 外筒 ２１ スパイラル板 ２７ 接続管 ２８ 接続管 ２２ 空間 ２５ 伝熱フィン ３１ 保護板 ３２ 突起 ５０ 伝熱フィン ５１ 伝熱フィン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンからガソリンタンクへガソリンを
   戻すガソリン帰還管と、自動車用冷房装置の冷凍サイク
   ル回路の圧縮機への冷媒戻し管との間に冷媒によりガソ
   リンを冷却する熱交換器を設けてなる自動車等における
   ガソリン冷却装置において、前記熱交換器が、前記冷媒
   戻し管の途中に挿入されて冷媒通路となる内筒と、この
   内筒の外周に空間を形成するように内筒を覆って装着さ
   れた外筒と、外筒の内側の前記空間を前記ガソリン帰還
   管の途中に挿入するように外筒をガソリン帰還管に接続
   して前記空間内にガソリンが流れるようにする接続手段
   と、前記内筒の外周面に密着状にはめ込み固定されかつ
   外面に伝熱フィンを有する伝熱保護筒と、内筒の両端外
   部に、伝熱保護筒の両端に隣接するように突設されて保
   護筒の熱応力による軸方向のずれを防止する突起とから
   構成されていることを特徴とするガソリン冷却装置。