JPS5947125B2 - 内燃機用熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情交換器に関し、特に熱交換器に対するモジュ
ールすなわちコアーにおいて、斜めに装架された枢動自
在の改良コアーに関する。

車輛または定置枠上に取付けられた内燃機を冷却するた
めの熱交換器は熱交換素子の周囲を通過する空気の如き
流体によって機関を冷却するに十分な容量を有するもの
でなければならぬ。

一般的に言って熱交換素子を通過する空気の容積は車輛
の運動によって生じる空気と、機関によって駆動される
冷却ファンからくる空気とを組合わせたものである。

機関に対して十分な冷却容量を与えるためには、層高速
度で駆動される大型ファンが必要となり、この場合は振
動および空気駆音が発生する。

政府の布告によれば機関の作動時に発生する騒音レベル
は特定偏度に維持する必要があり、この限度は多くの場
合車輛機関を適当に冷却せんとする時には遵守し得ない
。

なお多くの車輛は相当量の微片、たとえば木片、葉、塵
埃等の浮遊する環境において作動し、したがってこれら
の微片が熱交換素子に固着してフィン周囲の空気通路を
閉塞し、車輛機関の冷却効果を低減させる。

熱交換器の冷却フィン内に微片が集積するのを阻止する
ためにＢｏｙａｊｉａｎの米国特許第３３４４８５４号
においては閉塞防止回転スクリンが提案されており、こ
の装置においては熱交換コアーの正面を通過するスクリ
ンが設けられ、該スクリンは微片を捕集しかつ該熱交換
コアーの冷却面に沿ってこれを搬送するようになってい
る。

前記閉塞防止スクリンは別個に作動し得る独立部材であ
る。

Ｈｏｗｅｒｄの特許第２３１００８６号には熱交換コア
ーがセグメントに分割され、各セグメントが枢動自在に
装架されるようになった装置が記載されている。

前記セグメントは相互に連結され、これらセグメントは
回転して隣接セグメントの間に空隙を形成し、冷却空気
がある角度をなしてセグメントを通過し得るようになっ
ている。

この特許は冷却面の面積を増加させるものでもなく、コ
アーセグメントの自動清掃効果を与えるものでもない。

実験によれば、このような大型高速のファンはチップ速
度が大きく、振動騒音の大きい原因となる。

ファンを小型にすれば、騒音振動を減少させることがで
きる。

本発明は上述したような先行技術の欠点を克服するため
に、複数個のコアーを相互に斜めに枢動自在に配置する
ことにより、必要な空気量を通すための交換器正面面積
を減少させ、それに伴いファン直径も減少させ、かくて
、振動騒音を減少させている。

コアーを枢動可能にし、始めにコアーの前面を空気の流
れに対向させ、ついでコアーを回動してその後面を空気
の流れに対向させることにより、コアーのフィンに集積
した異物を、空気の流れにより除去清掃し、従って異物
の侵入を防ぐスクリーンを設置する必要をなくしている
。

また各コアーの枢動量を制限する装置を設けていること
により、空気の流れに対向するコアーの角度が一定し。

清掃効果および冷却効果を向上させている。

本発明たよる熱交換器においてはその複数のモジュール
すなわちコアーが機関の中心線に対しである角度をなす
ように配置され、各コアーがその頂部および底部におい
て枢動自在に装架されかつ該コアーの表面が隣接コアー
に対して斜めに位置決めされ、それによって冷却空気に
さらされる熱交換器の有効表面が実質的に増加せしめら
れるようになっている。

各コアーはストップと係合し、使用中に枢動しないよう
にされている。

コアーをストップから釈放すれば、該コアーはその枢動
軸線のまわりを枢動し、コアーを通って流動する空気に
その反対面をさらすようになる。

コアーを通る空気の流動方向を反対にすることによって
コアーの表面から微片および異物が除去され、それによ
ってコアー〇冷却効果を回復せしめかつ熱交換器の耐用
寿命を延長させることができる。

熱交換器コアーの表面を斜めに装架することにより、交
換器の正面面積を増加させることなしに該熱交換器の有
効冷却表面は実質的に増加し、したがってこの熱交換器
の冷却容量は増加する０したカッてまた特定の車輛を効
果的に冷却するためにｌ」＼型の熱交換器を使用するこ
とができ、すなわち同じ大きさの熱交換器を使用する場
合には少量の空気を通すことによって所要の冷却を行う
ことができる。

機関を効果的に冷却するための熱交換器を小型とするこ
とによりまたは空気の容積を少なくすることにより、低
速ファンを使用することができ、したがって特定の騒音
レベル内において静かな運転を行い得るようになる。

熱交換器内の冷却剤は各コアーの回転軸線を形成する中
空トラニオンの周囲を流動し、または前記流体は頂部タ
ンクから可撓管を通して熱交換器の各コアーに取入れら
れる。

本発明の１変型においては車輛の片側に熱交換器に対す
る追加コアーが設けられ、該熱交換器の冷却結方を増加
させるようになっている。

これら追加コアーは枢動自在に装架され、該コアーを通
る冷却空気の流動方向を逆にすることにより自動清掃効
果を与えるようになっている。

次に添付図面によって本発明による装置の構造および作
動態様を詳述する。

第１図および第２図に示された本発明の好適な実施例に
おいては、前方装架冷却装置１０は装軌型トラクタ特の
如き陸上車輛１２の前端に設けられている。

本発明の設計および構造はエンジンから出る冷却媒体の
通るフィンおよび管上を空気が押送されまたは引出され
、該冷却媒体の温度を低下させるようになった表面型熱
交換器に対して広い用途を有している。

この熱交換器は陸上車輛のエンジン、定置型設備のエン
ジン等と関連せしめられる。

図示の如く前記車輛１２は１対の隔置された側壁１４．
１６よりなる枠を有し、前記各側壁はそれぞれ蝶番１８
．２０によって前方グリル２２．２４を枢動自在に支持
している。

液冷内燃機の如きエンジン２６は前記壁１４．１６の間
にオイて枠の上に装架され、かつその前端においてベル
ト３０およびプーリー３２によって駆動されるファン２
８を有している。

車輛の枠は壁１４゜１６によって担持された反らせ板す
なわちシュラウド３４を有し、該反らせ板は前記ファン
２８を囲繞し、車輛の前方から出た空気の流動を該ファ
ンおよびエンジン２６を通して案内するようになってい
る。

ラジェータすなわち熱交換器４２は側壁１４゜１６の間
を延び、かつ可撓性バンド３６．３８および締着部材４
０によって該側壁に装架され、頂部すなわちヘッダタン
ク４４、底部すなわち出口タンク４６および斜めに位置
決めされかつ枢動自在に装架された複数のモジュールす
なわちコアー４８を有している。

エンジン２６は液状冷却媒体によって冷却され、該冷却
媒体はポンプ（図示せず）によって循環せしめられかつ
管５０を通って熱交換器４２０頂部タンク４４と連通し
ている。

エンジンから高温で流出した液状冷却媒体は前記コアー
４８を通して循環せしめられ、ここで該冷却媒体の温度
は低下せしめられる。

冷却された冷却媒体はコアー４８から底部タンク４６に
流入しかつ管５２を通ってエンジン２６に復帰する。

前記コアー４８は普通の設計のものであり、複数の貫通
管を有し、これらの管には複数の放射フィンが装着され
ている。

前記コアー４８の頂板５４および底板５６は上向きおよ
び下向きに延びる中空二ンプルすなわちトラニオン５８
を有し、該トラニオンは頂部タンク４４の底壁６４の厚
い部分６２および底部タンク４６の頂壁６８の厚い部分
６６内に形成された開口６０の中に密封的に収まるよう
になっている。

各コアーの前記トラニオン５８は共通軸線上に位置し、
この軸線は図示の型においてはコアーの幾可学的垂直中
心線である。

密封部材１０は前記トラニオン５８と、それぞれ頂部お
よび底部タンク４４．４６の厚い部分６２．６６との間
に設げられている。

エンジンから出た高温の冷却剤は頂部タンク４４に流入
し、かつ開口を通ってトラニオ７５８に入る。

前記冷却剤はコアー４８内の管を通って流動し、この管
の中で該冷却剤の熱はフィンに放射され、かつこのフィ
ンおよび管を通る空気によって除去される。

温度の低下した冷却剤は底部タンク４６内に捕集され、
ここからポンプによってエンジン２６のブロックに復帰
せしめられる。

前記コアー４８は全体が平らな前面１２と、全体が平ら
な後面７４．とを有している。

ラジェータすなわち熱交換器４２は車輛１２の中ノー腺
に対して垂直に位置する垂直面を有している。

隣接するコアー４８はそれらの前面１２が熱交換器４２
の垂直面に対しおよび相互に対して角度をなすように配
設され、各対のコアーが相互の方に収斂してそれらの間
に楔形の樋を形成するようになっている。

グリル２２．２４を通して押されまたは引かれる空気は
コアー４８の前面７２に衝当し、かつ該コアーを通って
このコアーを冷却する。

隣接するコアー４８間の楔形樋は空気が該樋の底部に近
ずく時に、この空気をわずか圧縮する傾向を有している
。

このわずかに圧縮された空気は普通の空気より密度が犬
であり、この密度の増加した空気は普通の空気より冷却
能力が大であり、それによって熱交換器の冷却能力を増
加させる。

コアー４８の前面の面積の合計は実質的に普通の型の大
きな単一コアーラジェータより犬である。

したがって斜めに配設された複数のコアー４８を有する
ラジェータは、冷却のために大きな単一のコアーを使用
する同じ外方寸法のラジェータより実質的に大きな冷却
能力を有している。

各コアー４８を斜めに配置することによって、さらに大
きなコアー表面積を流入空気にさらし、冷却の目的を達
成するようになすことができる。

したがって在来のものと同じ寸法のラジェータは本発明
による傾斜コアー設計によって大きな冷却能力を有する
ようになり、またはこのような傾斜コアー設計を有する
小さなラジェータを、大きなラジェータの代りに使用し
、この大きなラジェータと同じ冷却効果を有するように
なすことができる。

頂部タンク４４の壁６４の底面にはストップ７６が設け
られ、かつ斜めに配設された表面１８゜８０を有し、こ
れらの面を通して孔８２が形成されている。

各コアー４８はその一つの側壁に孔８４を有し、この孔
８４は前記ストップ７６の表面７８，８０に設げられた
孔８２の一つと整合するようになっている。

前記整合孔８２，８４にはピン８６が通され、前記コア
ー４８をラジェータの垂直面と整合した状態で錠止する
ようになっている。

第１図においては実線によって示されたコアー４８はス
トップ１６にピン止めされ、これらの間に三つの収斂樋
を形成す為ようになっている。

各ピン８６を除去すれば、関連コアー４８はその有孔壁
が隣接ストップ７６と整合するようになるまでトラニオ
７５８の周囲を枢動し、次にピンこ８６を再び挿入して
前記コアー４８を、後面７４がグリル２２，２４に面す
るような位置に錠止する。

この時流入空気は先ず後面１４を通り、次にフィンおよ
びコアー内の管を通るようになり、このプロセスにおい
てはコアー内の冷却剤を冷却するばかりでなく、前記コ
アーの前面７２がグリル２２．２４に面した時に、この
前面７２内に前からあった葉、木片等の如き微片を除去
する。

このようにして前記コアー４８は自動的に掃除される。

掃除されて支障物のなくなったコアーは、該コアー内を
冷却剤が循環する時に最大の熱交換を行うことができる
。

コアー内に入った微片は該コアーに損傷を与えるばかり
でなく、コアーの冷却効果を低減せしめ、該コアーを高
い温度で作動させるようになり、これはコアーの破損を
早める。

したがってコアーを通して空気を逆方向に流動させれば
コアーの耐用寿命を増加させることができる。

車輛１２の側壁１６内に追加ラジェータ８８を設けるこ
とによって補助冷却能力を与えることができる。

このラジェータ８８は短い頂部タンク４４をおよび底部
タンク４６を有し、かつ図示の如く該頂部タンク４４お
よび底部タンク４６間に枢動自在に装架された１対のコ
アー４８を有しイいる。

前記ラジェータ８８内のコアー４８の設計構造および動
作はラジェータ４２のそれと同様である。

このコアー４８は第１図の実線位置から点線位置に枢動
せしめ、該コアーを逆方向に掃除することができる。

コアー４８と係合してこれを所要の傾斜位置に保持する
ためのストップＴ６が設けられている。

管５０はラジェータ８８の頂部タンク４４（図示せず）
に連結され、短管９０はラジェータ８８のタンク４４を
ラジェータ４２の頂部タンク４４に連結している。

ラジェータ８８の底部タンク４６は復帰管９２によって
逆にエンジン２６に連結され、またはラジェータ４２の
底部タンク４６に連結される。

第１図に示された車輌熱交換器はラジェータ８８および
ラジェータ４２の両方によって作動し、この時加熱され
た冷却剤はラジェータ８８の頂部タンク４４に流入し、
ラジェータ８８内において冷却を行うようになっており
、残余の加熱された冷却剤はラジェータ４２のタンク４
４に流入し、該ラジェータ４２によって冷却されるよう
になる。

このラジェータ４２は管５０によってエンジン２６の全
冷却を行い、前記管５０はラジェータ８８のタンク４４
をバイパスしかつラジェータ４２０頂部タンク４４に直
接延びている。

側壁１６内に形成されたグリル９４はコアー４８を保護
するためのものである。

このグリル９４はボルト９６を除去することによって取
外され、前記ラジェータ８８に近接しかつコアー４８を
回転せしめ得るようになっている。

第３図および第４図に示された変形実施例においては枠
、エンジン２６、壁１４，１６、グＩＪＡ。

２２．２４、反らせ板３４、ファン２８およびラジェー
タ１４２の装架態様は実質的に第１図および第２図に示
された実施例の場合と同様である。

ラジェータ１４２は頂部タンク１４４および底部タンク
１４６を有し、これらの間には斜めに配設された複数の
コアー１４８が枢動自在に装架されている。

前記コアー１４８はその頂縁および底縁に装架された短
軸すなわちトラニオ７１５８を有し、該トラニオン１５
８は頂部タンク１４４の底壁および底部タンク１４６の
頂壁によって担持された装架板９８内の軸承孔１６０内
に係合している。

各コアー１４８は頂部タンク１４４内の孔１０２からコ
アー１４８の頂縁内の孔に連結された可撓性ホース１０
０と、コアー１４８の下縁内の孔から底部タンク１４８
内の孔１０６に連結された第２可撓性ホース１０４とを
有している。

ホース１００，１０４． タンク１４４，１４６およ
びコアー１４８間を実際に連結するためには普通の取付
具が使用される。

ホース１００，１０４はトラニオ７１５８の軸線のまわ
りにおいてコアー１４８をじゃまされることなく枢動せ
しめ得るように位置決めされている。

ストップ１７６はタンク１４６の装架板９８上にコアー
１４８の一つの面と係合するように位置決めされ、該コ
アーをラジェータ１４２０面に対して斜めとなるように
保持する。

前記コアー１４８を適当なストップ１１６に対して装着
するためにピンまたは他の適当な装置１８６が設けられ
ている。

第３図および第４図に示された実施例においては、前記
ストップ１１６は前記コアー１４８がその相対する隅１
０８を短かな距離にわたって隔置し、それらの間に開口
を形成するような寸法を有しかつ位置を占めるようにさ
れている。

このようにすれば隣接する傾斜コアー１４８間の収 樋
の中に集積する微片が該樋を通り抜は得るようになり、
したがって自動清掃のためにコアー１４８を枢動させる
回数を減らすことができる。

本発明の装置は設計をわずか変えることによってその便
利さおよび有用性を増加せしめ得ることが分かる。

たとえばすべての冷却コアーを連結し、リンク装置およ
び遠隔点に位置するアクチュエータによって同時に回転
させるようになすことができる。

このような装置においては交互のコアー位置を維持する
ためのストップおよび錠止ピンを省略することができる
。

なお液圧駆動装置または制御装置からくる油を冷却する
必要がある場合は、並列に連結した補助コアーによって
前記機能を効果的に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例を示す。 一部断面で示した平面図である。 第２図は部分的拡大正面図で第１図の線２−２に沿って
取られたものである。 第３図は本発明の１変型を示す、一部Ｆｆｒ面で示した
平面図である。 第４図は部分的拡大正面図で、第３図の線４−４に沿っ
て取られたものである。 図において、１０は冷却装置、１２は陸上車輛、１４．
１６は側壁、１８，２０は蝶番、２２．２４は前方グリ
ル、２６はエンジン、２８はファン、３０はベルト、３
２はプーリー、３４は反らせ板、３６．３８はバンド、
４０は締着部材、４２はラジェータ、４４は頂部タンク
、４６は底部タンク。 ４８はコアー、５０．５２は管、５４は頂板。 ５６は底板、５８はトラニオン、６０は開口、６２は厚
い部分、６４は底壁、６６は厚い部分、６８は頂壁、７
０は密封部材、１２は前面、７４は後面、１６はストッ
プ、７８．８０は表面、８２．８４は子Ｌ、８６はピン
、８８は迂Ｗ日ラジェータ、９０は短管、９４はグリル
、９６はボルト、９８は装架板、１００はホース、１０
２は孔。 １０４はホース、１０６は孔、１０８は隅、１４２はラ
ジェータ、１４４は頂部タン久 １４６は底部タンク、
１４８はコアー、１５８はトラニオン、１６０は軸承孔
、１１６はストップ、１８６はピンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機用熱交換器において、前記内燃機に連結され
   、加熱された冷却剤を受入れるようになった頂部タンク
   と、前記内燃機に連結され、冷却された冷許剤を該内燃
   機に復帰させるようになった底部タンクと、内燃機の長
   手方向に対し垂直な平面に対して斜めに、かつ相互に斜
   めに交って、前記頂部タンクと底部タンクとの間に延び
   る複数個の冷却コアーと、冷却剤を前記コアーに流入さ
   せたコアーから流出させる通路となり、かつ前記コアー
   を頂部タンクと底部タンクとの間に延びる軸線の廻りに
   枢動自在に装架する中空部材と、前記各コアーの前記軸
   廻りの枢動量を１８０°以下に制限する装置とを有して
   おり、 前記コアーは前面と後面とを有しており、隣り合う１対
   のコアーの面はある角度を形成し、流入して来る空気を
   少しぐ圧縮し、それによってコアーの冷却能力を向上さ
   せており、また、流入して来る空気に対し、最初コアー
   の前面をさらし、ついでコアーを枢動させてその後面を
   さらすようにコアー面を反転させ、コアーを通過する空
   気によってコアーのフィンに付着した異物を除去清掃す
   ることを特徴とする内燃機用熱交換器。 ２ 前記第１項記載の熱交換器において、各コアーの枢
   動量を制限する装置が前記コアーの隣接縁を隔置状態に
   保持し、清掃された微片がこれら縁の間を通り得るよう
   にされた熱交換器。 ３ 前記第１項記載の熱交換器において、保持装置が各
   コアーと各コアーの枢動量を制限するための前記装置と
   の間に係合し、前記コアーの枢動量を制限する前記装置
   に対して該コアーを保持するようになっている熱交換器
   。