JPS6347751Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ａ 考案の目的 （産業上の利用分野） この考案に係る熱交換装置は、自動車用エンジ
ンのウオータジヤケツト内で蒸発し気化した冷却
水を放熱し凝縮液化するためのラジエータとし
て、或は各種熱機器から発生する高温の水蒸気を
冷却し凝縮液化するための復水器として利用でき
る。

（従来の技術） 例えばエンジンの冷却水放熱用のラジエータと
して、第８図に示す様な熱交換器が使用されてい
る。この熱交換器は、多数の伝熱管１，１とフイ
ン２，２とから成るコア部３の上下に、それぞれ
座板４，４を介してタンク５ａ，５ｂを固定した
ものである。エンジンの熱を奪つて蒸発し気化し
た冷却水を放熱し凝縮液化する場合、上側のタン
ク５ａに設けた入口管６から高温の水蒸気を送り
込めば、この水蒸気は多数の伝熱管１，１内を上
側のタンク５ａから下側のタンク５ｂに向けて流
下する間にコア部３を図面の表裏方向に流通する
空気との間で熱交換を行なつて放熱し凝縮液化す
る。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、上述のように構成され作用する熱交
換器に於いては、従来は次に述べるような不都合
を生じた。即ち、熱交換器を構成する上側のタン
ク５ａ内に入口管６を通じて送り込まれる水蒸気
中には、エンジンのウオータジヤケツトの凹みに
存在する空気や、冷却水中に溶け込んでおり、ウ
オータジヤケツト内での水温の上昇に伴つて溶出
する溶存空気のように、冷却しても凝縮しない非
凝縮気体が混入するのが避けられない。このよう
な非凝縮気体は、伝熱管１，１内を下方に流れる
水蒸気に押されてこの伝熱管１，１を下側のタン
ク５ｂに向けて送られるが、このタンク５ｂの側
面に設けた出口管７からは排出され難く、タンク
５ｂの上部と伝熱管１，１の下部とに滞溜してし
まう。

このように、伝熱管１，１内に非凝縮気体が滞
溜した場合、この滞溜部分の熱交換効率が極端に
低下し、熱交換器としての性能が悪化してしま
う。

例えば実開昭59−5713号公報には下側のタンク
５ｂとは別に受液器を設けた考案も開示されてい
るが、上述のような非凝縮気体の滞溜に伴う不都
合を解消することはできない。

本考案の熱交換装置は、このような非凝縮気体
の滞溜に伴つて発生する不都合を解消することを
目的としている。

ｂ 考案の構成 （問題を解決するための手段） 本考案の熱交換装置は、熱交換器本体を構成す
る下側のタンクの上端部に抜気管を設け、この抜
気管に一端を接続した通気管（ホースも含む。）
の途中に電磁開閉弁を設けている。一方、熱交換
器本体のコア部風上側と風下側とでそれぞれ上記
コア部の下部に対向する部分には、第一、第二の
温度センサを設けて、このコア部を通過する前後
の冷却用空気の温度を検出できるようにしてい
る。又、上側のタンク内域はこの上側のタンクに
高温の水蒸気を送り込む蒸気管内のように、伝熱
管に送り込む高温の流体が通過する部分には、こ
の流体の温度を検知する第三の温度センサを設け
ている。

第一〜第三の各温度センサからの信号は、前記
した電磁開閉弁の開閉を制御する制御器に入力さ
れている。この制御器は、第三の温度センサが検
出する高温流体の温度が一定値以上で、第一、第
二の温度センサが検出するコア部通過前後の冷却
用空気の温度の差が一定値以下の場合にのみ上記
電磁開閉弁を開くように作用する。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ本考案を更に
詳しく説明する。

第１〜３図は本考案の熱交換装置の実施例を示
しており、第１図は全体構成を示す略縦断側面
図、第２図は温度センサの配置状態を示す熱交換
器本体の略正面図、第３図は電磁開閉弁の開閉を
制御する制御器のブロツク線図である。

多数の伝熱管１，１とフイン２，２とから成る
コア部３の上下に、入口管６を有する上側のタン
ク５ａと出口管７を有する下側のタンク５ｂとを
設けて成る熱交換器本体８の下側のタンク５ｂの
側面上端部には、抜気管９を設け、この抜気管９
に一端を接続し、他端を大気に開放するか或はリ
ザーブタンクに接続した通気管１０の途中に電磁
開閉弁１１を設けている。

コア部３の風上側（第１図左側）には、コア部
３を通過する前の外気の温度を検出するための第
一の温度センサ１２が、コア部３の風下側（第１
図右側）には、コア部３を通過した後昇温した空
気の温度を検出するための第二の温度センサ１３
がそれぞれ設けられている。各温度センサ１２，
１３を設ける位置は、コア部３の高さＨ（第２図）
の４分の１程度下側のタンク５ｂの上面から上方
に離れた高さｈ（＝Ｈ／４）の位置とし、コア部３の 中央と両側とに、風上側と風下側とでそれぞれ３
個ずつ、合計６個の温度センサ１２，１３を設け
ている。

各温度センサ１２，１３の出力は、制御器１４
の温度検出回路１５ａ，１５ｂに入力され、両温
度検出回路１５ａ，１５ｂの出力が温度比較回路
１６に入力されている。この温度比較回路１６
は、上記両温度センサ１２，１３が検出した温度
の差が一定値以上になつた場合にのみ駆動回路１
７に信号を送る。一方、上側のタンク５ａに設け
た入口管６内には、この入口管６を通じてタンク
５ａ内に送り込まれる水蒸気等の高温の流体の温
度を検出するための第三の温度センサ１８が設け
られている。この第三の温度センサ１８の出力
は、温度検出回路１９を介して駆動回路１７に送
られる。この駆動回路１７は、コア部３の風上側
と風下側とに設けた第一、第二の温度センサ１
２，１３が検出する温度の差が、３個所のうちい
ずれか１個所でも一定値以下となり、しかも第三
の温度センサ１８が検出する高温流体の温度が一
定値以上になつた場合にのみ通気管１０の途中に
設けた電磁開閉弁１１を開くように作用する。

センサを設けた各部分の温度としては、例えば
入口管６内に120℃の過熱水蒸気を送り込み、コ
ア部３に20℃の外気を送り込んだ場合、この外気
はコア部３を通過後、80℃程度にまで昇温する。
ところが、伝熱管１，１内に空気が滞溜すると、
コア部を通過後の外気温度が40〜50℃程度にまで
しか上昇しなくなる。従つて、駆動回路が電磁開
閉弁を開く際の温度としては、例えば第三の温度
センサ１８が検出する高温流体の温度が110℃以
上の場合で、第一、第二の温度センサ１２，１３
が検出する外気温度の差が40℃以下の場合とすれ
ば良い。

（作用） このように構成されるため、水蒸気とともに熱
交換器本体８内に送り込まれた非凝縮気体が下側
のタンク５ｂの上部と各伝熱管１，１の下部とに
滞溜し、コア部３の下部を通過する外気の温度が
あまり上昇しなくなると、電磁開閉弁１０が開か
れ、タンク５ｂの上部の非凝縮気体が抜気管９、
通気管１０を通じて大気中又はリザーブタンク内
に排出される。伝熱管１，１の下部に滞溜してい
る非凝縮気体は、タンク５ｂ内の気体の排出に伴
いタンク５ｂ内に押し込まれ、抜気管９を通じて
排出される。なお、第三の温度センサ１８の働き
により、エンジン等の運転開始直後で入口管６に
送り込まれる流体の温度が低く、コア部３を通過
する外気があまり暖められない場合は電磁開閉弁
１１が開くことがないため、タンク５ｂ内の凝縮
水を排出してしまうことはない。

伝熱管１，１内の非凝縮気体が排出された後
は、直ちに各伝熱管１，１の下部にまで高温の流
体が進入するため、コア部３を通過する前後の空
気温度の差が大きくなり、電磁開閉弁１１が閉じ
られる。但し、非凝縮気体を排出するのに要する
時間は僅か数秒であるため、制御器１４にタイマ
を組込み、各温度センサ１２，１３，１８の検出
する温度が電磁開閉弁１１を開く条件となつた場
合に、短時間だけこの弁１１を開くようにしても
良い。

（応用例） なお、下側のタンク５ｂの上部に滞溜している
非凝縮気体を抜気管９に向けて効率良く導くため
には、第４〜７図示すように、下側の座板４の下
面に、下面を傾斜面２０としたスペーサ２１を添
着し、抜気管９を上記傾斜面２０の最上位置に対
向させて設けても良い。第４〜７図中、第４〜５
図は周縁部にパツキング２２を嵌着したスペーサ
２１を座板４とタンク５ｂとの間で挾持した例、
第６〜７図は伝熱管１，１の下端に形成した外向
フランジ２３を合成樹脂製の座板４と同材質製の
スペーサ２１との間で挾持した例である。

ｃ 考案の効果 本考案の熱交換装置は以上に述べた通り構成さ
れ作用するので、熱交換器の性能を常に良好な状
態に維持することができ、水蒸気等の凝縮液化を
効率良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案の実施例を示しており、第
１図は熱交換装置の全体構成を示す略縦断側面
図、第２図は温度センサの設置位置を示す熱交換
器本体の略正面図、第３図は電磁開閉弁を駆動す
る回路を示すブロツク線図である。又、第４〜５
図は本考案の応用例の第１例を示しており、第４
図は熱交換器本体下部の縦断側面図、第５図は第
４図のＡ−Ａ断面図、第６〜７図は同第２例を示
しており、第６図は熱交換器下部の縦断正面図、
第７図は伝熱管下端部の斜視図である。更に、第
８図は広く使用されている熱交換器本体の正面図
である。 １：伝熱管、２：フイン、３：コア部、４：座
板、５ａ，５ｂ：タンク、６：入口管、７：出口
管、８：熱交換器本体、９：抜気管、１０：通気
管、１１：電磁開閉弁、１２：第一の温度セン
サ、１３：第二の温度センサ、１４：制御器、１
５ａ，１５ｂ：温度検出回路、１７：駆動回路、
１８：第三の温度センサ、１９：温度検出回路、
２０：傾斜面、２１：スペーサ、２２：パツキン
グ、２３：外向フランジ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多数の伝熱管とフインとから成るコア部の上下
   にそれぞれタンクを固定し、上側のタンクに入口
   管を、下側のタンクに出口管をそれぞれ設けた熱
   交換器本体と、この熱交換器本体の下側のタンク
   の上端部に設けた抜気管に一端を接続し途中に電
   磁開閉弁を設けた通気管と、上記コア部の風上側
   と風下側とに設けコア部通過前後の冷却用空気の
   温度を検出する第一、第二の温度センサと、熱交
   換器本体内に送り込まれる高温流体の温度を検出
   する第三の温度センサと、第一、第二、第三の各
   温度センサからの信号が入力され、第三の温度セ
   ンサが検知する高温流体の温度が一定値以上でし
   かも第一、第二の温度センサが検知するコア部通
   過前後の空気の温度差が一定値以下の場合にの
   み、前記電磁開閉弁を開く信号を出す制御器とか
   ら成る熱交換装置。