WO2017098765A1 - 冷却装置 - Google Patents

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WO2017098765A1
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radiator
pump
cooling device
traveling wind
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武内　康浩
神谷　治雄
吉田　憲司
卓洋 岩崎
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株式会社Ｓｏｋｅｎ
株式会社デンソー
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    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0233—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with air flow channels
    • F28D1/024—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with air flow channels with an air driving element
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/08—Fluid driving means, e.g. pumps, fans

Definitions

  • the present disclosure relates to a cooling device that is applied to a vehicle in which a radiator that exchanges heat between the traveling wind and a fluid to be cooled is disposed at a site where the traveling wind is introduced.
  • Patent Document 1 Conventionally, there has been known an engine cooling device in which a radiator is arranged at a point where traveling wind of a vehicle is introduced, and an engine is arranged behind the radiator (see, for example, Patent Document 1).
  • This Patent Document 1 has a configuration in which a bladeless blower that blows air from the front of the radiator to the engine is provided between the radiator and the engine or in front of the radiator in order to suppress air resistance mainly when the vehicle is traveling at high speed. It is disclosed.
  • the blower disclosed in Patent Document 1 is configured in an annular shape so as to surround the outer periphery of the radiator.
  • air flows to the outer peripheral side of the radiator, but almost no air flows to the central portion of the radiator.
  • the effective heat radiation area in the radiator is reduced.
  • the engine cooling device described in Patent Document 1 can suppress the air resistance during traveling of the vehicle, the effective heat radiation area of the radiator is reduced depending on the traveling state of the vehicle. Such a problem occurs not only in a vehicle including a radiator that radiates heat from an engine, but also in a vehicle including a radiator that exchanges heat between traveling wind and a fluid to be cooled.
  • An object of the present disclosure is to provide a cooling device capable of suppressing an air resistance during traveling of a vehicle while ensuring an effective heat radiation area of a radiator that exchanges heat between traveling wind and a fluid to be cooled. .
  • the cooling device is applied to a vehicle in which a radiator for exchanging heat between the traveling wind and the fluid to be cooled is disposed at a portion where the traveling wind is introduced.
  • the cooling device is disposed at a position away from the space where the traveling wind circulates, and includes a pump for supplying air and a front grill disposed at the introduction port where the traveling wind is introduced.
  • the front grille is provided at a position facing the radiator and has at least one hollow support member configured to allow air to flow therethrough.
  • the discharge part is connected to the support
  • pillar member is provided with the air blowing part which blows off the air which flows through the inside in the site
  • the pump is disposed at a position away from the space where the traveling wind circulates, and the internal space of the support member of the front grille is used as a duct for circulating the air from the pump. An increase in air resistance can be suppressed.
  • the area through which air flows in the radiator can be ensured as compared to the structure in which air is blown out from the periphery of the radiator.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 6.
  • It is a top view of the cooling device of a 2nd embodiment.
  • It is a schematic block diagram of the cooling device of 3rd Embodiment.
  • It is a schematic block diagram which shows the air flow of the cooling device of 3rd Embodiment.
  • An arrow DR1, an arrow DR2, and an arrow DR3 illustrated in each drawing indicate the direction of the vehicle 1 on which the cooling device 10 is mounted. That is, in each drawing, the arrow DR1 indicates the longitudinal direction of the vehicle, the arrow DR2 indicates the vertical direction of the vehicle, and the arrow DR3 indicates the horizontal direction of the vehicle.
  • the cooling device 10 is applied to a vehicle in which a radiator for exchanging heat between the traveling wind and the fluid to be cooled is disposed at a portion where the traveling wind is introduced.
  • This embodiment demonstrates the example which applied the cooling device 10 to the vehicle 1 by which the radiator 13 which dissipates the cooling water of engine EG in the site
  • transduced is arrange
  • an engine room ER that houses an engine EG that is a driving source for traveling is formed on the front side of the vehicle 1.
  • the vehicle 1 is formed with an introduction port 2 for introducing traveling wind into the engine room ER in front of the engine EG.
  • the engine room ER constitutes a portion where the traveling wind is introduced.
  • the front grill 11 is provided at the inlet 2.
  • the front grill 11 is provided to take in air from the front side of the vehicle to the engine room ER. Details of the front grill 11 will be described later.
  • a cooling module 12 is disposed between the front grill 11 and the engine EG.
  • the cooling module 12 includes a radiator 13 and a condenser 14.
  • the condenser 14 is fixed to the radiator 13, and the radiator 13 is fixed to the vehicle structure.
  • the radiator 13 has a higher temperature than the capacitor 14. For this reason, the radiator 13 is disposed so as to be located behind the capacitor 14.
  • the radiator 13 is a heat exchanger that cools the engine EG. Specifically, the radiator 13 is a radiator that radiates the engine cooling water by exchanging heat between the engine cooling water that is the cooling water circulating inside the engine EG and the outside air. The flow rate of the engine coolant is adjusted by a water pump (not shown).
  • the radiator 13 includes a heat exchanging portion 131 for exchanging heat between engine cooling water and outside air, an inlet side tank portion 132, and an outlet side tank portion 133.
  • the inlet side tank unit 132 is a tank that supplies engine cooling water to the heat exchange unit 131.
  • the inlet side tank unit 132 of the present embodiment is installed on the right side of the heat exchange unit 131.
  • the inlet side tank portion 132 constitutes the inlet portion of the engine coolant in the radiator 13.
  • the outlet side tank unit 133 is a tank that collects and discharges the refrigerant that has flowed out of the heat exchange unit 131.
  • the outlet side tank unit 133 of the present embodiment is installed on the left side of the heat exchange unit 131. Therefore, the heat exchanging part 131 of this embodiment is sandwiched between the inlet side tank part 132 and the outlet side tank part 133 in the left-right direction DR3 of the vehicle 1.
  • the outlet side tank portion 133 constitutes an outlet portion of engine cooling water in the radiator 13.
  • the condenser 14 constitutes a heat exchanger for a vapor compression refrigeration cycle, which is a component of an air conditioner that air-conditions the passenger compartment.
  • the condenser 14 is a heat radiator that radiates the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant discharged from a compressor of a refrigeration cycle (not shown) and the outside air.
  • the front grill 11 of the present embodiment is disposed at a position facing the heat exchanging portion 131 of the radiator 13.
  • the front grill 11 of the present embodiment has a plurality of support members 111 formed in a hollow shape so that air can flow therethrough.
  • the front grill 11 of the present embodiment includes five support members 111 extending in the left-right direction DR3 and two support members 111 extending in the up-down direction DR2 at both ends of the five support members 111. .
  • the plurality of support members 111 are connected to each other so that an air flow path 111a formed therein communicates.
  • the plurality of column members 111 are provided with air blowing portions 111 b that blow out the air flowing through the inside at portions facing the radiator 13.
  • the air blowing portion 111b is configured by a fine fistula or a thin slit so that air flowing through the air blowing portion 111b is jetted toward the radiator 13 side.
  • the air blowing part 111b of this embodiment is provided in the whole region of the column member 111 that faces the radiator 13.
  • the front grill 11 is connected to a pump 15 for supplying air.
  • the pump 15 is an electric pump for pumping air to the air flow path 111 a that is an internal space of the plurality of support members 111.
  • the strut member 111 of the present embodiment functions as a duct through which the air flow path 111 a inside the air flows from the pump 15.
  • the pump 15 is disposed at a position away from the space where the traveling wind circulates so as not to cause air resistance such as traveling wind. Specifically, the pump 15 is disposed in a space below the front bumper FB. Note that the pump 15 may be disposed in a space other than the space below the front bumper FB as long as it does not cause air resistance such as traveling wind.
  • the pump 15 of this embodiment has an impeller 151, a case 152 that houses the impeller 151, and an outlet duct portion 153 that guides the air discharged from the impeller 151 to the air flow path 111 a of the column member 111.
  • the outlet duct portion 153 is connected to the column member 111 at the downstream side of the air flow that constitutes the air discharge unit so that the air discharged from the impeller 151 flows into the air flow path 111 a of the column member 111. Yes.
  • the pump 15 is constituted by a centrifugal pump having a higher static pressure, that is, a stronger force for sending out air than an axial flow pump or a mixed flow pump.
  • the impeller 151 may employ either a sirocco fan or a turbo fan.
  • the cooling device 10 is configured such that when the traveling wind introduced into the engine room ER can be sufficiently expected, such as when the vehicle 1 travels at a high speed, the radiator 13 is driven by the traveling wind without operating the pump 15. Etc. to dissipate heat.
  • the cooling device 10 of the present embodiment arranges the pump 15 at a position away from the space where the traveling wind flows, and the air flow path 111a of the column member 111 of the front grill 11 is provided with air from the pump 15. It is used as a duct that circulates.
  • the device that supplies air to the radiator 13 side does not have the air resistance of the traveling wind, so the air resistance coefficient Cd when the vehicle is traveling at high speed can be reduced. As a result, energy loss due to air resistance can be suppressed, so that the fuel efficiency of the vehicle 1 can be improved.
  • the cooling device 10 of the present embodiment generates the pump 15 by operating the pump 15 when the traveling wind introduced into the engine room ER cannot be expected sufficiently, such as when the vehicle 1 travels at a low speed.
  • the radiator 13 and the like are dissipated by the airflow.
  • the air discharged from the pump 15 is supplied to the air flow path 111 a that is the internal space of the plurality of support members 111.
  • the air supplied to the air flow paths 111a of the plurality of support members 111 is ejected from the air blowing part 111b.
  • the blown air blown from the air blowing portion 111 b passes through the condenser 14 and the radiator 13 in this order, and is then discharged to the engine EG side behind the vehicle.
  • cooling device 10 of the present embodiment it is possible to suppress the air resistance of the traveling wind during traveling of the vehicle 1 while ensuring an effective heat radiation area in the radiator 13.
  • the pump 15 is constituted by a centrifugal pump having a higher static pressure than an axial flow pump or a mixed flow pump. According to this, even in a configuration in which the internal space of the column member 111 is used as a duct for circulating air from the pump 15 as in the cooling device 10 of the present embodiment, sufficient air is supplied toward the radiator 13 side. It becomes possible.
  • FIG. 5 shows a temperature distribution in the left-right direction DR3 of the heat exchanging portion 131 of the radiator 13.
  • the temperature of the engine cooling water in the radiator 13 is the highest in the vicinity of the inlet side tank part 132 that is the inlet part of the engine cooling water, and the outlet side tank part 133 that is the outlet part of the engine cooling water. It decreases toward.
  • the temperature difference ⁇ T between the engine cooling water and the outside air is the largest in the vicinity of the inlet side tank portion 132 and decreases toward the outlet side tank portion 133 that is the outlet portion of the engine cooling water.
  • the front grill 11 of the present embodiment has a configuration in which the air blowing portion 111 b is provided only in the vicinity of the inlet side tank portion 132 in the plurality of support members 111. That is, as shown in FIGS. 6 and 8, the front grill 11 of the present embodiment has a configuration in which the air blowing part 111 b is not provided near the outlet side tank part 133.
  • the air blowing portion 111b is provided in the vicinity of the inlet side tank portion 132 in the plurality of support members 111. For this reason, in the cooling device 10 of this embodiment, as shown in FIG. 9, the air is biased toward a portion near the inlet side tank portion 132 in the heat exchanging portion 131 of the radiator 13.
  • the air blowing portions 111b are provided near the inlet side tank portions 132 of the plurality of support members 111 so that air is biased and supplied to a portion near the inlet side tank portion 132 in the heat exchanging portion 131.
  • the opening area of the air blowing portions 111 b in the plurality of support members 111 may be reduced from the inlet side tank portion 132 toward the outlet side tank portion 133.
  • the cooling device 10 of the present embodiment includes a blower 16 that sucks air from a space on the downstream side of the air flow of the radiator 13, that is, a space between the radiator 13 and the engine EG.
  • the blower 16 of the present embodiment is disposed in the vicinity of a tire communicating with the outside of the lower portion of the vehicle 1 so that the sucked air is discharged to the outside. Note that the blower 16 may be disposed outside the vicinity of the tire as long as the air resistance of the traveling wind of the vehicle 1 is difficult to become.
  • the cooling device 10 of the present embodiment when the blower 16 is operated, air is sucked out from the space between the radiator 13 and the engine EG as shown in FIG. As a result, the pressure in the space on the downstream side of the air flow of the radiator 13 is reduced, and a pressure difference is generated before and after the radiator 13, thereby generating an air flow from the radiator 13 side to the engine EG side.
  • cooling device 10 of this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the cooling device 10 of the present embodiment is configured to suck air from the space between the radiator 13 and the engine EG by the blower 16. According to this, it becomes possible to generate an air flow from the radiator 13 side to the engine EG side due to the pressure difference between the front and rear of the radiator 13. Thereby, since the flow rate of the air passing through the heat exchanging part 131 of the radiator 13 is increased, it is possible to sufficiently secure the heat dissipation capability in the radiator 13.
  • the air that has passed through the radiator 13 easily flows to the lower part of the vehicle 1.
  • the air resistance coefficient Cd at 1 can be kept small. This is also effective from the viewpoint of cooling the engine EG and the auxiliary equipment in the engine room ER.
  • the cooling device 10 has been described as being applied to the vehicle 1 in which the radiator 13 that dissipates the cooling water of the engine EG is disposed at the site where the traveling wind is introduced, but is not limited thereto.
  • a radiator such as a condenser 14 or an intercooler may be disposed at a site where traveling wind is introduced.
  • the cooling device 10 is applicable also to the vehicle 1 provided with radiators, such as a capacitor
  • the air blowing portions 111b are provided in each of the plurality of support members 111, but the present invention is not limited to this.
  • the pump 15 is a centrifugal pump as in the above-described embodiments, the present invention is not limited to this.
  • the pump 15 may be an axial flow pump or a mixed flow pump.
  • the radiator 13 is illustrated in which the inlet-side tank portion 132 is disposed on the right side of the heat exchanging portion 131 and the outlet-side tank portion 133 is disposed on the left side, but is not limited thereto.
  • the radiator 13 for example, a structure in which the inlet side tank unit 132 is disposed on the left side of the heat exchange unit 131 and the outlet side tank unit 133 is disposed on the right side may be used.
  • the radiator 13 one in which the inlet side tank unit 132 and the outlet side tank unit 133 are arranged above and below the heat exchange unit 131 may be used.
  • the number of support members 111 extending in the vertical direction DR2 may be larger than the number of support members 111 extending in the left-right direction DR3.
  • the plurality of support members 111 need not extend in the vertical direction DR2 or the left-right direction DR3, and may be arranged to extend in a direction intersecting the vertical direction DR2 or the left-right direction DR3.
  • a cooling device blows off air toward the heat radiator side in the site
  • An air blowing section is provided.
  • a cooling device becomes a structure by which the air blowing part was provided in the site
  • the cooling device includes a blower that sucks air from a space on the downstream side of the air flow of the radiator.
  • a blower that sucks air from a space on the downstream side of the air flow of the radiator.
  • the pump of the cooling device is constituted by a centrifugal pump.
  • a centrifugal pump having a higher static pressure than an axial flow pump or a mixed flow pump, air can be sufficiently ejected toward the radiator side.

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Abstract

冷却装置（１０）は、走行風が流通する空間から外れた位置に配置され、空気を供給するポンプ（１５）と、走行風が導入される導入口（２）に配置されたフロントグリル（１１）と、を備える。そして、フロントグリルは、放熱器（１３）と対向する位置に設けられて、内部を空気が流通可能に構成された中空状の支柱部材（１１１）を少なくとも１つ有している。また、ポンプは、空気の吐出部から吐出された空気が支柱部材の内部空間（１１１ａ）に流入するように、吐出部（１１１ｂ）が支柱部材に接続されている。さらに、支柱部材には、放熱器に対向する部位に、内部を流れる空気を吹き出す空気吹出部（１１１ｂ）が設けられている。

Description

冷却装置 関連出願への相互参照
　本出願は、２０１５年１２月９日に出願された日本出願番号２０１５－２４０４９５号に基づくものであって、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、走行風が導入される部位に走行風と冷却対象流体とを熱交換させる放熱器が配置された車両に適用される冷却装置に関する。
　従来、車両の走行風が導入される地点にラジエータを配置し、同ラジエータの後方にエンジンを配置したエンジン冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、主に車両の高速走行時における空気抵抗を抑えるために、ラジエータとエンジンとの間、或いは、ラジエータの前方に、ラジエータ前方からエンジンへ送風する羽根なし送風機を設ける構成が開示されている。
特開２０１２－６７７２１号公報
　ところで、本発明者らの検討によれば、特許文献１に開示された送風機は、ラジエータの外周を囲むように環状に構成されている。このような構成では、例えば、車両の低速走行時等のように走行風が期待できない状況において、ラジエータの外周側に空気が流れるものの、ラジエータの中央部分に空気が殆ど流れなくなってしまう。この結果、ラジエータにおける有効な放熱面積が小さくなってしまう。
　このように、特許文献１に記載のエンジン冷却装置は、車両の走行時における空気抵抗が抑えられるものの、車両の走行状態によってラジエータの有効な放熱面積が小さくなってしまう。このような問題は、エンジンを放熱させるラジエータを備える車両に限らず、走行風と冷却対象流体とを熱交換させる放熱器を備える車両においても生ずる。
　本開示は、走行風と冷却対象流体とを熱交換させる放熱器の有効な放熱面積を確保しつつ、車両の走行時における空気抵抗を抑えることが可能な冷却装置を提供することを目的とする。
　本開示の１つの観点によれば、冷却装置は、走行風が導入される部位に走行風と冷却対象流体とを熱交換させる放熱器が配置された車両に適用される。
　冷却装置は、走行風が流通する空間から外れた位置に配置され、空気を供給するポンプと、走行風が導入される導入口に配置されたフロントグリルと、を備える。そして、フロントグリルは、放熱器と対向する位置に設けられて、内部を空気が流通可能に構成された中空状の支柱部材を少なくとも１つ有している。また、ポンプは、空気の吐出部から吐出された空気が支柱部材の内部空間に流入するように、吐出部が支柱部材に接続されている。さらに、支柱部材には、放熱器に対向する部位に、内部を流れる空気を吹き出す空気吹出部が設けられている。
　これによれば、ポンプを走行風が流通する空間から外れた位置に配置すると共に、フロントグリルの支柱部材の内部空間をポンプからの空気を流通させるダクトとして利用しているので、車両走行時の空気抵抗の増加を抑えることができる。
　さらに、支柱部材における放熱器に対向する部位から空気を吹き出す構成としているので、放熱器の周囲から空気を吹き出す構成に比べて、放熱器における空気が流通する面積を確保することができる。
　従って、放熱器における有効な放熱面積を確保しつつ、車両の走行時における空気抵抗を抑えることが可能な冷却装置を実現することができる。
第１実施形態の冷却装置の概略構成図である。 第１実施形態の冷却装置のフロントグリルを示す正面図である。 第１実施形態の冷却装置の上面図である。 第１実施形態の冷却装置の空気流れを示す概略構成図である。 ラジエータの熱交換部の温度分布を説明するための説明図である。 第２実施形態の冷却装置のフロントグリルを示す正面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。 図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。 第２実施形態の冷却装置の上面図である。 第３実施形態の冷却装置の概略構成図である。 第３実施形態の冷却装置の空気流れを示す概略構成図である。
　以下、本開示を実施する形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。
　また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。
　以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
　（第１実施形態）
　本実施形態について、図１～図４を参照して説明する。各図面に図示した矢印ＤＲ１、矢印ＤＲ２、および矢印ＤＲ３は、冷却装置１０が搭載された車両１の向きを示している。すなわち、各図面では、矢印ＤＲ１が車両の前後方向、矢印ＤＲ２が車両の上下方向、矢印ＤＲ３が車両の左右方向を示している。
　冷却装置１０は、走行風が導入される部位に走行風と冷却対象流体とを熱交換させる放熱器が配置された車両に適用される。本実施形態では、冷却装置１０を、走行風が導入される部位にエンジンＥＧの冷却水を放熱させるラジエータ１３が配置された車両１に適用した例について説明する。
　自動車である車両１には、車両１における前方側に走行用の駆動源であるエンジンＥＧを収容するエンジンルームＥＲが形成されている。車両１には、エンジンＥＧよりも前方側にエンジンルームＥＲに走行風を導入する導入口２が形成されている。本実施形態では、エンジンルームＥＲが、走行風が導入される部位を構成する。
　導入口２には、フロントグリル１１が設けられている。フロントグリル１１は、車両の前方側からエンジンルームＥＲへと空気を取り込むために設けられている。フロントグリル１１の詳細については後述する。
　エンジンルームＥＲには、フロントグリル１１とエンジンＥＧとの間に冷却モジュール１２が配置されている。冷却モジュール１２は、ラジエータ１３、およびコンデンサ１４で構成される。
　本実施形態の冷却モジュール１２は、コンデンサ１４がラジエータ１３に対して固定され、ラジエータ１３が車両の構造体に固定されている。なお、冷却モジュール１２では、ラジエータ１３の方がコンデンサ１４よりも高温となる。このため、ラジエータ１３がコンデンサ１４よりも後方側に位置するように配置されている。
　ラジエータ１３は、エンジンＥＧを冷却する熱交換器である。具体的には、ラジエータ１３は、エンジンＥＧの内部を循環する冷却水であるエンジン冷却水と外気とを熱交換させることで、エンジン冷却水を放熱させる放熱器である。なお、エンジン冷却水は、図示しないウォータポンプによりその流量が調整される。
　本実施形態のラジエータ１３は、図２、図３に示すように、エンジン冷却水と外気とを熱交換させる熱交換部１３１、入口側タンク部１３２、および出口側タンク部１３３を備える。
　入口側タンク部１３２は、熱交換部１３１にエンジン冷却水を供給するタンクである。本実施形態の入口側タンク部１３２は、熱交換部１３１の右側に設置されている。なお、本実施形態では、入口側タンク部１３２がラジエータ１３におけるエンジン冷却水の入口部を構成する。
　また、出口側タンク部１３３は、熱交換部１３１から流出した冷媒を集合させて排出するタンクである。本実施形態の出口側タンク部１３３は、熱交換部１３１の左側に設置されている。従って、本実施形態の熱交換部１３１は、車両１の左右方向ＤＲ３において、入口側タンク部１３２、および出口側タンク部１３３で挟まれている。なお、本実施形態では、出口側タンク部１３３がラジエータ１３におけるエンジン冷却水の出口部を構成する。
　コンデンサ１４は、車室内を空調する空調装置の一構成要素である蒸気圧縮式の冷凍サイクルの放熱器を構成する。具体的には、コンデンサ１４は、図示しない冷凍サイクルの圧縮機から吐出された吐出冷媒と外気とを熱交換させて、冷媒を放熱させる放熱器である。
　次に、本実施形態のフロントグリル１１の詳細について説明する。本実施形態のフロントグリル１１は、ラジエータ１３の熱交換部１３１に対向する位置に配置されている。本実施形態のフロントグリル１１は、内部を空気が流通可能なように中空状に形成された複数の支柱部材１１１を有する。
　具体的には、本実施形態のフロントグリル１１は、左右方向ＤＲ３に延びる５つの支柱部材１１１、当該５つの支柱部材１１１の両端部において上下方向ＤＲ２に延びる２つの支柱部材１１１を有している。複数の支柱部材１１１は、内部に形成された空気流路１１１ａが連通するように互いに接続されている。
　図１に示すように、複数の支柱部材１１１には、ラジエータ１３に対向する部位に、内部を流れる空気を吹き出す空気吹出部１１１ｂが設けられている。空気吹出部１１１ｂは、図示しないが、その内部を流れる空気がラジエータ１３側に向かって噴出されるように、微細な憤孔や薄幅のスリット等で構成される。本実施形態の空気吹出部１１１ｂは、支柱部材１１１におけるラジエータ１３に対向する部位の全域に設けられている。
　また、フロントグリル１１には、空気を供給するポンプ１５が接続されている。ポンプ１５は、複数の支柱部材１１１の内部空間である空気流路１１１ａに空気を圧送するための電動ポンプである。本実施形態の支柱部材１１１は、その内部の空気流路１１１ａがポンプ１５からの空気を流通させるダクトとして機能する。
　ポンプ１５は、走行風等の空気抵抗とならないように、走行風が流通する空間から外れた位置に配置されている。具体的には、ポンプ１５は、フロントバンパーＦＢの下部の空間に配置されている。なお、ポンプ１５は、走行風等の空気抵抗とならない位置であれば、フロントバンパーＦＢの下部の空間以外に配置されていてもよい。
　本実施形態のポンプ１５は、羽根車１５１、羽根車１５１を収容するケース１５２、羽根車１５１から吐出された空気を支柱部材１１１の空気流路１１１ａに導く吹出ダクト部１５３を有している。
　吹出ダクト部１５３は、羽根車１５１から吐出された空気が支柱部材１１１の空気流路１１１ａに流入するように、空気の吐出部を構成する空気流れ下流側の部位が支柱部材１１１に接続されている。
　ここで、支柱部材１１１の内部空間をポンプ１５からの空気を流通させるダクトとして利用する場合、支柱部材１１１の空気流路１１１ａにおける空気抵抗が大きくなってしまうことが懸念される。
　そこで、本実施形態では、ポンプ１５を、軸流ポンプや斜流ポンプに比べて、静圧が高い、すなわち空気を送り出す力が強い遠心ポンプで構成している。なお、羽根車１５１は、シロッコファン、ターボファンのいずれを採用してもよい。
　次に、本実施形態の冷却装置１０の作動を説明する。本実施形態の冷却装置１０は、車両１の高速走行時等のように、エンジンルームＥＲ内に導入される走行風が充分に期待できる場合、ポンプ１５を稼働させずに、走行風によってラジエータ１３等を放熱させる。
　このように、ポンプ１５を稼働させずに走行風によってラジエータ１３等を冷却する場合、走行風がラジエータ１３等に導入されるように、車両走行時の空気抵抗を抑える必要がある。
　これに対して、本実施形態の冷却装置１０は、ポンプ１５を走行風が流通する空間から外れた位置に配置すると共に、フロントグリル１１の支柱部材１１１の空気流路１１１ａをポンプ１５からの空気を流通させるダクトとして利用している。
　このため、ラジエータ１３側へ空気を供給する装置が、走行風の空気抵抗とならないので、車両の高速走行時における空気抵抗係数Ｃｄを低下させることができる。この結果、空気抵抗によるエネルギ損失を抑えることができるので、車両１の燃費向上を図ることができる。
　一方、本実施形態の冷却装置１０は、車両１の低速走行時等のように、エンジンルームＥＲ内に導入される走行風が充分に期待できない場合、ポンプ１５を稼働させて、ポンプ１５で発生させた気流によってラジエータ１３等を放熱させる。
　本実施形態の冷却装置１０は、通電によってポンプ１５が稼働すると、ポンプ１５から吐出された空気が複数の支柱部材１１１の内部空間である空気流路１１１ａに供給される。複数の支柱部材１１１の空気流路１１１ａに供給された空気は、空気吹出部１１１ｂから噴出される。そして、空気吹出部１１１ｂから噴出された噴出空気は、図４に示すように、コンデンサ１４、ラジエータ１３の順に通過した後に、車両後方のエンジンＥＧ側へ排出される。
　このように、本実施形態では、フロントグリル１１の支柱部材１１１におけるラジエータ１３に対向する部位から空気を吹き出す構成としている。これによれば、ラジエータ１３の周囲から空気を吹き出す構成に比べて、ラジエータ１３における空気が流通する面積を充分に確保することができる。
　以上説明した本実施形態の冷却装置１０によれば、ラジエータ１３における有効な放熱面積を確保しつつ、車両１の走行時における走行風の空気抵抗を抑えることが可能となる。
　さらに、本実施形態では、ポンプ１５を、軸流ポンプや斜流ポンプに比べて、静圧が高い遠心ポンプで構成している。これによれば、本実施形態の冷却装置１０の如く、支柱部材１１１の内部空間をポンプ１５からの空気を流通させるダクトとして利用する構成においても、ラジエータ１３側へ向けて充分に空気を供給することが可能となる。
　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について、図５～図９を参照して説明する。本実施形態では、複数の支柱部材１１１の空気吹出部１１１ｂをラジエータ１３の温度分布を考慮して設定している点が第１実施形態と相違している。
　図５は、ラジエータ１３の熱交換部１３１の左右方向ＤＲ３における温度分布を示している。図５に示すように、ラジエータ１３におけるエンジン冷却水の温度は、エンジン冷却水の入口部である入口側タンク部１３２付近が最も高温となり、エンジン冷却水の出口部である出口側タンク部１３３に向かって低下する。同様に、エンジン冷却水と外気との温度差ΔＴは、入口側タンク部１３２付近が最も大きくなり、エンジン冷却水の出口部である出口側タンク部１３３に向かって小さくなる。
　そこで、本実施形態のフロントグリル１１は、図６、図７に示すように、複数の支柱部材１１１における入口側タンク部１３２付近にだけ空気吹出部１１１ｂを設ける構成としている。すなわち、本実施形態のフロントグリル１１は、図６、図８に示すように、出口側タンク部１３３付近に空気吹出部１１１ｂを設けない構成としている。
　その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態では、第１実施形態と同様の構成を有しているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
　特に、本実施形態では、複数の支柱部材１１１における入口側タンク部１３２付近に空気吹出部１１１ｂを設ける構成としている。このため、本実施形態の冷却装置１０では、図９に示すように、ラジエータ１３の熱交換部１３１における入口側タンク部１３２に近い部位に対して偏って空気が供給される。
　これによれば、ポンプ１５における空気の吐出量を制限したとしても、空気吹出部１１１ｂから吹き出された空気と、ラジエータ１３におけるエンジン冷却水との温度差を確保して、熱交換効率の向上を図ることができる。換言すれば、ポンプ１５の動力を抑えつつ、ラジエータ１３における熱交換効率の向上を図ることが可能となる。
　ここで、本実施形態では、熱交換部１３１における入口側タンク部１３２に近い部位に偏って空気が供給されるように、複数の支柱部材１１１の入口側タンク部１３２付近に空気吹出部１１１ｂを設ける例について説明したが、これに限定されない。例えば、複数の支柱部材１１１における空気吹出部１１１ｂの開口面積を入口側タンク部１３２から出口側タンク部１３３に向かって小さくするようにしてもよい。
　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について、図１０、図１１を参照して説明する。本実施形態では、冷却装置１０に対して送風機１６を追加している点が第１実施形態と相違している。
　図１０に示すように、本実施形態の冷却装置１０は、ラジエータ１３の空気流れ下流側の空間、すなわち、ラジエータ１３とエンジンＥＧとの間の空間から空気を吸い込む送風機１６を備える。本実施形態の送風機１６は、吸い込んだ空気が外部に排出されるように、車両１の下部の外部と連通するタイヤ付近に配置されている。なお、送風機１６は、車両１の走行風の空気抵抗となり難い位置であれば、タイヤ付近以外に配置してもよい。
　本実施形態の冷却装置１０は、送風機１６を作動させると、図１１に示すように、ラジエータ１３とエンジンＥＧとの間の空間から空気が吸い出される。これにより、ラジエータ１３の空気流れ下流側の空間の圧力を低下し、ラジエータ１３の前後に圧力差が生ずることで、ラジエータ１３側からエンジンＥＧ側に向かう気流が発生する。
　その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の冷却装置１０は、第１実施形態と同様の構成を有しているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
　加えて、本実施形態の冷却装置１０は、送風機１６によってラジエータ１３とエンジンＥＧとの間の空間から空気を吸い込む構成としている。これによれば、ラジエータ１３の前後の圧力差によって、ラジエータ１３側からエンジンＥＧ側へ向かう気流を発生させることが可能となる。これにより、ラジエータ１３の熱交換部１３１を通過する空気の流量が増加するので、ラジエータ１３における放熱能力を充分に確保することが可能となる。
　また、本実施形態の如く、ラジエータ１３とエンジンＥＧとの間の空間から車両１の下部へ空気を排出する構成では、ラジエータ１３を通過した空気が車両１の下部へと流れやすくなるので、車両１における空気抵抗係数Ｃｄを小さく維持することが可能となる。このことは、エンジンＥＧやエンジンルームＥＲ内の補機等を冷却する観点でも有効である。
　（他の実施形態）
　以上、本開示を実施する代表的な形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
　上述の各実施形態では、冷却装置１０を、走行風が導入される部位にエンジンＥＧの冷却水を放熱させるラジエータ１３が配置された車両１に適用した例について説明したが、これに限定されない。車両には、コンデンサ１４やインタークーラ等の放熱器が、走行風が導入される部位に配置されることがある。このため、コンデンサ１４やインタークーラ等の放熱器を備える車両１にも、冷却装置１０を適用可能である。
　上述の各実施形態の如く、複数の支柱部材１１１それぞれに空気吹出部１１１ｂを設ける構成とすることが望ましいが、これに限定されない。例えば、複数の支柱部材１１１のうち、少なくとも１つの支柱部材１１１に対して空気吹出部１１１ｂを設ける構成としてもよい。
　上述の各実施形態の如く、ポンプ１５を遠心ポンプで構成することが望ましいが、これに限定されない。例えば、ポンプ１５を軸流ポンプや斜流ポンプで構成するようにしてもよい。
　上述の各実施形態では、ラジエータ１３として、熱交換部１３１の右側に入口側タンク部１３２が配置され、左側に出口側タンク部１３３が配置されたものを例示したが、これに限定されない。ラジエータ１３としては、例えば、熱交換部１３１の左側に入口側タンク部１３２が配置され、右側に出口側タンク部１３３が配置されたものを用いてもよい。また、ラジエータ１３としては、熱交換部１３１の上下に入口側タンク部１３２、および出口側タンク部１３３が配置されたものを用いてもよい。
　上述の各実施形態では、フロントグリル１１を構成する複数の支柱部材１１１のうち、左右方向ＤＲ３に延びる支柱部材１１１の数が、上下方向ＤＲ２に延びる支柱部材１１１の数よりも多い例について説明したが、これに限定されない。
　例えば、フロントグリル１１を構成する複数の支柱部材１１１のうち、上下方向ＤＲ２に延びる支柱部材１１１の数が、左右方向ＤＲ３に延びる支柱部材１１１の数よりも多い構成としてもよい。また、上下方向ＤＲ２に延びる支柱部材１１１と左右方向ＤＲ３に延びる支柱部材１１１とが同数となる構成としてもよい。また、複数の支柱部材１１１は、上下方向ＤＲ２や左右方向ＤＲ３に延びている必要はなく、上下方向ＤＲ２や左右方向ＤＲ３に対して交差する方向に延びるように配置されていてもよい。
　上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
　上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
　上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
　（まとめ）
　上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、冷却装置は、ポンプに接続された支柱部材における放熱器と対向する部位に、放熱器側に向かって空気を吹き出す空気吹出部が設けられた構成となっている。
　また、第２の観点によれば、冷却装置は、空気吹出部が、支柱部材のうち、少なくとも放熱器における冷却対象流体の出口部側よりも入口部側に近い部位に設けられた構成となっている。
　このように、空気吹出部を放熱器における冷却対象流体の出口部側よりも入口部側に近い部位に設ける構成とすれば、空気吹出部から吹き出す空気と、放熱器における冷却対象流体との温度差を確保して、熱交換効率の向上を図ることができる。
　また、第３の観点によれば、冷却装置は、放熱器の空気流れ下流側の空間から空気を吸い込む送風機を備える。このように、送風機によって放熱器の空気流れ下流側の空間から空気を吸い込む構成とすれば、放熱器の前後の圧力差によって、放熱器を通過する気流を発生させることが可能となる。これにより、車両の走行時における空気抵抗を抑えつつ、放熱器における放熱能力を充分に確保することができる。
　ここで、フロントグリルの支柱部材の内部空間をポンプからの空気を流通させるダクトとして利用する場合、支柱部材の内部空間における空気抵抗が大きくなってしまうことが懸念される。
　この点を鑑みて、第４の観点では、冷却装置のポンプを遠心ポンプで構成している。このように、ポンプを、軸流ポンプや斜流ポンプに比べて、静圧が高い遠心ポンプで構成することで、放熱器側へ向けて空気を充分に噴出させることが可能となる。

Claims (4)

  1. 　走行風が導入される部位に、前記走行風と冷却対象流体とを熱交換させる放熱器（１３）が配置された車両に適用される冷却装置であって、
    　前記走行風が流通する空間から外れた位置に配置され、空気を供給するポンプ（１５）と、
    　前記走行風が導入される導入口（２）に配置されたフロントグリル（１１）と、を備え、
    　前記フロントグリルは、前記放熱器と対向する位置に設けられて、内部を空気が流通可能に構成された中空状の支柱部材（１１１）を少なくとも１つ有しており、
    　前記ポンプは、空気の吐出部から吐出された空気が前記支柱部材の内部空間に流入するように、前記吐出部が前記支柱部材に接続されており、
    　前記支柱部材には、前記放熱器に対向する部位に、内部を流れる空気を吹き出す空気吹出部（１１１ｂ）が設けられている冷却装置。
  2. 　前記空気吹出部は、前記支柱部材のうち、少なくとも前記放熱器における前記冷却対象流体の出口部（１３３）側よりも入口部（１３２）側に近い部位に設けられている請求項１に記載の冷却装置。
  3. 　前記放熱器の空気流れ下流側の空間から空気を吸い込む送風機（１６）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
  4. 　前記ポンプは、遠心ポンプで構成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷却装置。
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