(57)【要約】【課題】タンクの気液分離性能を確保する。【解決手段】冷却水を貯留するタンク１０の内部空間を、冷却水を導入する導入口３６が上部空間４０に臨み、冷却水を送出する送出口３８が下部空間４２に臨むように、上部空間４０と下部空間４２に分離する分離板４４を設ける。分離板４４は、導入口３６から導入された冷却液が最初に接する部位を有するように、導入口３６及び送出口３８近傍の内側面４６から対向する内側面近傍まで延出し、その延出端と、これに隣接・対向するタンク１０の内側面とにより、上部空間４０と下部空間４２とを連通する連通部４８を形成する。導入口３６から連通部４８まで、及び連通部４８から送出口３８までの冷却水の流路はラビリンス通路を構成する。これにより、導入口３６と送出口３８とがタンク１０において上下に位置しても、導入口３６から導入された冷却水が、直ちに送出口３８へ吸い込まれ難くなる。【選択図】図４
2012127206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液を貯留するタンクに冷却液を導入する導入口と、
該導入口より低位置に穿設され、前記冷却液を前記タンクから送出する送出口と、
前記タンクの内部空間を上部空間と下部空間に分離して、前記導入口が前記上部空間に臨み、前記送出口が前記下部空間に臨むように設けられる分離壁と、
前記導入口から導入された前記冷却液が最初に前記分離壁に接する部位を除いた部分において、前記上部空間と前記下部空間とを連通する連通部と、
を含んで構成されたタンクの気液分離構造。
【請求項２】
前記導入口から前記連通部まで、及び前記連通部から前記送出口までの少なくとも一方の前記冷却液の流路が、ラビリンス通路を構成するように、前記タンクの対向する１対の内側面から交互に突出する複数の突出壁を更に含んで構成された請求項１に記載のタンクの気液分離構造。
【請求項３】
前記突出壁の上部には、貫通口が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のタンクの気液分離構造。
【請求項４】
前記分離壁の下面は、前記送出口から前記連通部に向かって徐々に高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のタンクの気液分離構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの気液分離構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載部品を冷却した冷却液を導入・貯留して気液分離を行った後、気泡含有量を減少させた冷却液を再度車載部品に向けて送出する車載タンク（例えば、エキスパンションタンクなど）において、特許文献１に記載されるように、車載タンク内に上下方向に延びる間仕切りを配置して複数の分離室を設ける構造が提案されている。
この構造では、各分離室間を連通する連通路を介して各分離室に冷却液を導き、流路を長くすることにより、気液分離性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７２１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、冷却液を導入する導入口、及び冷却液を送出する送出口は、車載タンク周囲における車両レイアウト上の制約により、車載タンクの所定の部分で上下に位置するように設定される場合がある。この場合、導入口及び送出口が、同じ分離室で上下に設けられることが考えられる。
しかしながら、導入口と送出口が同じ分離室に設けられると、導入口から導入された、気泡を多量に含む冷却液の大部分が、各分離室に導かれずに直接送出口から送出されるおそれがある。このため、導入口から送出口までの流路が極端に短くなって、冷却液の気液分離が十分に行われないまま、気泡含有量の高い冷却液が送出口から排出されてしまう。これは、車載部品を冷却する性能を低下させる一因ともなり得る。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、導入口と送出口が車載タンクの所定の部分で上下に位置する場合でも、冷却液の気液分離性能を十分に確保できる気液分離構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明に係る気液分離構造は、冷却液を貯留する車載タンクに冷却液を導入する導入口と、導入口より低位置に穿設され、冷却液を車載タンクから送出する送出口と、車載タンクの内部空間を上部空間と下部空間に分離して、導入口が上部空間に臨み、送出口が下部空間に臨むように設けられる分離壁と、導入口から導入された冷却液が最初に分離壁に接する部位を除いた部分において、上部空間と下部空間とを連通する連通部と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のタンクの気液分離構造によれば、導入口と送出口がタンクの所定の部分で上下に位置する場合でも、冷却液の気液分離性能を十分に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】エキスパンションタンクを含む車両冷却系の構成図
【図２】エキスパンションタンクの外観平面図
【図３】エキスパンションタンクの外観側面図
【図４】図２のＡ−Ａ断面図
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図
【図６】図３のＣ−Ｃ断面図
【図７】エキスパンションタンクの別態様を示す図３のＢ−Ｂ断面図
【図８】エキスパンションタンクの更に別の態様を示す図３のＢ−Ｂ断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、気液分離構造を有するタンクの一例としての車載のエキスパンションタンク（以下、「タンク」という）１０を含んだ車両の冷却系を示す。
ポンプ１２から吐き出された冷却水（冷却液）は、エンジン１４の一部を構成するシリンダブロック１６のウォータージャケットに導入される。冷却水は、シリンダブロック１６のウォータージャケットを通過した後、シリンダヘッド１８のウォータージャケットへ流入・通過して、エンジン１４の燃焼により発生した熱を除去する。シリンダヘッド１８から流出した気泡を含む冷却水は、ラジエータ２０において冷却された後、タンク１０へ導入される。一方、シリンダヘッド１８から流出した冷却水の水温に応じて、シリンダヘッド１８とラジエータ２０との間に位置するサーモスタット２２により、ラジエータ２０に向かう冷却水の水量が制限される。冷却水の水温が低い場合、冷却水は、サーモスタット２２から直接タンク１０へ導入される。タンク１０に導入された冷却水は、一時的に貯留されて気液分離が行われた後、再びポンプ１２へ送出される。
【００１０】
図２及び図３は、タンク１０の外部構造を示す。タンク１０は、アッパーケース２４と、ロワーケース２６と、給水パイプ２８と、キャップ３０と、導入パイプ３２と、送出パイプ３４と、を含んで構成される。
一面のみが開口する箱型形状のアッパーケース２４及びロワーケース２６は、開口の端面どうしが公知の方法により気密に接合されて、略直方体の外形とともに冷却水を貯留する内部空間を形成する。このような端面どうしの接合を確実にするために、アッパーケース２４及びロワーケース２６に、夫々の端部全周から外方に突出するフランジ部２４ａ、２６ａを形成し、このフランジ部２４ａ、２６ａどうしを接合してもよい。給水パイプ２８は、アッパーケース２４の上面に突設され、タンク１０へ冷却水を補充するために、タンク１０の内部空間と連通する連通路を提供する。キャップ３０は、給水パイプ２８の開口を閉塞するとともに、タンク１０の内部空間内の気体圧力が一定以上となった場合にその圧力を開放する機能を果たす。
【００１１】
導入パイプ３２は、サーモスタット２２からタンク１０に冷却水を導入するパイプ３２ａと、ラジエータ２０からタンク１０に冷却水を導入するパイプ３２ｂと、を含んで構成される。両パイプ３２ａ、３２ｂは、その基部が、例えば、アッパーケース２４の角部近傍で上下に位置し、先端がアッパーケース２４の外方に突出するように設けられる。なお、タンク１０周囲の車両レイアウト上の制約次第では、両パイプ３２ａ、３２ｂの基部が、アッパーケース２４及びロワーケース２６の側面の所定の部分に位置してもよい。両パイプ３２ａ、３２ｂの中空部は、夫々、タンク１０に穿設された後述の導入口を介して、タンク１０の内部空間と連通する。
【００１２】
送出パイプ３４は、その基部が導入パイプ３２より低位置、例えば、導入パイプ３２の略下方であるロワーケース２６の角部近傍に位置し、先端がロワーケース２６の外方に突出するように設けられる。送出パイプ３４の中空部は、タンク１０に穿設された後述の送出口を介して、タンク１０の内部空間と連通する。
パイプ３２ａ、３２ｂ、及び３４には、夫々、タンク１０とサーモスタット２２との間、タンク１０とラジエータ２０との間、及びタンク１０とポンプ１２との間を連通接続する冷却水ホース（図示せず）が取り付けられる。
【００１３】
図４〜図６は、タンク１０の内部構造を示す。
タンク１０には、その内部空間と、導入パイプ３２の中空部、及び送出パイプ３４の中空部と、を夫々連通する導入口３６及び送出口３８が穿設される。タンク１０の内部空間を上部空間４０と下部空間４２とに分離する分離壁としての分離板４４は、上部空間４０に導入口３６が、下部空間４２に送出口３８が、夫々臨むように、アッパーケース２４及びロワーケース２６の両端面間で挟持される。なお、このような挟持に代えて、上部空間４０に導入口３６が、下部空間４２に送出口３８が、夫々臨むように、アッパーケース２４又はロワーケース２６の内部のいずれかに、例えば、接着、溶着、溶接など材料に応じた適切な方法で分離壁を設けることもできる。
【００１４】
分離板４４は、導入口３６から導入された冷却液が最初に接する部位を有し、例えば、導入口３６及び送出口３８近傍の内側面４６から対向する内側面近傍まで延出される。そして、その延出端と、これに隣接・対向する内側面とにより、上部空間４０と下部空間４２とを連通する連通部４８が形成される。なお、連通部４８は、分離板４４のうち、導入口３６から導入された冷却水が最初に分離板４４に接する部位を除いた部分を少なくとも一部切り欠いて、例えば、１つ又は複数の貫通孔を穿設して、上部空間４０と下部空間４２とを連通してもよい。連通部４８は、冷却水が下部空間４２において滞留している間に分離した気体を上部空間４０へ速やかに上昇させるために、適切な大きさに調整される。
【００１５】
また、分離板４４の下面５０は、送出口３８から連通部４８に向かって徐々に高くなるように傾斜している。この傾斜は、下部空間４２に沈下した冷却水が送出口３８へ向かうまでにその冷却水から分離する気体を、連通部４８を介して上部空間４０へ移動させやすくする。
導入口３６から連通部４８まで、及び連通部４８から送出口３８までの少なくとも一方の冷却液の流路が、ラビリンス通路を構成するように、タンク１０の対向する１対の内側面５２からは、分離板４４の上面からタンク１０の内上面までの高さ、及びタンク１０の内底面から分離板４４の下面までの高さ、で反対側の内側面近傍まで交互に突出する突出壁５４が設けられる。突出壁５４は、導入口３６から導入された冷却液の流路長を更に増大させるとともに、アッパーケース２４及びロワーケース２６の変形を抑える。
【００１６】
各突出壁５４の上部には、突出壁５４を貫通する貫通口５６が、夫々、１つ又は複数穿設されてもよい。貫通口５６は、流通する冷却水から分離した気体を通過させる。
かかるタンク１０によれば、導入口３６から導入された冷却水は、分離板４４のうち、導入口３６から導入された冷却液が最初に分離壁４４に接する部位を除いた部分が少なくとも一部切り欠かかれて、上部空間４０と下部空間４２とを連通する連通部４８を通った後、送出口３８から送出される。このため、送出口３８が、例えば、導入口３６の直下に位置していても、導入口３６から導入された冷却水は、直ちに送出口３８へ吸い込まれ難くなるので、タンク１０内においてその滞留時間が長くなり、気液分離効果が増大する。したがって、ラジエータ２０及びサーモスタット２２から導入された、気泡を大量に含む冷却水が、殆ど気液分離の行われないまま送出口３８から送出されることを抑制でき、エンジン１４の冷却性能が改善される。また、冷却水は、突出壁５４により構成されるラビリンス通路を流通するので、上部空間４０及び下部空間４２における滞留時間が更に長くなり気液分離が促進される。さらに、突出壁５４によりラビリンス通路が構成されても、分離された気体は、下部空間４２においては分離板４４の傾斜した下面５０に沿いつつ貫通口５６を通った後、連通部４８を介して上部空間４０へ速やかに移動し、上部空間４０においては貫通口５６を通って、タンク１０上部の給水パイプ２８方向へ速やかに集められる。このため、分離された気体が、滞留し、再度冷却水中に溶け込んで送出口３８から送出されることを抑制できる。
【００１７】
なお、前記タンク１０の内部構造は、少なくとも、分離板４４と、これに設けた連通部４８と、を含んでいればよい。これにより、気泡を多量に含んだ冷却水が直ちに送出口３８へ吸い込まれないことに加え、冷却水から分離した気体が、より速やかにタンク１０上部の給水パイプ２８内へ溜まる。
また、図７に示すように、前記タンク１０の各突出壁５４及び内側面４６には、夫々、対向する突出壁５４又は内側面４６に向けて突出し、流路を絞る補助突出壁５８を１つ以上設けてもよい。これにより、補助突出壁５８の周囲において冷却水が淀んで滞留時間が長くなるため、気液分離性能の向上にも寄与する。また、この補助突出壁５８は、分離板４４の上面からタンク１０の内上面までの高さ、及びタンク１０の内底面から分離板４４の下面までの高さ、で突出するようにすれば、タンク１０の耐変形性の向上にも資する。
【００１８】
さらに、図８に示すように、対向する内側面５２から交互に突出壁５４が突出する構成の代わりに、隣接する２つの内側面６０、６２から夫々、突出壁６４、６６が突出する構成としてもよい。すなわち、突出壁６４、６６は、分離壁４４及び連通部４８の構成に加えて、タンク１０の内部空間における冷却水の滞留時間を更に長くできるようなラビリンス通路を構成できればよい。
【００１９】
タンク１０の気液分離構造は、定置式タンク、例えば、発電プラントなどにおける冷却タンクに用いることもできる。また、タンク１０の気液分離構造は、単に、車載部品を冷却する冷却水だけでなく、所定の機関又は機械部品に供給された潤滑油を一時貯留して気液分離を行うために用いることもできる。
【符号の説明】
【００２０】
１０  タンク
３６  導入口
３８  送出口
４０  上部空間
４２  下部空間
４４  分離板
４８  連通部
５０  分離板の下面
５２  内側面
５４  突出壁
５６  貫通口
【図１】
2012127206.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012127206.tif 000009
【図８】
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