(57)【要約】【課題】ラジエータ本体やクーリングファンを大型化することなく、しかもヒートショックによる部品の亀裂が生じずに、冷却性能を向上させた車両用ラジエータを提供する。【解決手段】複数のチューブ及びフィンが配置された放熱コアと、該放熱コアの一端に配置され前記複数のチューブの一端と連通された入口タンクと、前記放熱コアの他端に配置され前記複数のチューブの他端と連通された出口タンクとを備え、エンジンの冷却水を冷却する車両用ラジエータにおいて、前記車両に搭載される冷房装置で発生する凝縮水を車両外に排出する凝縮水排出流路を、前記放熱コア内を通過させて配設し、前記凝縮水によって前記チューブ内を流れる冷却水を冷却するように構成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチューブ及びフィンが配置された放熱コアと、該放熱コアの一端に配置され前記複数のチューブの一端と連通された入口タンクと、前記放熱コアの他端に配置され前記複数のチューブの他端と連通された出口タンクとを備え、エンジンの冷却水を冷却する車両用ラジエータにおいて、
前記車両に搭載される冷房装置で発生する凝縮水を車両外に排出する凝縮水排出流路を、前記放熱コア内を通過させて配設し、前記凝縮水によって前記チューブ内を流れる冷却水を冷却するように構成したことを特徴とする車両用ラジエータ。
【請求項２】
前記凝縮水排出流路が、前記チューブと接触しないように、前記放熱コア中を通過させることを特徴とする請求項１記載の車両用ラジエータ。
【請求項３】
前記凝縮水排出流路を、前記チューブ内を通過させて、前記チューブと凝縮水排出流路による二重管を形成させることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用ラジエータ。
【請求項４】
前記入口タンク内及び出口タンク内に、それぞれ凝縮水用の入口サブタンク、出口サブタンクを設け、
前記凝縮水排出流路を、凝縮水が前記冷房装置から前記入口サブタンク、前記放熱コア内、前記出口サブタンクの順に通流するように形成し、
前記入口サブタンクと出口サブタンク間で、凝縮水排出流路を複数に分岐することを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の車両用ラジエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のチューブ及びフィンが配置された放熱コアと、該放熱コアの一端に配置され前記複数のチューブの一端と連通された入口タンクと、前記放熱コアの他端に配置され前記複数のチューブの他端と連通された出口タンクとを備え、車両に搭載されて、該エンジンの冷却水を冷却する車両用ラジエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンは、高温高圧で駆動するため、エンジンをかけている間は常に加熱された状態となる。車両走行中に加熱によってエンジンのシリンダー壁の温度が一定温度以上になると、エンジンの熱効率が悪くなって出力が低下する。そのため、冷却水を用いたラジエータを中心としたエンジン冷却装置で、エンジンのシリンダー壁の温度を一定に保つことが従来より行われている。前記エンジン冷却装置は、エンジンの発生する熱を冷却水に与え、この高温となった冷却水の熱をラジエータで空気中に放散させ、ラジエータで熱を放散されて低温となった冷却水を再度エンジンに戻すように構成されている。
【０００３】
ラジエータはこのようなエンジン冷却装置の一部を構成するものであり、複数のチューブ及びフィンが配置された放熱コアと、該放熱コアの一端に配置され前記複数のチューブの一端と連通された入口タンクと、前記放熱コアの他端に配置され前記複数のチューブの他端と連通された出口タンクとから構成される。ラジエータでは、エンジンの発生する熱を与えられ高温となった冷却水は、放熱コアに配置されたチューブ内を通過する。その際にクーリングファンと呼ばれる冷却ファンによって導かれた冷却空気で、前記高温となった冷却水の熱を奪い冷却する。
【０００４】
ところで近年、排ガス規制が強化される傾向にあり、そのためエンジンの熱負荷が大きくなる傾向にある。そのため、ラジエータの冷却性能の向上が要求されており、ラジエータの大型化、又はクーリングファンの大径化若しくは増速によって対応している。
しかし、ラジエータの大型化には、ラジエータの搭載スペースの確保が困難であることや、搭載スペースを確保できても地上高が低くなるために走破性が悪化するという問題がある。また、クーリングファンの大径化や増速には、クーリングファンによって発生する騒音が大きくなるという問題がある。騒音を抑えるためにクーリングファンに騒音カバーを装着するという方法もあるが、その場合には騒音カバーによる重量アップ、コストアップという問題が発生する。
【０００５】
そこで、冷却性能を向上させるための技術として、特許文献１には、ラジエータに対しラジエータを冷却するための水を供給する水供給手段と、該水供給手段に接続されて前記水を貯留する第１の水貯留容器と、該第１の水貯留容器に対し連結配管を介して連結される第２の水貯留容器とをそれぞれ有し、前記第１の水貯留容器に水を供給する注水口に空調機の蒸発器から発生する凝縮水を導入可能とした技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２７６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ラジエータを構成する放熱コア中のチューブに直接水をかけることになる。前記チューブは内部を高温の冷却水が通過しているため、チューブに直接水をかけることで、ヒートショックによりチューブに亀裂が発生する可能性がある。
【０００８】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、ラジエータ本体やクーリングファンを大型化することなく、しかもヒートショックによる部品の亀裂が生じずに、冷却性能を向上させた車両用ラジエータ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】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明においては、複数のチューブ及びフィンが配置された放熱コアと、該放熱コアの一端に配置され前記複数のチューブの一端と連通された入口タンクと、前記放熱コアの他端に配置され前記複数のチューブの他端と連通された出口タンクとを備え、エンジンの冷却水を冷却する車両用ラジエータにおいて、前記車両に搭載される冷房装置で発生する凝縮水を車両外に排出する凝縮水排出流路を、前記放熱コア内を通過させて配設し、前記凝縮水によって前記チューブ内を流れる冷却水を冷却するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
冷房装置で発生した凝縮水排出流路を、前記放熱コア内を通過させて配設し、前記凝縮水によって前記チューブ内の冷却水を冷却することで、ラジエータの冷却効率が向上する。従って、ラジエータを大型化する必要はなく、さらには小型化も可能である。また、前記凝縮水を直接放熱コア中のチューブにかけずに、凝縮水排出流路を放熱コア中を通過させて配設するため、ヒートショックによるチューブの亀裂等は発生しにくくなる。
【００１１】
また冷房装置は通常外気温が高くなるほど使用頻度が高くなり、冷却水の冷却に使用する凝縮水の発生量は多くなる。従って、凝縮水を冷却水の冷却に使用するため、外気温が高くなるほどラジエータの冷却効率が高くなる。
ラジエータは、外気温が高くなるほど冷却効率を高くすることが要求されるが、本発明によればこの要求を満たすことができる。
【００１２】
また、前記凝縮水排出流路が、前記チューブと接触しないように、前記放熱コア中を通過させることを特徴とする。
内部を冷たい凝縮水が流れる凝縮水排出通路と、内部を熱い冷却水が流れるチューブを接触しないようにすることで、凝縮水排出通路とチューブの接触面がなくなるため、接触面でのヒートショックによる亀裂等の発生がなくなる。
【００１３】
また、前記凝縮水排出流路を、前記チューブ内を通過させて、前記チューブと凝縮水排出流路による二重管を形成させることを特徴とする。
これにより、高温の冷却水は、凝縮水排出流路の外面と接触しながらチューブ内流れるので、冷却水の冷却効率がさらに向上する。
【００１４】
また、前記入口タンク内及び出口タンク内に、それぞれ凝縮水用の入口サブタンク、出口サブタンクを設け、前記凝縮水排出流路を、凝縮水が前記冷房装置から前記入口サブタンク、前記放熱コア内、前記出口サブタンクの順に通流するように形成し、前記入口サブタンクと出口サブタンク間で、凝縮水排出流路を複数に分岐することを特徴とする。
放熱コア内で凝縮水排出流路を分岐することで、冷却水の冷却効率が高くなるように凝縮水排出流路を放熱コア内に振り分けて配置することができる。さらに、入口サブタンクと出口サブタンクを設けることにより、冷房装置から入口サブタンクまでと出口サブタンク以降の凝縮水排出流路は１本の流路でよく、放熱コア外の凝縮水排出流路の配置が複雑化することはない。
【発明の効果】
【００１５】
以上記載のごとく本発明によれば、ラジエータやクーリングファンを大型化することなく、しかもヒートショックによる部品の亀裂が生じずに、冷却性能を向上させたラジエータを提供することができる。
また、ラジエータやクーリングファンサイズを小型化することも可能であり、小型化により、車両搭載のレイアウト自由度の増大、重量の低減、製作コストの低減、地上高が高くなることによる走破性の向上が達成される。さらにはクーリングファンを小径化することができ、クーリングファン作動時の騒音の低減が達成される。
また、前記凝縮水を放熱コア内を通過させることで、クーリングファン作動頻度が低減するためファン作動時の騒音も低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係るラジエータを搭載したバスの概略説明図である。
バス１は後方にエンジン２を搭載したリヤエンジンバスを示し、該エンジン２には、ラジエータ４を介して冷却水が循環供給されて冷却され、一定の温度に保持されている。即ち、冷却水は、循環流路３ａを通ってラジエータ４へ送られて、後述するようにラジエータ４で冷却され、循環流路３ｂを通ってエンジン２へ送られ、再度エンジン２を冷却するために循環利用される。
【００１８】
また、バス１の後部の屋根部には冷房装置５が設けられている。冷房装置５は、エンジン２によって駆動された圧縮機（不図示）による冷媒が屋根部に設置された蒸発器（不図示）に供給されるようになっている。冷房装置５を作動させると、複数の冷風吹出口６から冷風が客室７内に吹き出される。また、冷房装置５を作動させることによって客室７内の空気を冷却する蒸発器から発生する凝縮水は、一端が大気開放された凝縮水排出流路８を通って屋根部から下方のラジエータ４に送られ、後述するようにラジエータ４で前記エンジンの冷却水を冷却した後、車両外に排出される。
【００１９】
次に、前記ラジエータ４の概略構成について説明する。
図２は、実施例１に係るラジエータ４の概略説明図であり、図３は、図２におけるＡ部拡大図である。図２及び図３に基づき、実施例１に係るラジエータ４について概略説明する。
ラジエータ４内には複数本のチューブ４１（図２には１本のみ図示）が配置されている。該チューブ４１間にはフィン４２が設けられており、チューブ４１とフィン４２が交互に存在するように構成されている。
また、フィン４２は図示しないクーリングファンによって低温の空気を導入できるように構成されている。さらに、冷房装置５を作動させることによって発生する凝縮水を車両外に排出する凝縮水排出流路８が、前記チューブ４１内を通過し、チューブ４１と凝縮水排出流路８による二重管が形成されている。
【００２０】
ラジエータ４について、図４及び図５を用いて詳細に説明する。
図４は、ラジエータ４の部分斜視図であり、図５はラジエータ４の部分断面図である。
ラジエータ４は、入口タンク４３と、放熱コア４０と、出口タンク４４から構成され、放熱コア４０は入口タンク４３と出口タンク４４の間に配設されている。また放熱コア４０は、複数のチューブ４１及びフィン４２が交互に存在するように構成されており、該チューブ４１は一端が前記入口タンク４３と連通され、他端が前記出口タンク４４と連通されている。
さらに、入口タンク４３内には入口サブタンク８１が設けられており、出口タンク４４内には出口サブタンク８２が設けられている。
【００２１】
前記凝縮水排出流路８は、前記冷房装置５から延びて前記入口タンク４３内の入口サブタンク８１に接続され、該入口サブタンク８１を介して複数の分岐流路８ａ、８ｂ、８ｃに分岐される。該複数の分岐流路８ａ、８ｂ、８ｃは、それぞれチューブ４１内を通過し、チューブ４１と分岐流路８ａ、８ｂ、８ｃによる二重管が形成される。前記分岐流路８ａ、８ｂ、８ｃは前記入口サブタンク８１と反対側の端部で出口サブタンク８２に接続され、該出口サブタンク８２を介して１本の凝縮水排出流路８に戻る。
即ち、前記凝縮水排出流路８は、前記入口サブタンク８１と出口サブタンク８２の間で分岐流路８ａ、８ｂ、８ｃに分岐され、該分岐流路８ａ、８ｂ、８ｃが前記チューブ４１内を通過する構成となっている。
このように、入口サブタンク８１と出口サブタンク８２の間でのみ凝縮水排出流路８を分岐することで、ラジエータ４外では凝縮水排出流路８は１本の流路であるため、ラジエータ外で流路形状が複雑化しない。
なお、本実施例１においては、凝縮水排出流路８を入口サブタンク８１を介して分岐流路８ａ、８ｂ、８ｃに分岐させたが、分岐数はこれに限定されるものではない。また、全てのチューブ４１内を分岐流路が通過するように構成する必要もない。分岐数は、前記冷房装置５で発生すると予想される凝縮水の量やチューブの太さ等に応じて自由に設定することができる。
【００２２】
次にこのようなラジエータ４を用いた、前記エンジンの冷却水の冷却について説明する。
まず、ラジエータ４で冷却されるエンジンの冷却水の流れについて説明する。
エンジン２で発生する熱を与えられ高温となった冷却水は、循環流路３ａを通って、図示しない流入口よりラジエータ４を構成する入口タンク４３内へ導入される。入口タンク４３内へ導入された冷却水は、複数のチューブ４１内を通ることで冷却されて、出口タンク４４内へ導入される。冷却されて出口タンク４４内へ導入された冷却水は、図示しない排出口より循環流路３ｂを通って、エンジン２へ戻る。即ち冷却水は、エンジン２→循環流路３ａ→入口タンク４３→チューブ４１→出口タンク４４→エンジン２の順で循環している。
【００２３】
次に、前記冷房装置５で発生した凝縮水の流れについて説明する。
冷房装置５を作動させることによって発生した凝縮水は、凝縮水排出流路８を通って前記入口タンク４３内の入口サブタンク８１内に導入される。入口サブタンク８１に導入された凝縮水は、複数に分岐された分岐流路８ａ、８ｂ、８ｃ内を通って出口サブタンク８２へ送られ、出口サブタンク８２から凝縮水排出流路８によって車両外に排出される。
【００２４】
次に、冷却空気の流れについて説明する。
図示しないクーリングファンによって放熱コア４０に導かれた冷却空気は、放熱コア４０を構成するフィン４２間を通って放熱コア４０外に放出される。
【００２５】
上記のように、冷却水、凝縮水及び冷却空気がラジエータ４内を流れるため、冷却水は、前記チューブ４１内を流れるときに、凝縮水及び冷却空気によって冷却され放熱される。
従って、冷却水を冷却空気に加えて、冷房装置５で発生する凝縮水を使用して冷却するため、冷却効率が向上する。
【実施例２】
【００２６】
図６は、実施例２に係るラジエータ４の部分断面図である。
図６に示した実施例２に係るラジエータ４では、図５に示した実施例１に係るラジエータとは、入口サブタンク８１と出口サブタンク８２の間が異なるだけであるので、その他の部分については説明を省略する。
【００２７】
前記凝縮水排出流路８は、前記冷房装置５から延びて前記入口タンク４３内の入口サブタンク８１に接続され、該入口サブタンク８１を介して凝縮水流路８Ａが接続される。該凝縮水流路８Ａは、前記入口サブタンク８１と反対側の端部で出口サブタンク８２に接続され、該出口サブタンク８２を介して１本の凝縮水排出流路８に戻る。
なお、本実施例２においては、凝縮水流路８Ａを１本のみ設けたが、本数はこれに限定されるものではなく、入口サブタンク８１と出口サブタンク８２の間に複数本設けてもよい。
即ち、前記凝縮水排出流路８は、前記入口サブタンク８１と出口サブタンク８２の間で１本又は複数本の凝縮水流路となる構成である。
【００２８】
このように構成することで、実施例１と同様にエンジンの冷却水を、冷却空気に加えて、冷房装置５で発生する凝縮水を使用して冷却するため、冷却効率が向上する。
【００２９】
前記凝縮水流路８Ａはチューブ４１を転用することも可能であるため、従来の凝縮水排出流路８を通過させないラジエータを改造して、本発明を実施する際には図６に示したような形状とすると改造費用を抑えることができる。
【００３０】
なお、実施例１及び２において、図１に示したようにラジエータをバスに搭載した例を説明したが、本発明のラジエータを搭載する車両はバスに限定されるものではなく、トラック、乗用車等の他の車両でもよい。
しかし、バスのように客室が大きい車両では、客室を冷却するための冷房装置の能力が大きいため、発生する凝縮水の量も多くなり、従ってラジエータの冷却能力の向上度が大きくなる。よって本発明のラジエータは、例えばバスのような客室の大きい車両に搭載することがより好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
ラジエータ本体やクーリングファンを大型化することなく、しかもヒートショックによる部品の亀裂が生じずに、冷却性能を向上させたラジエータとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１に係るラジエータを搭載したバスの概略説明図である。
【図２】実施例１に係るラジエータ４の概略説明図である。
【図３】図２におけるＡ部拡大図である。
【図４】実施例１に係るラジエータの部分斜視図である。
【図５】実施例１に係るラジエータの部分断面図である。
【図６】実施例２に係るラジエータの部分断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      バス
２      エンジン
３ａ    循環流路
３ｂ    循環流路
４      ラジエータ
５      冷房装置
６      冷風吹出口
７      客室
８      凝縮水排出流路
８Ａ    凝縮水流路
８ａ、８ｂ、８ｃ    分岐流路
４０    放熱コア
４１    チューブ
４２    フィン
４３    入口タンク
４４    出口タンク
８１    入口サブタンク
８２    出口サブタンク
【図１】
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【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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