JPH0547347U - 沸騰冷却装置用ラジエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 沸騰冷却装置の簡素化を図る。 【構成】 エンジンのウォータジャケット内でクーラン
トを沸騰させて沸騰熱伝達を利用することでエンジンの
冷却を行なう沸騰冷却装置に用いられ、コアチューブが
上下方向に配設されるダウンフロー型のラジエータ３１
において、アッパタンク１４にクーラント流入口３２を
形成する一方、ロアタンク１５にクーラント流出口３３
を形成し、且つ、クーラント流入口３２に接続される連
通管としての接続管３４に旋回流形成部材としての旋回
羽根３７を設けると共にアッパタンク１４に気液分離し
た気相クーラント及び液相クーラントをそれぞれ別々の
コアチューブ１６ａ，１６ｂに導く導入路としての仕切
壁４３及びベント管４４を設け、流入口から流入した気
液混合クーラントを旋回羽根３４によって旋回流とした
その遠心力で液相クーラントと気相クーラントとに分離
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車用エンジンの冷却に用いられる沸騰冷却装置用のラジ エータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、自動車用等のエンジンでは、過給器を用いたり吸排気系をマルチバルブ 化すること等によって、高出力化が進められている。その結果、運転時の発熱量 は従来のものに較べて格段に多くなっており、冷却装置にも高性能なものが必要 となっている。

【０００３】 沸騰冷却装置はこのような要望に応じて開発されたものであり、図７には沸騰 冷却装置の全体構成を示してある。

【０００４】 図７に示すように、エンジン１のシリンダブロック２側のウォータジャケット ３には冷却液（クーラント）の流入口６が形成され、シリンダヘッド４側のウォ ータジャケット５にはクーラントの流出口７が形成されている。流入口６は循環 ポンプ９を介して循環径路１０によってラジエータ８に連結され、流出口７は気 液分離器１１を介して循環径路１０によってラジエータ８に連結されている。気 液分離器１１は液相クーラントと気相クーラントを分離し、気相クーラントだけ をラジエータ８へと導くもので、液相クーラントはラジエータ８を通らずにウォ ータジャケット３に送られる。図中、１２は暖機時に循環径路１０から溢出した クーラントを貯留するリザーブタンク、１３はクーラントの温度等に応じてラジ エータ８に冷却風を強制的に送る電動ファンである。

【０００５】 図８には沸騰冷却装置に用いられる従来のダウンフロー型のラジエータを示し てある。

【０００６】 図８に示すように、上下一対のアッパタンク１４とロアタンク１５との間には 多数のコアチューブ１６が上下方向に沿って設けられ、このコアチューブ１６の 間には放熱用のコルゲートフィン１７が設けられている。一方のアッパタンク１ ４の一方にはクーラントの流入口を有する流入パイプ１８が接続され、他方のロ アタンク１５の他方には凝縮液化されたクーラントの流出口を有する流出パイプ １９が接続され、流入パイプ１８及び流出パイプ１９にはそれぞれラジエータホ ース２０，２１が装着されている。

【０００７】 上述した沸騰冷却装置では、ウォータジャケット５内で沸騰したクーラントの 沸騰熱伝達を利用してシリンダヘッド４の熱を吸収し、沸騰して蒸気となったク ーラントを気液分離器１１で液相クーラントと気相クーラントに分離する。そし て、気相クーラントはラジエータ８に導入され、ラジエータ８のコアチューブ１ ６を流れる間に凝縮・液化される。液化されたクーラントは更に冷却され、循環 ポンプ９によってウォータジャケット３に送られる。

【０００８】 沸騰冷却装置は、冷却水を沸騰点以下の温度で循環させる冷却装置に比べ高い 冷却効率を有し、クーラントの循環量も少量で良い。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

上述した沸騰冷却装置では、凝縮冷却を効率良く行なうため、ラジエータ８の 上流側に気液分離器１１を配設し、クーラントを気相クーラントと液相クーラン トに分離し、気相クーラントのみをラジエータ８に流入させている。このため、 装置構成が複雑となると共にコスト高となってしまうという問題があった。

【００１０】 本考案はこのような問題点を解決するものであって、気液分離機能を備えたラ ジエータを提供し、もって沸騰冷却装置の簡素化を図ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するための本考案の沸騰冷却装置用ラジエータは、エンジン のウォータジャケット内でクーラントを沸騰させて沸騰熱伝達を利用することで 該エンジンの冷却を行なう沸騰冷却装置に用いられ、コアチューブが上下方向に 配設されるダウンフロー型のラジエータにおいて、アッパタンクにクーラント流 入口を形成する一方、ロアタンクにクーラント流出口を形成し、且つ、前記クー ラント流入口に接続される連通管に旋回流形成部材を設けると共に前記アッパタ ンクに気液分離した気相クーラント及び液相クーラントをそれぞれ別々のコアチ ューブに導く導入路を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】

アッパタンクのクーラント流入口に接続される連通管に旋回流形成部材を設け ると共に気液分離した気相クーラント及び液相クーラントをそれぞれ別々のコア チューブに導く導入路を設けたことで、連通管を流れる気液混合クーラントは旋 回流形成部材によって旋回流となってアッパタンクの流入口から流入し、遠心力 で液相クーラントが連通管の内面に沿って流れる一方、気相クーラントは連通管 の中央部を流れることで分離される。そして、気液分離した液相クーラントは一 部のコアチューブ内を通ってロアタンクに流れ落ち、一方、気相クーラントは導 入管を通って別のコアチューブ内に入り、ここで凝縮して液相となり、流出口か ら流出する。

【００１３】

【実施例】

図１には本考案の一実施例に係る沸騰冷却装置用ラジエータの要部斜視、図２ にはそのラジエータの側面、図３には図２のＡ−Ａ断面、図４には図２のＢ−Ｂ 断面を示してある。なお、従来と同様の機能を有する部材には同一の符号を付し て重複する説明は省略する。

【００１４】 本実施例の沸騰冷却装置用ラジエータにあっては、アッパタンクのクーラント 流入口に接続される連通管に旋回流形成部材を設けると共にアッパタンクに気液 分離した気相クーラント及び液相クーラントをそれぞれ別々のコアチューブに導 く導入路が設けてある。

【００１５】 図１乃至図４に示すように、沸騰冷却装置用ラジエータ３１において、アッパ タンク１４とロアタンク１５の間には多数のコアチューブ１６ａ，１６ｂが上下 方向に沿って設けられ、コアチューブ１６ａ，１６ｂの間には放熱用のコルゲー トフィン１７が設けられている。そして、アッパタンク１４の一側にはクーラン ト流入口３２が形成される一方、ロアタンク１５の他側にはクーラント流出口３ ３が形成されている。

【００１６】 このアッパタンク１４のクーラント流入口３２にはウォータジャケットからラ ジエータにクーラントを送る連通管としての接続管３４がアッパタンク１４と一 体に形成されると共に、この接続管３４にはチューブ３５が接続されている。接 続管３４は基端部が外方に拡がって拡大部３６が形成され、先端部の内側には旋 回流形成部材としての旋回羽根３７が装着されている。この旋回羽根３７は中心 軸３８と外筒３９との間にねじれた複数の羽根４０が固定されており、外筒３９ が接続管３４の内周面に固定されている。

【００１７】 また、アッパタンク１４には内部を２分割して部屋４１，４２を形成する仕切 壁４３が形成されている。そして、一方が接続管３４の拡大部分に開口し、他方 が仕切壁４３によって分割された部屋４１に連通する導入路としてのベント管４ ４が仕切壁４３と一体に形成されている。

【００１８】 而して、気液クーラントはウォータジャケットからラジエータ３１のアッパタ ンク１４にチューブ３５及び接続管３４を介して流入される。このとき、接続管 ３４に流入した気液クーラントは旋回羽根３７によって旋回流となり、遠心力で 液相クーラントが接続管３４の内面に沿って流れ、一方、気相クーラントは比重 が軽いため接続管３４の中央部を流れることで分離される。そして、気液分離し た液相クーラント（凝縮水）は接続管３４の拡大部３６の内面に沿って流れて部 屋４２に流入し、コアチューブ１６ａ内を通ってロアタンク１５に流れ落ちる。 一方、気相クーラント（蒸気）は接続管３４からベント管４４を通って部屋４１ に流入し、別のコアチューブ１６ｂ内に入ってここで凝縮して液相となり、ロア タンク１５内に流入する。その後、ロアタンク１５内の冷却された液相クーラン トと共に流出口３６から流出する。

【００１９】 このようにアッパタンク１４のクーラント流入口３２に接続される接続管３４ に旋回流形成部材としての旋回羽根３７を設けると共にアッパタンク１４に気液 分離した気相クーラント及び液相クーラントをそれぞれ別々のコアチューブ１６ ａ，１６ｂに導く導入路としての仕切壁４３及びベント管４４を設け、 液相クーラントをコアチューブ１６ａからロアタンク１５内に流れ落ちるように すると共に気相クーラントはベント管４４を通って別のコアチューブ１６ｂ内か らロアタンク１５内に流入するようにしたので、気液が分散され、それぞれ専用 のコアチューブ１６ａ，１６ｂに流入することとなり、コアチューブ１６ｂの内 面の水膜が減少してラジエータの放熱量が増大する。また、特別な気液分離機構 を付設することなく、ラジエータ３１でクーラントの気液分離を行なうことがで き、この気液分離器を省略することができる。

【００２０】 なお、上述の実施例において、旋回流形成部材としての旋回羽根３７を連通管 としての接続管３４に装着したが、設置箇所はここに限定されるものではなく、 例えば、チューブ３５に装着してもよい。

【００２１】 また、旋回流形成部材も旋回羽根３７に限るものではない。図５及び図６に別 の旋回流形成部材を示す。図５に示す旋回流形成部材としての旋回羽根５１は板 材を螺旋状に巻いて形成したものである。一方、図６に示す旋回流形成部材とし ての旋回羽根５２は板材を周方向にねじって形成したものである。このように旋 回流形成部材はクーラントに旋回流を起こさせるものであればよい。

【００２２】

【考案の効果】

以上、実施例をあげて詳細に説明したように本考案の沸騰冷却装置用ラジエー タによれば、ダウンフロー型のラジエータにおいて、アッパタンクにクーラント 流入口を形成する一方、ロアタンクにクーラント流出口を形成し、且つ、クーラ ント流入口に接続される連通管に旋回流形成部材を設けると共にアッパタンクに 気液分離した気相クーラント及び液相クーラントをそれぞれ別々のコアチューブ に導く導入路を設けたので、流入口から流入した気液混合クーラントは旋回流形 成部材によって旋回流となり、その遠心力で液相クーラントと気相クーラントと に分離することができ、沸騰冷却装置の気液分離器を省略して沸騰冷却装置の簡 素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る沸騰冷却装置用ラジエ
ータの要部斜視図である。

【図２】ラジエータの側面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】別の旋回流形成部材の斜視図である。

【図６】別の旋回流形成部材の斜視図である。

【図７】一般的な沸騰冷却装置の全体構成図である。

【図８】従来のダウンフロー型のラジエータの斜視図で
ある。

【符号の説明】

１４ アッパタンク １５ ロアタンク １６ａ，１６ｂ コアチューブ １７ コルゲートフィン ３１ ラジエータ ３２ クーラント流入口 ３３ クーラント流出口 ３４ 接続管（連通管） ３５ チューブ（連通管） ３７，５１，５２ 旋回羽根（旋回流形成部材） ４３ 仕切壁（導入路） ４４ ベント管導入路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 浮田 哲嗣 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのウォータジャケット内でクー
   ラントを沸騰させて沸騰熱伝達を利用することで該エン
   ジンの冷却を行なう沸騰冷却装置に用いられ、コアチュ
   ーブが上下方向に配設されるダウンフロー型のラジエー
   タにおいて、アッパタンクにクーラント流入口を形成す
   る一方、ロアタンクにクーラント流出口を形成し、且
   つ、前記クーラント流入口に接続される連通管に旋回流
   形成部材を設けると共に前記アッパタンクに気液分離し
   た気相クーラント及び液相クーラントをそれぞれ別々の
   コアチューブに導く導入路を設けたことを特徴とする沸
   騰冷却装置用ラジエータ。