特開 2022-142129 冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022142129

(43)【公開日】2022-09-30

(54)【発明の名称】冷却装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/04 20060101AFI20220922BHJP

   F01P 11/10 20060101ALI20220922BHJP

【ＦＩ】

B60K11/04 K

F01P11/10 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021042153

(22)【出願日】2021-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】000241496

【氏名又は名称】豊田鉄工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106781

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 稔也

(72)【発明者】

【氏名】吉田 研一

【テーマコード（参考）】

3D038

【Ｆターム（参考）】

3D038AA05

3D038AA06

3D038AB01

3D038AC01

3D038AC11

3D038AC12

3D038AC14

3D038AC20

(57)【要約】

【課題】熱交換器を通過する空気の量を多くすることができる冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置６は、車両におけるコンデンサ３及びラジエータ４よりも車両前後方向前方側に配置された噴流型ブロワ１０，１１と、その噴流型ブロワ１０，１１に一次空気を供給する空気供給装置１２と、を備える。噴流型ブロワ１０，１１は、スリット１３，１４を有しており、一次空気をスリット１３，１４から主流として噴出させ、噴流型ブロワ１０，１１の前に存在する外気をコアンダ効果によって一次空気の主流に誘引することにより、外気による二次空気の副流を生じさせる。そして、噴流型ブロワ１０，１１によって生じた一次空気の主流及び二次空気の副流がコンデンサ３及びラジエータ４を通過する。噴流型ブロワ１０，１１は、コンデンサ３の前面に沿って長く延びるように配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両における熱交換器よりも車両前後方向前方側に配置された噴流型ブロワと、その噴流型ブロワに一次空気を供給する空気供給装置と、を備え、
前記噴流型ブロワは、スリットを有しており、前記一次空気を前記スリットから主流として噴出させ、前記噴流型ブロワの前に存在する外気をコアンダ効果によって前記一次空気の主流に誘引することにより、前記外気による二次空気の副流を生じさせるものであり、
前記噴流型ブロワによって生じた前記一次空気の主流及び前記二次空気の副流が前記熱交換器を通過する冷却装置において、
前記噴流型ブロワは、前記熱交換器の前面に沿って長く延びるように配置されている冷却装置。

【請求項2】

前記噴流型ブロワは、前記熱交換器の外縁に沿って延びている請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記噴流型ブロワは、車両のフロントグリルと前記熱交換器とを繋ぐダクトと一体に形成されており、そのダクトと同様に前記熱交換器の外縁に沿って一周している請求項２に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記噴流型ブロワは、前記熱交換器の前で同熱交換器の前面に沿って直線状に延びるバンパーリンフォースに沿うように配置されている請求項１に記載の冷却装置。

【請求項5】

前記熱交換器の後ろには、その熱交換器の前から後ろに向けて空気を吸引するファンが配置されており、
前記空気供給装置は、前記ファンによって前記熱交換器の後ろに流された空気の一部を前記一次空気として前記噴流型ブロワに流す通路部材を有している請求項１～４のいずれか一項に記載の冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、原動機を冷却するための冷却回路、並びに、車室内の温度及び湿度等を調整するためのエアコンディショナが搭載されている。エアコンディショナはコンデンサを備えている。コンデンサは、エアコンディショナの冷媒を凝縮させる熱交換器である。冷却回路はラジエータを備えている。ラジエータは、冷却回路を循環する冷却水から熱を放出させる熱交換器である。

【0003】

車両には、コンデンサ及びラジエータといった熱交換器に対し外気を通過させる冷却装置も搭載されている。冷却装置は、熱交換器内の上記冷媒及び上記冷却水といった流体と上記外気との間で熱交換を行うことにより、上記流体を冷却する。特許文献１に示される冷却装置は、噴流型ブロワと空気供給装置とを備えている。噴流型ブロワは、車両における熱交換器よりも車両前後方向前方側に配置される。空気供給装置は、噴流型ブロワに一次空気を供給する。

【0004】

噴流型ブロワはスリットを有している。噴流型ブロワは、そのスリットから上記一次空気を主流として噴出させる。こうしたスリットからの一次空気の主流が生じると、噴流型ブロワの前に存在する外気がコアンダ効果によって上記一次空気の主流に誘引され、その外気による二次空気の副流が生じる。一次空気の主流及び二次空気の副流は、熱交換器を通過し、そのときに熱交換器内の流体から熱を奪う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９－２８７４５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

噴流型ブロワでは、スリットを長い距離に亘って形成するほど、そのスリットから噴出する一次空気の主流を多くすることができ、ひいては二次空気の副流を多くすることができるようになる。このように一次空気の主流及び二次空気の副流を多くすることにより、熱交換器の流体を効果的に冷却することができる。

【0007】

しかし、特許文献１では、車両における熱交換器の前に、噴流側ブロワが点在するように配置されている。このため、スリットを長い距離に亘って形成することが困難であり、噴流型ブロワのスリットを長い距離に亘って形成することには限界がある。従って、熱交換器を通過する空気の量を多くすることができなかった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決する冷却装置は、車両における熱交換器よりも車両前後方向前方側に配置された噴流型ブロワと、その噴流型ブロワに一次空気を供給する空気供給装置と、を備える。噴流型ブロワは、スリットを有しており、一次空気をスリットから主流として噴出させ、噴流型ブロワの前に存在する外気をコアンダ効果によって一次空気の主流に誘引することにより、外気による二次空気の副流を生じさせる。そして、噴流型ブロワによって生じた一次空気の主流及び二次空気の副流が熱交換器を通過する。噴流型ブロワは、熱交換器の前面に沿って長く延びるように配置されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】車両の前部の構造を示す略図。

【図2】冷却装置を分解した状態を示す斜視図。

【図3】冷却装置を組み立てた状態を示す斜視図。

【図4】噴流型ブロワの構造を示す略図。

【図5】冷却装置を上方から見た状態を示す略図。

【図6】噴流型ブロワを図５の矢印Ａ－Ａ方向から見た状態を示す断面図。

【図7】バンパーリンフォース及び噴流型ブロワの他の例を示す断面図。

【図8】バンパーリンフォースの他の例を示す断面図。

【図9】バンパーリンフォースの他の例を示す断面図。

【図10】バンパーリンフォースの他の例を示す断面図。

【図11】バンパーリンフォースの他の例を示す断面図。

【図12】バンパーリンフォースの他の例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、冷却装置の一実施形態について、図１～図６を参照して説明する。
図１は、車両の前部の構造を概略的に示している。図１から分かるように、車両の前部にはエンジン等の原動機１が搭載されている。また、車両の前端（図１の左端）には、外気を取り入れるためのフロントグリル２が取り付けられている。車両における原動機１の前（図１の左）かつフロントグリル２の後ろ（図１の右）には、コンデンサ３及びラジエータ４といった熱交換器が配置されている。コンデンサ３は、ラジエータ４の前で、同ラジエータ４に対し並列となるように位置している。

【0011】

コンデンサ３及びラジエータ４は、ラジエータサポート５によって車両の前部に保持されている。コンデンサ３は、車両に搭載されたエアコンディショナの冷媒を凝縮させる熱交換器である。ラジエータ４は、原動機１を冷却するための冷却回路を循環する冷却水から熱を放出させる熱交換器である。車両には、コンデンサ３及びラジエータ４といった熱交換器に対し、外気を通過させる冷却装置６が搭載されている。

【0012】

冷却装置６は、コンデンサ３内の上記冷媒及びラジエータ４内の上記冷却水といった流体を上記外気によって冷却する。詳しくは、コンデンサ３を通過する上記外気とコンデンサ３内の上記冷媒との熱交換により、コンデンサ３内の上記冷媒が冷却される。また、ラジエータ４を通過する上記外気とラジエータ４内の上記冷却水との熱交換により、ラジエータ４内の上記冷却水が冷却される。

【0013】

冷却装置６は、ダクト７、ファンシュラウド８、及びファン９を備えている。ダクト７は、フロントグリル２とコンデンサ３及びラジエータ４とを繋ぐためのものである。ダクト７は、コンデンサ３及びラジエータ４の外縁に対応して位置しており、コンデンサ３及びラジエータ４からフロントグリル２に至るまで前方に突出している。

【0014】

ファンシュラウド８は、ラジエータ４の後ろに配置され、そのラジエータ４の後面を覆っている。ファン９は、ファンシュラウド８に取り付けられている。このファン９が回転することにより、コンデンサ３及びラジエータ４の前から後ろに向けて空気が吸引される。これにより、外気がフロントグリル２からダクト７に吸入される。ダクト７に吸入された外気は、ダクト７とコンデンサ３及びラジエータ４とを通過し、ラジエータ４の後方に流れる。

【0015】

冷却装置６は、噴流型ブロワ１０，１１と空気供給装置１２とを備えている。空気供給装置１２は、噴流型ブロワ１０，１１に一次空気を供給するためのものである。噴流型ブロワ１０，１１は、車両におけるコンデンサ３及びラジエータ４よりも前に、すなわち車両前後方向の前方側に配置されている。噴流型ブロワ１０，１１は、スリット１３，１４を有している。噴流型ブロワ１０，１１は、空気供給装置１２から上記一次空気の供給を受ける。

【0016】

噴流型ブロワ１０，１１は、上記一次空気をスリット１３，１４から後方に向けて主流として噴出させる。これにより、噴流型ブロワ１０，１１の前に存在する外気が、コアンダ効果によって一次空気の主流に誘引されることにより、外気による二次空気の副流が生じるようになる。これら一次空気の主流及び二次空気の副流は、コンデンサ３及びラジエータ４を通過する。その結果、コンデンサ３及びラジエータ４を空気が効率よく通過するようになる。

【0017】

噴流型ブロワ１０，１１は、コンデンサ３の前面に沿って長く延びるように配置されている。噴流型ブロワ１０は、コンデンサ３及びラジエータ４の外縁に沿って延びている。詳しくは、噴流型ブロワ１０は、ダクト７と一体に形成されており、そのダクト７と同様にコンデンサ３及びラジエータ４の外縁に沿って一周している。車両の前部におけるコンデンサ３の前には、バンパーリンフォース１５がコンデンサ３の前面に沿って車幅方向に直線状に延びるように配置されている。バンパーリンフォース１５は、車両の前突時の衝撃を吸収するためのものである。噴流型ブロワ１１は、コンデンサ３の前で、バンパーリンフォース１５に沿うように配置されている。

【0018】

図２及び図３はそれぞれ、冷却装置６を分解した状態、及び、冷却装置６を組み立てた状態を示している。図２から分かるように、冷却装置６に設けられた空気供給装置１２は通路部材１６，１７を有している。通路部材１６は、ファン９によってラジエータ４の後ろに流された空気の一部を、一次空気として噴流型ブロワ１０（図１）に流すためのものである。通路部材１７は、ファン９によってラジエータ４の後ろに流された空気の一部を、一次空気として噴流型ブロワ１１（図１）に流すためのものである。

【0019】

次に、噴流型ブロワ１０，１１について詳しく説明する。
図４に示すように、ダクト７と一体に形成された噴流型ブロワ１０は、その内部に加圧空気室１８を有している。加圧空気室１８は、上記通路部材１６と繋がっており、その通路部材１６から上記一次空気の供給を受ける。噴流型ブロワ１０の上記スリット１３は、加圧空気室１８に繋がるとともに、ダクト７の下流（図４の右）に向けて開放されている。加圧空気室１８及びスリット１３は、噴流型ブロワ１０に沿って延びている。言い換えれば、加圧空気室１８及びスリット１３は、コンデンサ３及びラジエータ４の外縁に沿って延びている。

【0020】

図５は冷却装置６を上方から見た状態を示しており、図６は噴流型ブロワ１１を図５の矢印Ａ－Ａ方向から見た状態を示している。図６に示すように、バンパーリンフォース１５は、コンデンサ３及びラジエータ４に向けて開口するように屈曲した形状とされている。バンパーリンフォース１５の前面（図６の左面）には、発泡スチロール等の材料によって形成されたバンパーアブソーバ１９が固定されている。

【0021】

バンパーリンフォース１５に沿うように配置された噴流型ブロワ１１は、バンパーリンフォース１５の開口をほぼ覆うように配置されたカバー２０を備えている。カバー２０は、バンパーリンフォース１５の開口に隙間をもって挿入され、その状態でバンパーリンフォース１５に固定されている。バンパーリンフォース１５とカバー２０との間は加圧空気室２１となっている。加圧空気室２１は、図５に示す上記通路部材１７と繋がっており、その通路部材１７から上記一次空気の供給を受ける。

【0022】

図６に示すように、バンパーリンフォース１５における開口部の内壁とカバー２０との間には、上記スリット１４が形成されている。スリット１４は、加圧空気室２１に繋がるとともに、コンデンサ３及びラジエータ４に向けて開放されている。噴流型ブロワ１１は、上記加圧空気室２１及び上記スリット１４を有している。加圧空気室２１及びスリット１４は、噴流型ブロワ１１に沿って延びている。言い換えれば、加圧空気室２１及びスリット１４は、バンパーリンフォース１５に沿って延びている。

【0023】

次に、冷却装置６の作用について説明する。
車両の走行中には、走行風（空気）がフロントグリル２からダクト７に取り入れられ、そのダクト７を通過する。その後、走行風は、コンデンサ３及びラジエータ４を前から後ろに通過し、ラジエータ４の後方に流れる。また、ファン９が駆動されることによって回転すると、コンデンサ３及びラジエータ４の前から後ろに向けて空気が吸引される。これにより、外気がフロントグリル２からダクト７に吸入される。ダクト７に吸入された外気は、ダクト７とコンデンサ３及びラジエータ４とを通過し、ラジエータ４の後方に流れる。

【0024】

ラジエータ４の後方に流れた空気の一部は、図４に示すように通路部材１６に取り込まれる。通路部材１６に取り込まれた空気は、一次空気として噴流型ブロワ１０の加圧空気室１８に流される。噴流型ブロワ１０は、加圧空気室１８内の一次空気を破線の矢印で示すようにスリット１３から後方（図４の右方）に向けて主流として噴出させる。これにより、噴流型ブロワ１０の前に存在する空気（外気）が、コアンダ効果によって上記一次空気の主流に誘引されることにより、外気による二次空気の副流が実線の矢印で示すように生じる。

【0025】

ラジエータ４の後方に流れた空気の一部は、図５に示すように通路部材１７に取り込まれる。通路部材１７に取り込まれた空気は、一次空気として噴流型ブロワ１１の加圧空気室１８（図６）に流される。噴流型ブロワ１１は、加圧空気室２１内の一次空気を破線の矢印で示すようにスリット１４から後方（図６の右方）に向けて主流として噴出させる。これにより、噴流型ブロワ１１の前に存在する空気（外気）が、コアンダ効果によって上記一次空気の主流に誘引されることにより、外気による二次空気の副流が実線の矢印で示すように生じる。

【0026】

噴流型ブロワ１０，１１によって生じる一次空気の主流及び二次空気の副流は、コンデンサ３及びラジエータ４を通過する。噴流型ブロワ１０，１１は、コンデンサ３の前面に沿って長く延びるように配置されている。このため、噴流型ブロワ１０，１１に沿ってスリット１３，１４を形成することにより、同スリット１３，１４を長い距離に亘って形成することができる。そして、スリット１３，１４を長い距離に亘って形成することにより、スリット１３，１４から噴出する一次空気の主流を多くすることができ、一次空気の主流に誘引される二次空気の副流を多くすることができる。このように一次空気の主流及び二次空気の副流を多くすることにより、コンデンサ３及びラジエータ４を通過する空気の量を多くすることができる。

【0027】

また、噴流型ブロワ１０，１１は、コンデンサ３及びラジエータ４の前に配置されている。このため、噴流型ブロワ１０，１１がコンデンサ３及びラジエータ４の後ろに配置される場合のように、外気が二次空気の副流として一次空気の主流に誘引されるとき、コンデンサ３及びラジエータ４が障害物となって二次空気の副流が生じにくくなることはない。

【0028】

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）コンデンサ３及びラジエータ４を通過する空気の量を多くすることができる。
（２）噴流型ブロワ１０は、コンデンサ３及びラジエータ４の外縁に沿って延びている。このため、噴流型ブロワ１０を効果的に長く延びるように配置することができ、スリット１３を長い距離に亘って形成しやすくなる。

【0029】

（３）噴流型ブロワ１０は、車両のフロントグリル２とコンデンサ３及びラジエータ４とを繋ぐダクト７と一体に形成されており、そのダクト７と同様にコンデンサ３及びラジエータ４の外縁に沿って一周している。このため、車両のフロントグリル２付近に存在する外気を、噴流型ブロワ１０による二次空気の副流として効率よくダクト７に取り入れ、コンデンサ３及びラジエータ４を通過させることができる。また、ラジエータ４の後方からの熱風がコンデンサ３の前に回り込むことがダクト７によって防止されるため、その熱風がコンデンサ３及びラジエータ４を通過することはない。

【0030】

（４）車両の走行中には走行風（空気）がコンデンサ３及びラジエータ４を通過する。しかし、コンデンサ３の前に同コンデンサ３の前面に沿って直線状に延びるバンパーリンフォース１５が存在するため、コンデンサ３におけるバンパーリンフォース１５と対向する箇所に上記走行風が流れにくくなる。しかし、噴流型ブロワ１１がバンパーリンフォース１５に沿うように配置されているため、噴流型ブロワ１０のスリット１４からの一次空気の主流を流すことにより、コンデンサ３におけるバンパーリンフォース１５に対向する箇所に効率よく空気を流すことができる。

【0031】

（５）ラジエータ４の後ろには、コンデンサ３及びラジエータ４の前から後ろに向けて空気を吸引するファン９が配置されている。空気供給装置１２は、上記ファン９によってラジエータ４の後ろに流された空気の一部を一次空気として噴流型ブロワ１０，１１に流す通路部材１６，１７を有している。このようにコンデンサ３及びラジエータ４に空気を流すためのファン９を利用して、噴流型ブロワ１０，１１に一次空気を流すことができる。このため、噴流型ブロワ１０，１１に一次空気を流すための機器を上記ファン９とは別に設ける必要がなく、上記機器を設ける分の部品点数の増加を抑制することができる。

【0032】

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・バンパーリンフォース１５は、必ずしもコンデンサ３及びラジエータ４に向けて開口するように屈曲した形状である必要はない。例えば図７に示すように、バンパーリンフォース１５が上記開口のない閉じ断面形状を有するものであってもよい。この場合、バンパーリンフォース１５の後面（図７の右面）にカバー２０を固定する。また、バンパーリンフォース１５の前面、上面、及び下面を囲むようにバンパーアブソーバ２２を配置し、そのバンパーアブソーバ２２をバンパーリンフォース１５に固定する。バンパーアブソーバ２２は、コンデンサ３に向けて開口する形状とされる。そして、バンパーアブソーバ２２とバンパーリンフォース１５の前面との間を加圧空気室２１とする。更に、バンパーリンフォース１５における開口部の内壁とカバー２０との間にスリット１４が形成される。

【0033】

・図７に示すバンパーリンフォース１５は、図８～図１２に示すような断面形状のものであってもよい。
・空気供給装置１２は、ファン９によってラジエータ４の後ろに流された空気の一部を噴流型ブロワ１０，１１に一次空気として供給するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えばファン９とは別に、噴流型ブロワ１０，１１に一次空気を供給するファン及びポンプといった機器を設けてもよい。この場合、ファン９を省略してもよい。

【0034】

・噴流型ブロワ１０と噴流型ブロワ１１との一方を省略してもよい。
・噴流型ブロワ１０とダクト７とを別体としてもよい。この場合、ダクト７を省略してもよい。

【0035】

・噴流型ブロワ１０は、コンデンサ３及びラジエータ４の外縁に沿って一周している必要はない。

【符号の説明】

【0036】

１…原動機
２…フロントグリル
３…コンデンサ
４…ラジエータ
５…ラジエータサポート
６…冷却装置
７…ダクト
８…ファンシュラウド
９…ファン
１０，１１…噴流型ブロワ
１２…空気供給装置
１３，１４…スリット
１５…バンパーリンフォース
１６，１７…通路部材
１８…加圧空気室
１９…バンパーアブソーバ
２０…カバー
２１…加圧空気室
２２…バンパーアブソーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】