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JP2016215866A - Cooling device for vehicle - Google Patents

Cooling device for vehicle Download PDF

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Publication number
JP2016215866A
JP2016215866A JP2015103787A JP2015103787A JP2016215866A JP 2016215866 A JP2016215866 A JP 2016215866A JP 2015103787 A JP2015103787 A JP 2015103787A JP 2015103787 A JP2015103787 A JP 2015103787A JP 2016215866 A JP2016215866 A JP 2016215866A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
duct
air
vehicle
cooling device
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015103787A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
善仁 嘉田
Yoshihito Kata
善仁 嘉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2015103787A priority Critical patent/JP2016215866A/en
Publication of JP2016215866A publication Critical patent/JP2016215866A/en
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress reduction of an intake amount of air during traveling of a vehicle.SOLUTION: A cooling device for a vehicle comprises a cylindrical duct 23 which takes air that has gone through a heat exchanger 20 in from an air intake port 23a and discharges it from an air takeout port 23b, with the duct 23 having a pipe diameter changing part 232 in which its diameter gradually changes as it approaches the air takeout port 23b in such a manner that swirls are generated in the air that has gone through the duct because of the pipe diameter changing part 232 and a negative pressure is produced at the vehicle rear side from the duct.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、車両用冷却装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle cooling device.

従来より、車両のエンジンを冷却する冷却水はラジエータにて冷却されており、車両の空調装置の冷媒はコンデンサにて冷却されている。そしてラジエータやコンデンサは、通常、車両の走行時に車両前方から取り入れた空気流にて冷却されるように配置されている。   Conventionally, cooling water for cooling a vehicle engine is cooled by a radiator, and a refrigerant of a vehicle air conditioner is cooled by a condenser. The radiator and the condenser are usually arranged to be cooled by an air flow taken from the front of the vehicle when the vehicle is running.

しかし、渋滞によって走行による空気流が不足する場合等を考慮して、一般的には、ラジエータやコンデンサの背面には、走行による空気流と同一方向の空気流を発生可能な冷却ファンが設けられている。そして、当該冷却ファンの空気流を効率よく利用するためにファンシュラウドが設けられ、当該ファンシュラウドにラジエータ、コンデンサ、冷却ファン等が収容されている(例えば、特許文献1参照)。   However, considering the case where the airflow due to traveling is insufficient due to traffic congestion, etc., a cooling fan that can generate an airflow in the same direction as the airflow due to traveling is generally provided on the back of the radiator or condenser. ing. A fan shroud is provided to efficiently use the air flow of the cooling fan, and a radiator, a condenser, a cooling fan, and the like are accommodated in the fan shroud (see, for example, Patent Document 1).

特開2014−101870号公報JP 2014-101870 A

上記特許文献1に記載された冷却装置は、車両が停車している場合でも、冷却ファンによる送風によりラジエータやコンデンサが冷却される。また、車両の走行時には、更に、車両前方から取り入れた車速風によってラジエータやコンデンサが冷却され、冷却装置の冷却性能が向上するようになっている。   In the cooling device described in Patent Document 1, the radiator and the condenser are cooled by the air blown by the cooling fan even when the vehicle is stopped. Further, when the vehicle is traveling, the radiator and the condenser are further cooled by the vehicle speed wind taken from the front of the vehicle, so that the cooling performance of the cooling device is improved.

ところが、上記冷却装置は、冷却ファン等を収容しているファンシュラウドが抵抗となってしまうため、車両の走行速度が高速になるほど冷却装置の車両後方側の背圧が増加してしまい、ラジエータやコンデンサへの冷却用空気の取り込み量が低下してしまうといった問題がある。このように、ラジエータやコンデンサへの冷却用空気の取り込み量が低下すると、ラジエータやコンデンサの冷却能力が低下してしまう。   However, since the fan shroud containing the cooling fan or the like becomes a resistance in the cooling device, the back pressure on the rear side of the cooling device increases as the traveling speed of the vehicle increases. There is a problem that the amount of cooling air taken into the condenser is reduced. As described above, when the amount of cooling air taken into the radiator or the condenser is lowered, the cooling ability of the radiator or the condenser is lowered.

本発明は上記問題に鑑みたもので、車両の走行時における空気の取り込み量の低下を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress a decrease in the amount of air taken in when the vehicle is traveling.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、車両に搭載され、通過する空気と熱媒体の熱交換を行う熱交換コア部を有する熱交換器(20)と、熱交換器より車両後方側に配置され、熱交換器を通過した空気を空気取込口(23a)より取り込んで空気取出口(23b)より排出する筒状のダクト(23)と、を備え、ダクトは、空気取出口に近付くにつれて次第に径が変化する管径変化部(232)を有し、該管径変化部によりダクト内を通過した空気に渦が生じてダクトより車両後方側が負圧となるよう構成されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a heat exchanger (20) mounted on a vehicle and having a heat exchange core portion for exchanging heat between air passing through and a heat medium, and a heat exchanger. A cylindrical duct (23) that is disposed on the vehicle rear side and that takes in air that has passed through the heat exchanger from the air intake port (23a) and exhausts it from the air intake port (23b). It has a tube diameter changing portion (232) whose diameter gradually changes as it approaches the take-out port, and is configured such that a vortex is generated in the air that has passed through the duct by the tube diameter changing portion, and the vehicle rear side becomes a negative pressure from the duct. It is characterized by having.

このような構成によれば、熱交換器より車両後方側に、熱交換器を通過した空気を空気取込口(23a)より取り込んで空気取出口(23b)より排出する筒状のダクト(23)を備え、ダクトは、空気取出口に近付くにつれて次第に径が変化する管径変化部(232)を有し、該管径変化部によりダクト内を通過した空気に渦が生じてダクトより車両後方側が負圧となるよう構成されているので、この負圧により熱交換器を通過する空気流量の増加が促進され、車両の走行時における冷却用空気の取り込み量の低下を抑制することができる。   According to such a structure, the cylindrical duct (23 which takes in the air which passed the heat exchanger from the air intake port (23a) and discharges it from the air intake port (23b) to the vehicle rear side from the heat exchanger. ), And the duct has a tube diameter changing portion (232) whose diameter gradually changes as it approaches the air outlet, and the tube diameter changing portion causes a vortex to occur in the air that has passed through the duct, and the rear of the duct from the duct. Since the negative pressure is configured on the side, an increase in the flow rate of air passing through the heat exchanger is promoted by the negative pressure, and a decrease in the intake amount of cooling air when the vehicle is running can be suppressed.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第一実施形態に係る冷却装置を搭載した自動車の前端部を示した図である。It is the figure which showed the front-end part of the motor vehicle carrying the cooling device which concerns on 1st embodiment of this invention. 自動車に搭載された冷却装置の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the cooling device mounted in the motor vehicle. ダクト側から冷却装置を見た図である。It is the figure which looked at the cooling device from the duct side. ダクトの断面図である。It is sectional drawing of a duct. 冷却装置における空気の流れを示した図である。It is the figure which showed the flow of the air in a cooling device. 比較例と本発明の構成における車速風の流速と放熱量・発熱量との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the flow velocity of the vehicle speed wind, and the amount of heat release / heat generation in the configuration of the comparative example and the present invention. 比較例の構成およびダクト直後圧力の特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of the structure of the comparative example, and the pressure immediately after a duct. 本発明の構成およびダクト直後圧力の特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of the structure of this invention, and the pressure immediately after a duct.

本発明の一実施形態に係る車両用冷却装置の構成について図1〜図4を参照して説明する。図1は、本車両用冷却装置2を搭載した自動車(車両)の前端部を示した図である。図1において上下の矢印は、車両用空調ユニット10が車両に搭載された車両搭載状態での向きを示す。すなわち、図1の両端矢印は車両上下を示している。また、図1において左矢印は、車両進行方向(車両前方)を示しており、図1において右矢印は、車両後方を示している。   A configuration of a vehicle cooling device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing a front end portion of an automobile (vehicle) on which the vehicle cooling device 2 is mounted. In FIG. 1, the up and down arrows indicate the direction when the vehicle air conditioning unit 10 is mounted on the vehicle. That is, the double-ended arrows in FIG. Further, the left arrow in FIG. 1 indicates the vehicle traveling direction (vehicle front), and the right arrow in FIG. 1 indicates the vehicle rear.

本冷却装置2は、自動車のエンジンルーム内に搭載されている。エンジンルームは、自動車のボデーで周囲を囲まれて、エンジン(図示せず)等の主要の走行用駆動源が収納される空間である。   The cooling device 2 is mounted in an engine room of a car. The engine room is a space that is surrounded by the body of an automobile and that houses main driving sources for driving such as an engine (not shown).

自動車のフロントグリル71には、フロントグリル開口部72およびフォグランプグリル開口部73等が設けられている。フロントグリル開口部72およびフォグランプグリル開口部73は、それぞれフロントグリル71において車両進行方向前側に開口するように形成されている。自動車の走行に伴う車速風がフロントグリル開口部72およびフォグランプグリル開口部73から車両のエンジンルーム内に取り込まれるようになっている。本冷却装置2は、フロントグリル開口部72に対して車両進行方向後側に配置されている。   The front grill 71 of the automobile is provided with a front grill opening 72, a fog lamp grill opening 73, and the like. The front grill opening 72 and the fog lamp grill opening 73 are formed so as to open to the front side of the vehicle traveling direction in the front grill 71, respectively. A vehicle speed wind accompanying the traveling of the automobile is taken into the engine room of the vehicle from the front grill opening 72 and the fog lamp grill opening 73. The cooling device 2 is disposed on the rear side in the vehicle traveling direction with respect to the front grill opening 72.

図2は、自動車に搭載された冷却装置2の構成を示した図である。本冷却装置2は、熱交換器20、ダクト23および送風ファン24から構成されている。また、熱交換器20は、コンデンサ21およびラジエータ22から構成されている。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the cooling device 2 mounted on the automobile. The cooling device 2 includes a heat exchanger 20, a duct 23, and a blower fan 24. The heat exchanger 20 includes a condenser 21 and a radiator 22.

コンデンサ21は、図示しない車両用冷凍サイクル(空調装置)に用いられる冷媒を冷却する凝縮器である。コンデンサ21は、冷媒が流通する複数本のチューブ及びフィン(いずれも図示せず)を備えて冷媒と空気とを熱交換させるコンデンサコア部211と、コンデンサコア部211の両端に設けられ、冷媒が流出入するコンデンサタンク212とを備えている。コンデンサ21は、コンデンサコア部211のチューブ内を流通する冷媒とコンデンサコア部211のチューブの間を通過する空気とを熱交換させて冷媒を冷却するようになっている。   The capacitor | condenser 21 is a condenser which cools the refrigerant | coolant used for the vehicle refrigeration cycle (air conditioner) which is not shown in figure. The capacitor 21 includes a plurality of tubes and fins (both not shown) through which the refrigerant flows, and is provided at both ends of the capacitor core section 211 and the capacitor core section 211 for exchanging heat between the refrigerant and the air. And a condenser tank 212 that flows in and out. The capacitor 21 cools the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant flowing through the tube of the capacitor core part 211 and the air passing between the tubes of the capacitor core part 211.

ラジエータ22は、エンジン(図示せず)を冷却する冷却水(液体)を冷却するものである。ラジエータ22は、冷却水が流通する複数本のチューブからなるラジエータコア221、ラジエータコア221の上部に配設されてチューブに連通するラジエータ上部タンク222、ラジエータコア221の下部に配設されてチューブに連通するラジエータ下部タンク223等から構成されている。コンデンサ21は、ラジエータコア221のチューブ内を流通する冷却水とラジエータコア221のチューブの間を通過する空気とを熱交換させて冷却水を冷却する。   The radiator 22 cools cooling water (liquid) that cools an engine (not shown). The radiator 22 includes a radiator core 221 composed of a plurality of tubes through which cooling water flows, a radiator upper tank 222 disposed on the upper portion of the radiator core 221 and communicating with the tubes, and disposed on a lower portion of the radiator core 221. The radiator lower tank 223 and the like communicate with each other. The condenser 21 cools the cooling water by exchanging heat between the cooling water flowing through the tube of the radiator core 221 and the air passing between the tubes of the radiator core 221.

コンデンサコア部211およびラジエータコア221は、通過する空気と熱媒体の熱交換を行う熱交換コア部である。すなわち、コンデンサ21およびラジエータ22は、通過する空気と熱媒体の熱交換を行う熱交換コア部を有する熱交換器20である。   The capacitor core part 211 and the radiator core 221 are heat exchange core parts that exchange heat between the passing air and the heat medium. That is, the capacitor | condenser 21 and the radiator 22 are the heat exchangers 20 which have a heat exchange core part which performs heat exchange of the air and heat medium which pass.

コンデンサ21およびラジエータ22は、自動車の走行風(冷却用空気)が空気通過部(コンデンサコア部211およびラジエータコア221)を通過するようフロントグリル開口部72に対して車両進行方向後側に配置されている。   The condenser 21 and the radiator 22 are arranged on the rear side in the vehicle traveling direction with respect to the front grill opening 72 so that the traveling wind (cooling air) of the automobile passes through the air passage part (the condenser core part 211 and the radiator core 221). ing.

ラジエータ22の車両進行方向後側には、筒状のダクト23および送風ファン24が設けられている。すなわち、ダクト23および送風ファン24は、熱交換器20の周囲を車両ボデーに囲まれた車両空間において、車両前方から見て、熱交換器20より車両後方側に配置されている。   A cylindrical duct 23 and a blower fan 24 are provided on the rear side of the radiator 22 in the vehicle traveling direction. That is, the duct 23 and the blower fan 24 are disposed on the vehicle rear side from the heat exchanger 20 when viewed from the front of the vehicle in a vehicle space surrounded by the vehicle body around the heat exchanger 20.

ダクト23は、図3に示すように、熱交換器20を通過した冷却用空気を取り込む空気取込口23aと、この空気取込口23aより取り込んだ冷却用空気を排出する空気取出口23bを有している。なお、図3では、送風ファン24を省略して示してある。   As shown in FIG. 3, the duct 23 includes an air intake port 23a that takes in the cooling air that has passed through the heat exchanger 20, and an air intake port 23b that discharges the cooling air taken in from the air intake port 23a. Have. In FIG. 3, the blower fan 24 is omitted.

ダクト23は、図4に示すように、円筒形状をなす円筒部231と、空気取出口23bに近付くにつれて次第に管径が変化する管径変化部232と、を有している。円筒部231および管径変化部232は樹脂により一体成型されている。なお、本冷却装置2におけるダクト23は、渦の発生を積極的に起こすことにより風の取込量を促進する風レンズと呼ばれる技術を応用したものである。   As shown in FIG. 4, the duct 23 includes a cylindrical portion 231 having a cylindrical shape, and a tube diameter changing portion 232 whose tube diameter gradually changes as it approaches the air outlet 23 b. The cylindrical portion 231 and the tube diameter changing portion 232 are integrally formed of resin. Note that the duct 23 in the cooling device 2 is an application of a technique called a wind lens that promotes the amount of wind taken in by actively generating vortices.

本実施形態のダクト23の管径変化部232は、空気取出口23bに近付くにつれて管径が小さくなるよう構成されている。すなわち、管径変化部232は、空気取出口23bに近付くにつれて窄まった形状をなしている。   The tube diameter changing portion 232 of the duct 23 of the present embodiment is configured such that the tube diameter decreases as it approaches the air outlet 23b. That is, the pipe diameter changing portion 232 has a shape that becomes narrower as it approaches the air outlet 23b.

また、ダクト23は、管径変化部232の空気取出口23bにおける開口縁部の接線が円筒部231の軸線に対して傾斜している。より具体的には、ダクト23は、管径変化部232の空気取出口23bにおける開口縁部の接線が円筒部231の軸線と垂直に交わるよう形成されている。   In the duct 23, the tangent of the opening edge at the air outlet 23 b of the tube diameter changing portion 232 is inclined with respect to the axis of the cylindrical portion 231. More specifically, the duct 23 is formed so that the tangent of the opening edge portion at the air outlet 23 b of the tube diameter changing portion 232 intersects the axis of the cylindrical portion 231 perpendicularly.

また、ダクト23は、該ダクト23の空気取出口23b側からダクト23を見て、熱交換器20の熱交換コア部(コンデンサコア部211およびラジエータコア221)の外形より内側に収まるよう配置されている。すなわち、ダクト23は、空気取出口23b側からダクト23を見て、ダクト23の外形より外周側で、かつ、熱交換器20の熱交換コア部(コンデンサコア部211およびラジエータコア221)の外形より内側の領域に、空気通過部を通過した空気が流れる流路が確保されるよう設けられている。   Further, the duct 23 is arranged so as to be accommodated inside the outer shape of the heat exchange core part (the condenser core part 211 and the radiator core 221) of the heat exchanger 20 when the duct 23 is viewed from the air outlet 23b side of the duct 23. ing. That is, the duct 23 is viewed from the air outlet 23b side when viewed from the outer side of the duct 23, and the outer shape of the heat exchange core part (the capacitor core part 211 and the radiator core 221) of the heat exchanger 20. An inner region is provided so as to secure a flow path through which air that has passed through the air passage portion flows.

送風ファン24は、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち、回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。送風ファン24は、ダクト23内に配置されている。送風ファン24は、空気取込口23aより取り込んだ冷却用空気を前記空気取出口側へ送風する。   The blower fan 24 is an electric blower in which the operation rate, that is, the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from an air conditioning control device (not shown). The blower fan 24 is disposed in the duct 23. The blower fan 24 blows the cooling air taken in from the air take-in port 23a toward the air take-out port.

コンデンサ21およびラジエータ22は、自動車のエンジンルーム内に設けられた支持パネル76に固定されている。ダクト23は、固定部材234によりラジエータ22に組み付け固定されている。具体的には、ダクト23は、ダクト23の空気取込口23aとラジエータ22とが接触するようラジエータ22に組み付け固定されている。また、送風ファン24は、図示しないステー(支持部材)を介してダクト23の内面に固定されている。   The capacitor 21 and the radiator 22 are fixed to a support panel 76 provided in the engine room of the automobile. The duct 23 is assembled and fixed to the radiator 22 by a fixing member 234. Specifically, the duct 23 is assembled and fixed to the radiator 22 so that the air intake port 23a of the duct 23 and the radiator 22 are in contact with each other. The blower fan 24 is fixed to the inner surface of the duct 23 via a stay (support member) (not shown).

次に、本冷却装置2の作動について図5を参照して説明する。   Next, the operation of the cooling device 2 will be described with reference to FIG.

まず、送風ファン24が作動を開始すると、図5中矢印B1に示すように、車両前方側からフロントグリル71のグリル開口部72を通してエンジンルーム内に冷却用空気として外気が流入する。更に、自動車が走行を開始すると、車両前方側からフロントグリル71のグリル開口部72を通してエンジンルーム内に走行風が流入する。   First, when the blower fan 24 starts operating, outside air flows as cooling air into the engine room from the front side of the vehicle through the grill opening 72 of the front grill 71 as indicated by an arrow B1 in FIG. Furthermore, when the automobile starts traveling, traveling wind flows into the engine room from the front side of the vehicle through the grill opening 72 of the front grill 71.

エンジンルーム内に流入した冷却用空気は、熱交換器20を通過した後、ダクト23の空気取込口23aに取り込まれてダクト23の内周側を通過する空気と、ダクト23の外周側を通過する空気に分かれる。   The cooling air flowing into the engine room passes through the heat exchanger 20 and is then taken into the air intake port 23a of the duct 23 and passes through the inner peripheral side of the duct 23 and the outer peripheral side of the duct 23. Divided into passing air.

ここで、ダクト23の空気取込口23aに取り込まれた冷却用空気は、ダクト23の円筒部231を通った後、ダクト23の管径変化部232を通って空気取出口23bから排出される。なお、ダクト23の管径変化部232は、空気取出口23bに近付くにつれて次第に管径が小さくなっている。このため、管径変化部232の内面に沿って流れる空気は次第に管径変化部232の中心軸方向に向きが変わり、空気取出口23bに到達するとダクト23の内面から剥離する。この剥離により、図5中矢印Dに示すように、ダクト23を通過した空気に渦(剥離渦)が生じてダクト23の管径変化部232より車両後方側の領域が負圧となる。このようにダクト23の管径変化部232より車両後方側の領域が負圧になると、この負圧となった領域に、ダクト23の外側から熱交換コア部(コンデンサコア部211およびラジエータコア221)を通過した空気が引き込まれ、熱交換器20を通過する空気の流量が増加する。このように、ダクト23を備えたことにより熱交換器20を通過する空気の流量が促進される。   Here, the cooling air taken into the air inlet 23a of the duct 23 passes through the cylindrical portion 231 of the duct 23, and then is discharged from the air outlet 23b through the pipe diameter changing portion 232 of the duct 23. . Note that the tube diameter changing portion 232 of the duct 23 gradually decreases in diameter as it approaches the air outlet 23b. For this reason, the air flowing along the inner surface of the tube diameter changing portion 232 is gradually changed in the direction of the central axis of the tube diameter changing portion 232 and separated from the inner surface of the duct 23 when reaching the air outlet 23b. As shown by an arrow D in FIG. 5, a vortex (separation vortex) is generated in the air that has passed through the duct 23 due to this separation, and the region on the vehicle rear side from the tube diameter changing portion 232 of the duct 23 becomes a negative pressure. In this way, when the region on the vehicle rear side of the tube diameter changing portion 232 of the duct 23 becomes negative pressure, the heat exchange core portion (capacitor core portion 211 and radiator core 221 from the outside of the duct 23 is brought into the negative pressure region. ) Is drawn in, and the flow rate of air passing through the heat exchanger 20 increases. Thus, the provision of the duct 23 promotes the flow rate of the air passing through the heat exchanger 20.

以上説明したように、本冷却装置2は、熱交換器20を通過した空気を空気取込口23aより取り込んで空気取出口23bより排出する筒状のダクト23を備え、ダクト23は、空気取出口23bに近付くにつれて次第に径が変化する管径変化部232を有し、該管径変化部232によりダクト23内を通過した空気に渦が生じてダクト23より車両後方側が負圧となるよう構成されているので、この負圧により熱交換器20を通過する空気流量の増加が促進され、車両の走行時における冷却用空気の取り込み量の低下を抑制することができる。   As described above, the cooling device 2 includes the cylindrical duct 23 that takes in the air that has passed through the heat exchanger 20 from the air intake port 23a and exhausts it from the air intake port 23b. It has a tube diameter changing portion 232 whose diameter gradually changes as it approaches the outlet 23b, and the tube diameter changing portion 232 causes a vortex to occur in the air passing through the duct 23 so that the vehicle rear side becomes a negative pressure from the duct 23. Therefore, an increase in the flow rate of air passing through the heat exchanger 20 is promoted by this negative pressure, and a decrease in the intake amount of cooling air during vehicle travel can be suppressed.

また、管径変化部232は、空気取出口23bに近付くにつれて管径が小さくなるよう構成することができる。   Moreover, the pipe diameter changing part 232 can be configured such that the pipe diameter decreases as it approaches the air outlet 23b.

また、ダクト23は、空気取出口23b側からダクト23を見て、ダクト23の外形より外周側で、かつ、熱交換器20の熱交換コア部の外形より内側の領域に、熱交換コア部を通過した前記空気が流れる流路が確保されるよう配置されているので、熱交換コア部を通過した空気をダクト23の外周側を通過させてダクト23より車両後方側へ導くことができる。   Further, the duct 23 is seen from the air outlet 23b side, and the heat exchange core portion is located in the outer peripheral side of the outer shape of the duct 23 and inside the outer shape of the heat exchange core portion of the heat exchanger 20. Since the flow path through which the air that has passed through is secured is ensured, the air that has passed through the heat exchange core can pass through the outer periphery of the duct 23 and be guided from the duct 23 to the vehicle rear side.

また、ダクト23の内側に、空気取込口23aより取り込まれた空気を空気取出口23b側へ送風する送風ファン24を備えることもできる。   Moreover, the ventilation fan 24 which ventilates the air taken in from the air inlet 23a to the air outlet 23b side inside the duct 23 can also be provided.

ここで、冷却装置2の車速風の流速と放熱量について図6を参照して説明する。図6は、冷却装置より車両進行方向後側に燃料電池30を配置したときの燃料電池30の発熱量と冷却装置2の放熱量の特性を示した図である。図6中の符号C1は、図7(a)に示す比較例の冷却装置の放熱量(試算値)を示しており、図6中の符号C2は、図8(a)に示す本実施形態の冷却装置2の放熱量(試算値)を示している。なお、図7(a)、図8(a)において、各冷却装置と燃料電池30の距離は100ミリメートルとなっている。また、図7(a)、図8(a)に示されている各送風ファンは一定の回転数で動作しているものとする。また、図6中の符号E1は、図7(a)、図7(a)中に示されている燃料電池30の発熱量(試算値)を示している。図6中の符号E1に示すように、燃料電池30の発熱量は、車速風が速くなるにつれて二次曲線的に増大する。   Here, the flow velocity of the vehicle speed wind and the heat radiation amount of the cooling device 2 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the heat generation amount of the fuel cell 30 and the heat dissipation amount of the cooling device 2 when the fuel cell 30 is arranged behind the cooling device in the vehicle traveling direction. Reference sign C1 in FIG. 6 indicates the heat radiation amount (estimated value) of the cooling device of the comparative example shown in FIG. 7A, and reference sign C2 in FIG. 6 indicates the present embodiment shown in FIG. The amount of heat radiation (estimated value) of the cooling device 2 is shown. In FIGS. 7A and 8A, the distance between each cooling device and the fuel cell 30 is 100 millimeters. In addition, it is assumed that each blower fan shown in FIGS. 7A and 8A is operating at a constant rotational speed. Moreover, the code | symbol E1 in FIG. 6 has shown the emitted-heat amount (trial calculation value) of the fuel cell 30 shown by FIG. 7 (a) and FIG. 7 (a). As indicated by reference numeral E1 in FIG. 6, the heat generation amount of the fuel cell 30 increases in a quadratic curve as the vehicle speed wind increases.

図7(a)に示した比較例の冷却装置は、熱交換器20と、送風ファン24と、この送風ファン24を覆うシュラウド50を備えた構成となっている。なお、特許文献1に記載された装置と同様に、シュラウド50に、熱交換器20および送風ファン24等が収納される構成となっている。このため、車両の走行時にファンシュラウドが抵抗となり、冷却装置の車両後方側の背圧が増加する構成となっている。また、図7(b)は、図7(a)中のF−F線の沿った圧力(気圧)分布を示している。   The cooling device of the comparative example shown in FIG. 7A includes a heat exchanger 20, a blower fan 24, and a shroud 50 that covers the blower fan 24. Similar to the apparatus described in Patent Document 1, the shroud 50 is configured to accommodate the heat exchanger 20, the blower fan 24, and the like. For this reason, the fan shroud becomes a resistance when the vehicle travels, and the back pressure on the vehicle rear side of the cooling device increases. Moreover, FIG.7 (b) has shown the pressure (atmospheric pressure) distribution along the FF line | wire in Fig.7 (a).

図7(b)に示されるように、比較例の冷却装置は、図7(a)中のF−F線の沿った気圧において、送風ファン24の中央部分の気圧が最も低く、送風ファン24の中央部分から遠ざかるにつれて気圧は徐々に上昇している。   As shown in FIG. 7B, the cooling device of the comparative example has the lowest air pressure in the central portion of the blower fan 24 at the air pressure along the line FF in FIG. The air pressure gradually increases as the distance from the center of the area increases.

一方、図8(a)に示した本実施形態の冷却装置2は、熱交換器20の車両進行方向後側に送風ファン24が設けられ、更に、この送風ファン24の車両進行方向後側に筒状のダクト23が設けられている。また、図8(b)は、図8(a)中のF−F線の沿った圧力(気圧)分布を示している。   On the other hand, the cooling device 2 of the present embodiment shown in FIG. 8A is provided with a blower fan 24 on the rear side of the heat exchanger 20 in the vehicle traveling direction, and further on the rear side of the blower fan 24 in the vehicle traveling direction. A cylindrical duct 23 is provided. Moreover, FIG.8 (b) has shown the pressure (atmospheric pressure) distribution along the FF line | wire in Fig.8 (a).

図8(b)に示されるように、本実施形態の冷却装置2は、図8(a)中のF−F線の沿った気圧において、送風ファン24の中央部分の気圧が最も低く、送風ファン24の中央部分から遠ざかるにつれて気圧は上昇している。ただし、図8(b)中の領域Gに示すように、ダクト23の管径変化部232より車両後方側の部分に、負圧側に若干膨らむ領域が確認できる。この領域は、ダクト23の管径変化部232により生じた渦によって生成されたものである。この領域に、ダクト23の外側から熱交換コア部(コンデンサコア部211およびラジエータコア221)を通過した空気が引き込まれ、熱交換器20を通過する空気の流量が促進される。   As shown in FIG. 8B, the cooling device 2 of the present embodiment has the lowest air pressure in the central portion of the blower fan 24 at the air pressure along the line FF in FIG. As the distance from the central portion of the fan 24 increases, the atmospheric pressure increases. However, as shown in a region G in FIG. 8B, a region that slightly swells toward the negative pressure side can be confirmed in a portion of the duct 23 on the rear side of the tube diameter changing portion 232. This region is generated by the vortex generated by the tube diameter changing portion 232 of the duct 23. Air that has passed through the heat exchange core (the condenser core 211 and the radiator core 221) is drawn into this region from the outside of the duct 23, and the flow rate of air that passes through the heat exchanger 20 is promoted.

(A)自動車の速度(すなわち、車速風の流速)が遅い場合
図6に示すように、自動車の速度(すなわち、車速風の流速)が遅い場合、図6中の符号C1に示される比較例の冷却装置の放熱量よりも、符号C2に示される本実施形態の冷却装置2の放熱量の方が大きくなっている。ただし、比較例の冷却装置の放熱量と、本実施形態の冷却装置2の放熱量の差は比較的小さい。また、燃料電池30の発熱量は、比較例の冷却装置の放熱量と本実施形態の冷却装置2の放熱量のいずれよりも小さくなっている。このため、比較例の冷却装置および本実施形態の冷却装置2の冷却能力で燃料電池30を十分に冷却することが可能である。
(A) When the speed of the automobile (that is, the flow speed of the vehicle speed wind) is slow As shown in FIG. 6, when the speed of the automobile (that is, the flow speed of the vehicle speed wind) is slow, the comparative example indicated by the reference C1 in FIG. The heat radiation amount of the cooling device 2 of the present embodiment indicated by the reference symbol C2 is larger than the heat radiation amount of the cooling device. However, the difference between the heat radiation amount of the cooling device of the comparative example and the heat radiation amount of the cooling device 2 of the present embodiment is relatively small. Further, the heat generation amount of the fuel cell 30 is smaller than both the heat dissipation amount of the cooling device of the comparative example and the heat dissipation amount of the cooling device 2 of the present embodiment. For this reason, it is possible to sufficiently cool the fuel cell 30 with the cooling capacity of the cooling device of the comparative example and the cooling device 2 of the present embodiment.

(B)自動車の速度(すなわち、車速風の流速)が速い場合
自動車の速度(すなわち、車速風の流速)が速くなると、図6中の符号C1に示される比較例の冷却装置の放熱量よりも、符号C2に示される本実施形態の冷却装置2の放熱量の方が大きくなる。また、車速風の流速が速くなるほど、本実施形態の冷却装置2の放熱量と比較例の冷却装置の放熱量の差は次第に大きくなる。
(B) When the speed of the automobile (that is, the flow speed of the vehicle speed wind) is high When the speed of the automobile (that is, the flow speed of the vehicle speed wind) increases, the heat dissipation amount of the cooling device of the comparative example indicated by the reference C1 in FIG. In addition, the heat radiation amount of the cooling device 2 of the present embodiment indicated by the symbol C2 is larger. Moreover, the difference between the heat radiation amount of the cooling device 2 of the present embodiment and the heat radiation amount of the cooling device of the comparative example gradually increases as the flow velocity of the vehicle speed wind increases.

ここで、本実施形態の冷却装置2の放熱量は、車速風が35メートル/秒未満の場合、燃料電池30の発熱量よりも大きくなっている。すなわち、本実施形態の冷却装置2の冷却能力で燃料電池30を十分に冷却することが可能である。   Here, the heat release amount of the cooling device 2 of the present embodiment is larger than the heat generation amount of the fuel cell 30 when the vehicle speed wind is less than 35 meters / second. That is, the fuel cell 30 can be sufficiently cooled by the cooling capacity of the cooling device 2 of the present embodiment.

しかし、比較例の冷却装置の放熱量は、車速風が35メートル/秒の場合、燃料電池30の発熱量よりも大きくなくなる。すなわち、比較例の冷却装置の冷却能力では燃料電池30を十分に冷却することができなくなる。   However, the heat release amount of the cooling device of the comparative example is not greater than the heat generation amount of the fuel cell 30 when the vehicle speed wind is 35 meters / second. That is, the cooling capacity of the cooling device of the comparative example cannot sufficiently cool the fuel cell 30.

上記したように、本実施形態の冷却装置2は、冷却装置2の車両後方側に被冷却対象を配置した構成においても被冷却対象に対する高い冷却性能を得ることができる。   As described above, the cooling device 2 of the present embodiment can obtain high cooling performance for the object to be cooled even in the configuration in which the object to be cooled is arranged on the vehicle rear side of the cooling device 2.

(他の実施形態)
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms based on the gist of the present invention.

(1)上記実施形態では、ダクト23の空気取込口23aとラジエータ22とが接触するようダクト23をラジエータ22に組み付け固定するようにしたが、例えば、ラジエータ22とダクト23の接触部の気密性を確保するとともに、ラジエータ22におけるダクト23との接触面に傷等が付かないようにするため、ダクト23の空気取込口23aとラジエータ22との間にシール部材を設けるようにしてもよい。このようなシール部材は、例えば、ウレタン等を用いて構成することができる。   (1) In the above embodiment, the duct 23 is assembled and fixed to the radiator 22 so that the air intake port 23a of the duct 23 and the radiator 22 are in contact with each other. For example, the airtightness of the contact portion between the radiator 22 and the duct 23 is fixed. In order to ensure the performance and prevent the contact surface of the radiator 22 with the duct 23 from being damaged, a seal member may be provided between the air intake port 23a of the duct 23 and the radiator 22. . Such a sealing member can be configured using, for example, urethane or the like.

(2)上記実施形態の冷却装置2は、コンデンサ21およびラジエータ22から構成された熱交換器20を冷却するよう構成されているが、コンデンサ21およびラジエータ22のいずれか一方を冷却するよう構成してもよい。また、コンデンサ21およびラジエータ22以外の熱交換器、例えば、燃料電池を冷却する冷却水を冷却するラジエータを熱交換器20として冷却するよう構成することもできる。   (2) Although the cooling device 2 of the above embodiment is configured to cool the heat exchanger 20 including the condenser 21 and the radiator 22, the cooling apparatus 2 is configured to cool either the condenser 21 or the radiator 22. May be. In addition, a heat exchanger other than the condenser 21 and the radiator 22, for example, a radiator that cools the cooling water that cools the fuel cell may be cooled as the heat exchanger 20.

(3)上記実施形態では、空気取出口23bに近付くにつれてダクト23の管径変化部232の管径が小さくなるよう構成したが、空気取出口23bに近付くにつれてダクト23の管径変化部232の管径が大きくなるよう構成しても、ダクト23を通過した空気に渦が生じてダクト23より車両後方側が負圧となり、熱交換器20を通過する空気流量の増加を促進することができる。   (3) In the above embodiment, the tube diameter of the tube diameter changing portion 232 of the duct 23 is reduced as it approaches the air outlet 23b, but the tube diameter changing portion 232 of the duct 23 decreases as it approaches the air outlet 23b. Even if the pipe diameter is increased, a vortex is generated in the air that has passed through the duct 23, and a negative pressure is generated on the vehicle rear side from the duct 23, and an increase in the flow rate of air passing through the heat exchanger 20 can be promoted.

(4)上記実施形態では、ダクト23の内側を通過する空気の通路断面が円形となっているが、必ずしも円形でなくてもよく、例えば、ダクト23の内側を通過する空気の通路断面が楕円となっていてもよい。   (4) In the above embodiment, the cross section of the air passage that passes through the inside of the duct 23 is circular. However, the cross section of the air passage that passes through the inside of the duct 23 is not necessarily circular. It may be.

(5)上記実施形態では、ダクト23内に送風ファン24を備えたが、必ずしも送風ファン24を備える必要はない。送風ファン24を備えなくても、車両の走行時における空気の取り込み量の低下を抑制するという効果を得ることができる。   (5) In the said embodiment, although the ventilation fan 24 was provided in the duct 23, the ventilation fan 24 does not necessarily need to be provided. Even if the blower fan 24 is not provided, it is possible to obtain an effect of suppressing a reduction in the amount of air taken in during the traveling of the vehicle.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、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。また、上記各実施形態において、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るものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. In each of the above embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., unless otherwise specified, or in principle limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. The material, shape, positional relationship, etc. are not limited.

20 熱交換器
21 コンデンサ
22 ラジエータ
23 ダクト
23a 空気取込口
23b 空気取出口
231 円筒部
232 管径変化部
24 送風ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Heat exchanger 21 Condenser 22 Radiator 23 Duct 23a Air intake port 23b Air intake port 231 Cylindrical part 232 Pipe diameter change part 24 Fan

Claims (4)

車両に搭載され、通過する空気と熱媒体の熱交換を行う熱交換コア部を有する熱交換器(20)と、
前記熱交換器より前記車両後方側に配置され、前記熱交換器を通過した前記空気を空気取込口(23a)より取り込んで空気取出口(23b)より排出する筒状のダクト(23)と、を備え、
前記ダクトは、前記空気取出口に近付くにつれて次第に径が変化する管径変化部(232)を有し、該管径変化部により前記ダクト内を通過した前記空気に渦が生じて前記ダクトより車両後方側が負圧となるよう構成されていることを特徴とする車両用冷却装置。
A heat exchanger (20) that is mounted on a vehicle and has a heat exchange core portion that exchanges heat between air passing through and the heat medium;
A cylindrical duct (23) disposed on the rear side of the vehicle from the heat exchanger and taking in the air that has passed through the heat exchanger from an air intake port (23a) and discharging it from an air intake port (23b); With
The duct has a tube diameter changing portion (232) whose diameter gradually changes as it approaches the air outlet, and the tube diameter changing portion causes a vortex to occur in the air that has passed through the duct, so that the vehicle is driven from the duct. A vehicular cooling device, characterized in that the rear side is under negative pressure.
前記管径変化部は、前記空気取出口に近付くにつれて前記管径が小さくなるよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用冷却装置。   2. The vehicular cooling device according to claim 1, wherein the pipe diameter changing portion is configured such that the pipe diameter becomes smaller as it approaches the air outlet. 3. 前記ダクトは、前記空気取出口側から前記ダクトを見て、前記ダクトの外形より外側で、かつ、前記熱交換器の前記熱交換コア部の外形より内側の領域に、前記熱交換コア部を通過した前記空気が流れる流路が確保されるよう配置されていることを特徴とする請求項請求項1または2に記載の車両用冷却装置。   When the duct is viewed from the air outlet side, the duct is disposed outside the outer shape of the duct and inside the outer shape of the heat exchange core portion of the heat exchanger. The vehicle cooling device according to claim 1, wherein the cooling device is disposed so as to secure a flow path through which the air that has passed passes. 前記ダクトの内側に、前記空気取込口より取り込まれた前記空気を前記空気取出口側へ送風する送風ファン(24)を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用冷却装置。   4. The fan according to claim 1, further comprising: a blower fan (24) that blows the air taken in from the air intake port toward the air outlet side inside the duct. 5. The vehicle cooling device as described.
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