JP2014088173A - 車両冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の熱交換器および送風機を有する車両冷却システムを提供すること。
【解決手段】車両冷却システムは、送風機と、第１の熱交換器と、上側熱交換器と、下側熱交換器とを含む。第１の熱交換器は、送風機から離れた前方にある。上側熱交換器は、送風機の上部部分および第１の熱交換器の上部部分の間に置かれる。下側熱交換器は、送風機の底部部分および第１の熱交換器の底部部分の間に置かれる。構造枠が第１、上部および下側熱交換器を支持し、かつ、送風機を囲む送風機囲い板を形成する。
【選択図】図１

Description

本開示は、複数の熱交換器および送風機を有する車両冷却システムに関する。

従来の車両冷却システムでは、冷却器の積み重ね（ａ ｓｔａｃｋ ｏｆ ｃｏｏｌｅｒｓ）が１つある。冷却用空気が車両のこのような冷却システムを吹き抜けると、冷却器の積み重ねでの冷却用空気の大きな圧力降下により、空気がシステムを通って流れる能力が低下する。このため、車両を冷却するのに十分な空気流を得るのに必要な動力が増大する。積み重ねの下流にある冷却器が受ける冷却用空気は、それよりも前方にある冷却器によって既に加熱されている。このため、後方の冷却器の効率が低下する。機械が汚れた環境で作動している場合、冷却器またはフロントグリルの金網に漂積物が蓄積することがあるので、単一の積み重ね冷却器での空気流速もまた速くなければならない。

複数の冷却ユニットがチャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）またはボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）の周りに配列された車両冷却装置が、いずれも本願譲受人に譲渡されている２００６年発行の米国特許第７，１２８，１７８号、２００２年発行の米国特許第６，４０１，８０１号、２０１２年発行の米国特許第８，１６７，０６７号、および、２００７年発行の米国特許第７，２０４，３２９号に示されている。しかしながら、これらの冷却装置のいずれにも、冷却ユニットによって画定されたボリュームの底部に配置された冷却器はない。

米国特許第７，１２８，１７８号 米国特許第６，４０１，８０１号 米国特許第８，１６７，０６７号 米国特許第７，２０４，３２９号

本開示の一態様によれば、面が複数ある冷却ユニットアセンブリで異なる冷却器が１つの冷却用送風機の周りにＣ字形状に配列される。給気冷却器が実質的に水平に向けられ、アセンブリの上部に置かれる。作動油冷却器は、実質的に水平に向けられ、アセンブリの底部に置かれる。放熱器、凝縮器および燃料冷却器は、実質的に鉛直に向けられ、アセンブリの前方に置かれる。冷却用送風機が１つ後方に配置され、全ての冷却器に通して空気を吸引する。

本発明を具現化する車両冷却アセンブリの右前方上部の斜視図である。 図１のアセンブリの右後方斜視図であり、明確のため部品が取り除かれた図である。 図１のアセンブリの右後方底部の斜視図であり、明確のため部品が取り除かれた図である。 図１のアセンブリの右後方上部の斜視図である。 図１のアセンブリの左後方上部の斜視図である。 図１のアセンブリの右前方上部の斜視図であり、上部の熱交換器が取り除かれた図である。

図１から３を参照すると、農業用トラクターのような車両は、冷却アセンブリ１０と、車両のシャーシ（不図示）に取り付けられた構造枠１２とを含む。枠１２は、底部部分１４と、左側部分１６と、右側部分１８とを含む。枠１２は、冷却アセンブリ１０を支持している。

ここで図２および３を参照すると、ブラケット２４および２６が枠１２に取り付けられていて、基部２５から垂れ下がっている。基部２５は、放熱器枠または前方枠２８を支持している。放熱器枠２８は、底部仕切板３０と、左仕切板３２と、右仕切板３４とを含む。ブラケット２４および２６によってさらに支持されているのは、上側冷却器枠３６および底部冷却器枠３８である。上側冷却器枠３６は、後方仕切板４０と、左仕切板４２と、右仕切板４４と、前方仕切板４６とを含む。下側冷却器枠３８は、後方仕切板４７と、左仕切板４８と、右仕切板５０と、前方仕切板５２とを含む。左右の支持腕部５４および５６は、斜め上向きかつ後ろ向きに、底部冷却器枠３８の前方仕切板５２から上側冷却器枠３６の後方仕切板４０まで延びている。上側冷却器枠３６は、前方から後方へ上向きに傾斜している。底部冷却器枠３８は、前方から後方へ下向きに傾斜している。

放熱器枠２８は、第１または前方の冷却器、すなわち、熱交換器６０を支持し、かつ、部分的に取り囲んでいる。熱交換器６０は、好ましくは従来の鉛直向きの放熱器である。上側冷却器枠３６は、第２または上部の冷却器、すなわち、熱交換器ユニット６２を支持し、かつ、部分的に取り囲んでいる。熱交換器ユニット６２は、好ましくは給気冷却器である。底部冷却器枠３８は、第３または底部の冷却器、すなわち、熱交換器ユニット６４を支持し、かつ、部分的に取り囲んでいる。熱交換器ユニット６４は、好ましくは作動油冷却器である。左側から見ると、この熱交換器からなるアセンブリはＣ字形状配列を形成し、ボリュームを部分的に囲んでいる。送風機２２がこのボリュームの後端部に置かれる。これにより送風機２２は、空気を放熱器６０、給気冷却器６２、および、作動油冷却器６４に引き込む。

図１で最も良く分かるように、燃料冷却器７０が放熱器６０の前に据え付けてあり、空調用凝縮器７２が放熱器６０と燃料冷却器７０との間に据え付けてある。このシステムでは、第１または前方の熱交換器６０が送風機２２から離れた前方にある。第２または上部の熱交換器６２は、送風機２２の上部部分と、第１の熱交換器６０の上部部分と間に置かれている。第３または底部の熱交換器６４は、送風機２２の底部部分と、第１の熱交換器６０の底部部分との間に置かれている。

図４および６を参照すると、送風機２２は、構造的な送風機囲い板７６で囲まれている。送風機囲い板７６は、送風機２２を取り囲む円筒部分７８と、円筒部分７８から上向きに突出するフランジ８０とを含む。フランジは、板８２の後面に取り付けられており、上側冷却器枠３６の後方仕切板４０が板８２の前面に取り付けられている。結果として、送風機囲い板７６は、少なくとも、上部熱交換器６２の後端部に対する構造的支持部を形成する。

図４で最も良く分かるように、右側仕切板８４が熱交換器６０、６２および６４の右側面の間の空間を覆っている。図５で最も良く分かるように、左側仕切板８６が熱交換器６０、６２および６４の左側面の間の空間を覆っている。

この設計では、異なる冷却器が、冷却器の複数の異なる積み重ねに分散され、これにより、システムの有効空気流断面積を増大させている。空気流断面積が増大すると、システム全体で生じる圧力降下が小さくなる。圧力降下が小さいと、システムは、システムを通って流れる冷却用空気の総量をより多くすることができる。冷却器の各積み重ねが受ける空気の温度は、冷却器の積み重ねが１つしかない場合よりも低くなる。これによっても、冷却器の効率が上がる。冷却器の各積み重ねに流入する空気の速度を遅くすると、冷却器または外側のフード金網に蓄積する漂積物が減るという恩恵もシステムは受ける。

この冷却システムの設計は、前方の視界を維持しつつ、車両の出力および排熱能力（ｈｅａｔ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を増大させる。さらに、冷却用ユニット完成品の洗浄および組み立てが、現在の最新の冷却用ユニット完成品よりも改善される。このシステムはまた、冷却システムの送風機が生成する騒音を小さくする。

本開示は、図面および上記説明に詳細に図示され、記載されているが、このような図示および説明は例示であり、特徴を限定するものとみなしてはならない。当然のことながら、例示的な実施形態が示され、説明されたのであり、開示内容の趣旨に入る全ての変更および部分修正が保護されることが望まれているのである。例えば、固定式または調整可能なエアーバッフル（ａｉｒ ｂａｆｆｌｅ）を加えて、空気流分布をさまざまな熱交換器に送ることもできるであろうし、追加の二次的な送風機を加えて、所望の場所での空気流を増加させることも可能であろう。留意すべきは、本開示の代替実施形態は、説明した特徴の全てを含まないかもしれないが、それでも、このような特徴の少なくとも一部の利益の恩恵を受けることである。当業者は、本開示の特徴が１つまたは複数組み込まれていて、添付した特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲に入る自身の実装形態を容易に考えうる。

Claims (9)

1. 送風機と、
   前記送風機から離れた前方にある第１の熱交換器と、
   前記送風機の上部部分および前記第１の熱交換器の上部部分の間に置かれた第２の熱交換器と、
   前記送風機の底部部分および前記第１の熱交換器の底部部分との間に置かれた第３の熱交換器と
   を備える車両冷却システム。
2. 送風機囲い板が前記送風機を囲み、
   前記第２の熱交換器が、前記送風機囲い板に取り付けられたハウジングを有し、前記送風機囲い板が前記上部熱交換器の一部のための構造的支持部を形成する、
   請求項１に記載の冷却システム。
3. 前記第１の熱交換器が放熱器を有し、
   前記第２の熱交換器が給気冷却器を有し、
   前記第３の熱交換器が作動油冷却器を有する、
   請求項１に記載の冷却システム。
4. ブラケットが第１の冷却器枠および底部冷却器枠を支持する、
   請求項１に記載の冷却システム。
5. 左右の支持腕部が、斜め上向きかつ後ろ向きに、前記底部冷却器枠の前端部から前記上側冷却器枠の後端部まで延びる、
   請求項４に記載の冷却システム。
6. 送風機と、
   前記送風機を囲む送風機囲い板と、
   前記送風機から離れた前方にある前方熱交換器と、
   前記送風機の上部部分および前記第１の熱交換器の上部部分の間に置かれ、前記送風機囲い板に取り付けられたハウジングを有する上側熱交換器であって、前記送風機囲い板が前記上側熱交換器の一部に対する構造的支持部を形成する上側熱交換器と、
   前記送風機の底部部分および前記第１の熱交換器の底部部分の間に置かれた下側熱交換器と
   を備えた車両冷却システム。
7. 前記前方熱交換器が放熱器を有し、
   前記上側熱交換器が給気冷却器を有し、
   前記下側熱交換器が作動油冷却器を有する、
   請求項６に記載の冷却システム。
8. 送風機と、
   前記送風機から離れたところにある第１の熱交換器と、
   前記送風機の上部部分および前記第１の熱交換器の上部部分の間に置かれ、送風機囲い板に取り付けられたハウジングを有する上側熱交換器と、
   前記送風機の底部部分および前記第１の熱交換器の底部部分の間に置かれた下側熱交換器と、
   前記第１の熱交換器、前記上側熱交換器、および、前記下側熱交換器を支持し、前記送風機を囲む送風機囲い板を形成する構造枠と
   を備えた車両冷却システム。
9. 前記第１の熱交換器が放熱器を有し、
   前記上側熱交換器が給気冷却器を有し、
   前記下側熱交換器が作動油冷却器を有する、
   請求項８に記載の冷却システム。

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