JP2019045000A - Water spray cooler - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器に対する水の散布後に内部に残存する水を効果的に排出可能な水散布冷却装置を提供する。【解決手段】散布装置20は、燃料電池システム1における散布用流路17の端部に接続されており、ラジエータ13に対する送風方向Dの上流側にて、ラジエータ13の上部と対向するように配置されている。当該散布装置20は、ラジエータ13の左右方向に伸びる筐体21と、散布用流路17からの水Wを前記筐体21の内部に供給する為の供給口22と、供給口22から供給された水Wを筐体21の外部に散布する為の複数の連通孔23とを有して構成されている。連通孔23には、標準連通孔24及び上方連通孔25が含まれている。ラジエータ13に対する水Wの散布を終了すると、上方連通孔25から空気Aが吸い込まれ、筐体21の内部に残存している水Wを複数の標準連通孔24から外部に排出する。【選択図】図4A water spray cooling device capable of effectively discharging water remaining in a heat exchanger after the water spray is provided. A spraying device is connected to an end of a spraying channel in the fuel cell system, and is disposed so as to face an upper portion of the radiator on the upstream side in a blowing direction D with respect to the radiator. Has been. The spraying device 20 is supplied from a casing 21 extending in the left-right direction of the radiator 13, a supply port 22 for supplying water W from the spraying channel 17 into the casing 21, and a supply port 22. And a plurality of communication holes 23 for spraying water W to the outside of the casing 21. The communication hole 23 includes a standard communication hole 24 and an upper communication hole 25. When the spraying of the water W to the radiator 13 is finished, the air A is sucked from the upper communication hole 25 and the water W remaining in the housing 21 is discharged from the plurality of standard communication holes 24 to the outside. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、熱交換器に水を散布することによって、熱交換器の冷却能力を向上させる水散布冷却装置に関する。 The present invention relates to a water distribution cooling device that improves the cooling capacity of a heat exchanger by distributing water to the heat exchanger.
従来、燃料電池システム等においては、水散布冷却装置が用いられている。このような水散布冷却装置に関する発明として、特許文献1に記載された発明が知られている。特許文献1に記載された発明では、燃料電池を冷却する為の熱交換器(例えば、ラジエータ)に対して散布装置から水を散布することによって、水の蒸発潜熱を利用して熱交換器の冷却能力を向上させている。
Conventionally, in a fuel cell system or the like, a water dispersion cooling device is used. The invention described in
特許文献1のような水散布冷却装置においては、熱交換器に対して水を散布した際に、散布装置の内部に、散布しきれなかった水が残存してしまう場合がある。散布装置の内部に残存した残水は、冬季等の低温環境では凍結してしまい、水散布冷却装置に不具合を発生させる虞がある。
In the water dispersion cooling device as disclosed in
このような残存する水の排出を行う為の構成として、残存する水を外部へ排水する為の排水弁を配置することが考えられるが、排水弁の開閉動作が必要となり利便性に欠けてしまう。又、排水弁を開くだけでは、十分な排出性能を得ることができない場合があった。 As a configuration for discharging such remaining water, it is conceivable to dispose a drain valve for draining the remaining water to the outside, but the opening and closing operation of the drain valve is required and the convenience is lost. . Moreover, there was a case where sufficient drainage performance could not be obtained only by opening the drainage valve.
本発明は、これらの点に鑑みてなされており、熱交換器に対する水の散布後に内部に残存する水を効果的に排出可能な水散布冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a water distribution cooling device capable of effectively discharging the water remaining inside after the water distribution to the heat exchanger.
前記目的を達成するため、請求項1に記載の水散布冷却装置は、
予め定められた送風方向(D)へ流れる空気(A)が通過すると共に、当該空気と内部を流通する熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器(13)に対する送風方向の上流側に配置され、熱交換器に対して水(W)を散布する散布装置(20)と、
散布装置によって散布される水を供給する水供給部(18)と、を有し、
散布装置は、
熱交換器に対する送風方向の上流側において、予め定められた高さで熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体(21)と、
水供給部によって供給された水を筐体の内部に流入させる供給口(22)と、
筐体の内部と外部を連通し、当該筐体の内部の水を熱交換器に対して散布可能に配置された複数の連通孔(23)と、を有し、
複数の連通孔は、
筐体における予め定められた位置に配置された標準連通孔(24)と、
筐体にて標準連通孔よりも上方に配置され、筐体の内部と外部を連通する上方連通孔(25)と、を有している。
In order to achieve the above object, the water distribution cooling device according to
The air (A) flowing in a predetermined air blowing direction (D) passes through, and on the upstream side of the air blowing direction with respect to the heat exchanger (13) which performs heat exchange between the air and the heat medium flowing inside. A spraying device (20) arranged to spray water (W) to the heat exchanger;
And (d) a water supply unit (18) for supplying water sprayed by the spraying device.
The spraying device is
A housing (21) extending in a predetermined direction along the surface of the heat exchanger at a predetermined height on the upstream side of the blowing direction with respect to the heat exchanger;
A supply port (22) that allows the water supplied by the water supply unit to flow into the interior of the housing;
A plurality of communication holes (23) which communicate the inside and the outside of the housing and are disposed so as to allow the water inside the housing to be dispersed to the heat exchanger;
The plurality of communication holes are
A standard communication hole (24) disposed at a predetermined position in the housing;
The housing has an upper communication hole (25) disposed above the standard communication hole in the housing and communicating the inside and the outside of the housing.
当該水散布冷却装置は、散布装置と、水供給部とを有しており、水供給部から供給された水を、散布装置から熱交換器(例えば、ラジエータ)に対して散布することによって、水の蒸発潜熱を利用して熱交換器の冷却能力を向上させることができる。 The water distribution cooling device includes a distribution device and a water supply unit, and by distributing the water supplied from the water supply unit from the distribution device to a heat exchanger (for example, a radiator), The latent heat of water evaporation can be used to improve the cooling capacity of the heat exchanger.
当該水散布冷却装置において、散布装置は、予め定められた高さで熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体を有しており、当該筐体に供給口と複数の連通孔を配置して構成されている。従って、当該水散布冷却装置は、散布装置に関する装置サイズを小型化することができ、当該水散布冷却装置の搭載性を向上させることができる。 In the water distribution cooling device, the distribution device includes a housing extending in a predetermined direction along the surface of the heat exchanger at a predetermined height, and the housing includes a supply port and a plurality of supply openings. The communication holes are arranged. Therefore, the said water dispersion | distribution cooling device can miniaturize the apparatus size regarding a dispersion | distribution apparatus, and can improve the mounting property of the said water dispersion | distribution cooling device.
そして、当該水散布冷却装置によれば、複数の連通孔として、標準連通孔と、上方連通孔とを有している為、水の散布を終了すると、上方連通孔から空気を吸い込むことによって、散布後に筐体内部に残存している水を標準連通孔から排出することができる。即ち、当該水散布冷却装置は、特別な操作や動力を用いることなく、散水後に筐体内部に残存している水を効率よく排出することができる。 And according to the said water dispersion | distribution cooling device, since it has a standard communication hole and an upper communication hole as several communication holes, When dispersion of water is complete | finished, by sucking in air from an upper communication hole, Water remaining in the housing after spraying can be discharged from the standard communication hole. That is, the said water dispersion | distribution cooling device can discharge | emit efficiently the water which remains in the inside of a housing | casing after water sprinkling, without using special operation or motive power.
又、請求項5に記載の水散布冷却装置は、
予め定められた送風方向(D)へ流れる空気(A)が通過すると共に、当該空気と内部を流通する熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器(13)に対する送風方向の上流側に配置され、熱交換器に対して水(W)を散布する散布装置(20)と、
散布装置によって散布される水を供給する水供給部(18)と、を有し、
散布装置は、
熱交換器に対する送風方向の上流側において、予め定められた高さで熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体(21)と、
水供給部によって供給された水を筐体の内部に流入させる供給口(22)と、
筐体の内部と外部を連通し、当該筐体の内部の水を熱交換器に対して散布可能に配置された複数の連通孔(23)と、を有し、
送風方向へ流れる空気による筐体の圧力分布にて高圧となる高圧部分に配置された高圧側連通孔(27)と、
筐体の圧力分布における高圧部分よりも低い圧力を示す低圧部分に配置された低圧側連通孔(28)と、を有する。
In the water spray cooling device according to
The air (A) flowing in a predetermined air blowing direction (D) passes through, and on the upstream side of the air blowing direction with respect to the heat exchanger (13) which performs heat exchange between the air and the heat medium flowing inside. A spraying device (20) arranged to spray water (W) to the heat exchanger;
And (d) a water supply unit (18) for supplying water sprayed by the spraying device.
The spraying device is
A housing (21) extending in a predetermined direction along the surface of the heat exchanger at a predetermined height on the upstream side of the blowing direction with respect to the heat exchanger;
A supply port (22) that allows the water supplied by the water supply unit to flow into the interior of the housing;
A plurality of communication holes (23) which communicate the inside and the outside of the housing and are disposed so as to allow the water inside the housing to be dispersed to the heat exchanger;
A high pressure side communication hole (27) disposed in a high pressure portion which is high in pressure distribution of the casing by air flowing in a blowing direction;
And a low pressure side communication hole (28) disposed in the low pressure portion which exhibits a lower pressure than the high pressure portion in the pressure distribution of the housing.
当該水散布冷却装置は、散布装置と、水供給部とを有しており、水供給部から供給された水を、散布装置から熱交換器(例えば、ラジエータ)に対して散布することによって、水の蒸発潜熱を利用して熱交換器の冷却能力を向上させることができる。 The water distribution cooling device includes a distribution device and a water supply unit, and by distributing the water supplied from the water supply unit from the distribution device to a heat exchanger (for example, a radiator), The latent heat of water evaporation can be used to improve the cooling capacity of the heat exchanger.
当該水散布冷却装置において、散布装置は、予め定められた高さで熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体を有しており、当該筐体に供給口と複数の連通孔を配置して構成されている。従って、当該水散布冷却装置は、散布装置に関する装置サイズを小型化することができ、当該水散布冷却装置の搭載性を向上させることができる。 In the water distribution cooling device, the distribution device includes a housing extending in a predetermined direction along the surface of the heat exchanger at a predetermined height, and the housing includes a supply port and a plurality of supply openings. The communication holes are arranged. Therefore, the said water dispersion | distribution cooling device can miniaturize the apparatus size regarding a dispersion | distribution apparatus, and can improve the mounting property of the said water dispersion | distribution cooling device.
そして、当該水散布冷却装置によれば、複数の連通孔として、高圧側連通孔と、低圧側連通孔とを有している為、水の散布を終了すると、送風方向へ流れる空気の気圧を高圧側連通孔から散布後に筐体内部に残存している水に作用させることができ、筐体内部の斬推を低圧側連通孔から排出することができる。即ち、当該水散布冷却装置は、特別な操作や動力を用いることなく、散水後に筐体内部に残存している水を効率よく排出することができる。 Then, according to the water distribution cooling device, since the high pressure side communication holes and the low pressure side communication holes are provided as the plurality of communication holes, when the water distribution is finished, the air pressure of the air flowing in the blowing direction is determined. It can be made to act on the water which remains in the inside of a case after spraying from a high pressure side communicating hole, and the cutting inside a case can be discharged from a low pressure side communicating hole. That is, the said water dispersion | distribution cooling device can discharge | emit efficiently the water which remains in the inside of a housing | casing after water sprinkling, without using special operation or motive power.
尚、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 parenthesis of each means described by this column and the claim shows correspondence with the specific means as described in the embodiment mentioned later.
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments will be described based on the drawings. In the following embodiments, parts which are the same as or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
先ず、第1実施形態においては、本発明に係る水散布冷却装置を、燃料電池システム1の散布装置20に適用している。第1実施形態に係る燃料電池システム1は、燃料電池2を電源として走行する電気自動車(燃料電池車両)に搭載されており、燃料電池2似て生じた電力を、図示しないインバータを介して、走行用モータ等の車載機器等に供給するように構成されている。
First Embodiment
First, in the first embodiment, the water distribution cooling device according to the present invention is applied to the
以下の各図における上下、左右、前後を示す矢印は、電気自動車のシートに座った乗員からの視点を基準として示している。そして、各図における紙面手前側、奥側についてもこの状態を基準として決定される。例えば、図3における紙面手前側、奥側は左右方向に対応している。 Arrows indicating upper and lower, right and left, and front and rear in each of the following drawings are based on the viewpoint from the occupant sitting on the seat of the electric vehicle. Then, the front side and the back side in the drawings are determined based on this state. For example, the front side and the back side in FIG. 3 correspond to the left and right direction.
先ず、第1実施形態に係る燃料電池システム1の概略構成について、図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、当該燃料電池システム1は、燃料電池2(即ち、FCスタック)と、冷却水回路10とを有している。
First, a schematic configuration of the
燃料電池2は、固体高分子電解質型燃料電池(PEFC)であり、多数のセルを組み合わせて構成されている。各セルは、電解質膜を一対の電極で挟み込んで形成されている。そして、当該燃料電池2は、水素と酸素との化学反応を利用して電力を発生する。
The
具体的に説明すると、燃料電池2には、空気通路3を介して、酸素を含む空気が供給される。この空気通路3には、図示しないエアポンプが配置されており、当該エアポンプの作動によって空気を圧送して、燃料電池2に供給している。又、燃料電池2には、水素通路4を介して水素が供給される。
Specifically, the
そして、燃料電池2では、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり、電気エネルギが発生する。この電気化学反応に用いられなかった未反応の酸素及び水素は、排気ガス及び排気水素として燃料電池2から排出される。
(負極側)H2→2H++2e−
(正極側)2H++1/2O2+2e−→H2O
当該電気化学反応の為には、燃料電池2内の電解質膜は、水分を含んだ湿潤状態となっている必要がある。当該燃料電池システム1は、燃料電池2に供給される空気及び水素、若しくは何れか一方に加湿を行い、これらの加湿されたガスを燃料電池2に供給することで、燃料電池2内の電解質膜を加湿するように構成されている。
Then, in the
(Negative electrode side) H 2 → 2 H + + 2 e −
(Positive electrode side) 2H + + 1 / 2O 2 + 2e − → H 2 O
For the electrochemical reaction, the electrolyte membrane in the
又、燃料電池2では、発電の際の電気化学反応により熱及び水分が発生する。燃料電池2内部で生じた生成水は、排気ガスに含まれた状態で、燃料電池2の外部に排出される。
Further, in the
ここで、当該燃料電池2の発電効率を考慮すると、燃料電池2は、燃料電池システム1が作動している間、一定温度(例えば80℃程度)に維持されている必要がある。又、燃料電池2内部の電解質膜は、所定の許容上限温度を超えると、高温により破壊されてしまう。この為、燃料電池2の温度が許容温度以下となるようにしておく必要がある。
Here, in consideration of the power generation efficiency of the
図1に示すように、当該燃料電池システム1には、燃料電池2の温度を一定の許容範囲内に維持するために、冷却水回路10が配置されており、熱媒体としての冷却水を用いて、燃料電池2を冷却して当該燃料電池2の温度を制御している。
As shown in FIG. 1, a cooling
尚、この熱媒体である冷却水としては、低温時における凍結を防止する為に、例えば、エチレングリコールと水の混合溶液を用いることができる。 In addition, as cooling water which is this heat carrier, in order to prevent freezing at the time of low temperature, the mixed solution of ethylene glycol and water can be used, for example.
冷却水回路10は、冷却水循環流路11と、ウォータポンプ12と、ラジエータ13と、送風ファン14とを有して構成されており、燃料電池2とラジエータ13の間で冷却水を循環させることで、燃料電池2で発生した熱を系外へ放出するように構成されている。
The cooling
冷却水循環流路11は、熱媒体である冷却水が流れる流路であり、燃料電池2とラジエータ13とを経由して循環するように構成されている。そして、ウォータポンプ12は、冷却水循環流路11に配置されており、冷却水を圧送することで、冷却水循環流路11の内部において冷却水を循環させている。
The
ラジエータ13は、燃料電池2で発生した熱を系外に放熱するように構成された熱交換器であり、本発明における熱交換器として機能する。ラジエータ13は、熱交換部と、上部タンクと、下部タンクとを有して構成されている。
The
ラジエータ13の熱交換部は、冷却水循環流路11に接続された上部タンク及び下部タンクの間に配置された複数のチューブ及びフィンによって構成されている。当該ラジエータ13の熱交換部は、各チューブの内部を流通する冷却水と電気自動車の前方から後方へ向かう送風方向Dに流れる空気とを熱交換させる。
The heat exchange portion of the
当該燃料電池システム1においては、冷却水回路10の冷却水は、燃料電池2を流れる過程で、電気化学反応で発生した熱を吸熱して流出し、冷却水循環流路11を介して、ラジエータ13へ流入する。ラジエータ13では、冷却水と送風空気との熱交換が行われ、冷却水の熱が送風空気に放熱される。その後、冷却水は、ラジエータ13から燃料電池2へ向かって流れ、冷却水回路10の冷却水循環流路11を循環する。
In the
即ち、ラジエータ13は、熱媒体としての冷却水との熱交換によって、燃料電池2の電気化学反応で生じた熱を放熱して、燃料電池2を冷却している。
That is, the
又、ラジエータ13の後方側には、送風ファン14が配置されており、送風方向Dへ向かう空気の流れをつくりだしている。従って、当該送風ファン14は、ラジエータ13における熱交換を補助している。送風ファン14の周囲には、ファンシュラウド15が配置されており、送風ファン14の送風性能を向上させている。
In addition, a
尚、ラジエータ13を通過する送風方向Dの空気の流れは、送風ファン14の作動による流れに限定されるものではなく、電気自動車の走行時に生じる走行風を利用することも可能であるし、両者を併用することもできる。
Note that the flow of air in the blowing direction D passing through the
当該燃料電池システム1では、冷却水回路10における冷却水の温度制御は、後述する制御装置30によって、ウォータポンプ12による流量制御、送風ファン14の送風量制御を行うことで実現される。
In the
当該燃料電池システム1において、燃料電池2による発電の際に発生した生成水は、燃料電池2から空気通路3を介して、空気に含まれた状態(即ち、気液二相状態)で排出される。この為、空気通路3における燃料電池2の下流側には、気液分離器5が配置されている。
In the
当該気液分離器5は、燃料電池2での発電の際に発生した生成水を、空気通路3から排出された空気と共に回収し、水蒸気と水に分離する。そして、気液分離器5で分離された水蒸気は、燃料電池システム1の外部に排出される。
The gas-
一方、気液分離器5で分離された水は、凝縮により温度が下げられた状態で気液分離器5の内部に回収されて蓄えられる。図1に示すように、気液分離器5の内部に蓄えられた水は、燃料電池2の電解質膜に対する加湿と、ラジエータ13の冷却に用いられる。
On the other hand, the water separated by the gas-
当該気液分離器5には、加湿用流路16と散布用流路17が接続されている。加湿用流路16は、気液分離器5に蓄えられた水を燃料電池2の電解質膜の加湿に用いる為の流路である。加湿用流路16は、空気通路3及び水素通路4における燃料電池2の上流側に伸びており、燃料電池2に供給される空気及び水素の加湿に用いられる。
The
当該燃料電池システム1は、空気通路3及び水素通路4を介して、燃料電池2の電解質膜を加湿して湿潤状態とすることで、燃料電池2における電気化学反応を安定させることができる。
The
そして、散布用流路17は、気液分離器5に蓄えられた水をラジエータ13の冷却に用いる為の流路である。当該散布用流路17は、電気自動車におけるラジエータ13の前方側であって、当該ラジエータ13の上側部分まで伸びている。
The dispersing
図1に示すように、散布用流路17には、散布用ポンプ18と散布装置20が配置されている。散布装置20は、散布用流路17の先端部に接続されており、気液分離器5に蓄えられた水をラジエータ13に散布する。即ち、散布装置20は、本発明に係る水散布冷却装置の散布装置として機能する。
As shown in FIG. 1, the spraying
当該散布装置20は、電気自動車におけるラジエータ13の前方側(即ち、送風方向Dに関してラジエータ13の上流側)であって、当該ラジエータ13の上側部分に配置されている。散布装置20の構成については後述する。
The
これにより、当該燃料電池システム1は、ラジエータ13に散布した水の蒸発潜熱を利用してラジエータ13を冷却し、もって、ラジエータ13の冷却能力を向上させることができる。そして、当該燃料電池システム1は、ラジエータ13の冷却能力を向上させることで、燃料電池2による発電能力を向上させることができる。
As a result, the
そして、散布用ポンプ18は、散布用流路17にて気液分離器5と散布装置20との間に配置された電動式ポンプであり、気液分離器5内に蓄えられた水を吸込み、散布装置20へ向かって圧送する。つまり、散布用ポンプ18は、本発明における水供給部に相当し、本発明に係る水散布冷却装置の一部を構成している。
The
図1に示すように、燃料電池システム1には、制御装置30が配置されている。当該制御装置30は、燃料電池システム1を構成する各制御対象機器の作動を制御する制御部である。当該制御装置30は、CPU、ROM及びRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
As shown in FIG. 1, a
制御装置30の入力側には、燃料電池2及び図示しない水温センサが接続されている。従って、制御装置30は、燃料電池2の出力や水温センサで検出された冷却水温度を取得することができる。
The
又、制御装置30の出力側には、ウォータポンプ12、送風ファン14、散布用ポンプ18等の各制御対象機器が接続されている。従って、制御装置30は、当該制御装置30のROMに記憶されている制御プログラムに基づいて、燃料電池システム1の作動を制御することができる。
Further, on the output side of the
続いて、第1実施形態に係る散布装置20の具体的構成について、図2、図3を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、散布装置20は、散布用流路17の端部に接続されており、ラジエータ13に対する送風方向Dの上流側にて、ラジエータ13の上部と対向するように配置されている。
Subsequently, a specific configuration of the
当該散布装置20は、ラジエータ13の左右方向に伸びる筐体21と、散布用流路17からの水Wを前記筐体21の内部に供給する為の供給口22と、供給口22から供給された水Wを筐体21の外部に散布する為の複数の連通孔23とを有して構成されている。
The spraying
筐体21は、所定方向に伸びる中空部材にて構成されており、散布装置20の外殻を為している。具体的には、筐体21は、円筒状の部材の両端を閉塞することで、所定方向に伸びる内部空間を有するように形成されている。
The
散布装置20の筐体21は、ラジエータ13に対する送風方向Dの上流側(即ち、ラジエータ13の前側)にて、当該ラジエータ13の上側部分に対向するように配置されている。そして、筐体21は、図示しない固定部材によって、ラジエータ13に対して取り付けられており、ラジエータ13の熱交換部の表面に沿って左右方向へ伸びるように固定されている。
The
そして、供給口22は、図2に示すように、筐体21の右側端部における上部に配置されている。当該供給口22は、燃料電池システム1における散布用流路17に接続されており、筐体21の内部空間と連通している。従って、散布用ポンプ18から、散布用流路17を介して供給された水Wは、供給口22を介して、筐体21の内部へと流入する。
And the
ここで、筐体21及び供給口22は、ステンレスやアルミニウム等の金属材料によって構成されている。この点、筐体21及び供給口22は、樹脂材料(例えば、ポリアミド系樹脂や液晶ポリマー等)によって構成されていてもよい。
Here, the
図2、図3に示すように、筐体21には、複数の連通孔23が配置されており、筐体21の内部空間と外部とを連通している。従って、燃料電池システム1において、供給口22から筐体21の内部に供給された水Wは、各連通孔23を介して、筐体21の外部に散布され、ラジエータ13の表面に水膜を形成することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of communication holes 23 are disposed in the
第1実施形態に係る散布装置20において、複数の連通孔23には、複数の標準連通孔24と、上方連通孔25が含まれている。各標準連通孔24は、筐体21の下部にて筐体21の内部と外部を連通しており、ラジエータ13に対して水Wを散布可能に構成されている。
In the
具体的には、筐体21の中心軸と筐体21の最もラジエータ13側に位置する部分とを結んだ線を基準とした場合に、標準連通孔24は、筐体21の下方に向かって上述した基準に対して約90度を為す位置に配置されている。
Specifically, when the line connecting the central axis of the
一方、上方連通孔25は、図2に示すように、筐体21の上側部分における右側端部に配置されており、筐体21の内部と外部を連通している。従って、上方連通孔25は、複数の標準連通孔24よりも上方に位置している。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
この標準連通孔24及び上方連通孔25の配置は、散布用ポンプ18による水Wの供給圧が所定値という条件下で、散布装置20から散布された水がラジエータ13に付着する付着範囲が最も広くなるように定められている。
With regard to the arrangement of the standard communication holes 24 and the upper communication holes 25, the adhesion range in which the water sprayed from the spraying
この点、筐体21における標準連通孔24及び上方連通孔25の配置は、ラジエータ13のサイズや、散布装置20とラジエータ13の水平距離等の種々の条件に応じて適宜変更することができる。又、標準連通孔24、上方連通孔25を含む各連通孔23の径は、筐体21の内部から外部に噴射される水量が均一になるように定められている。
In this respect, the arrangement of the standard communication holes 24 and the upper communication holes 25 in the
続いて、上述のように構成された燃料電池システム1の作動について、図面を参照しつつ説明する。先ず、空気通路3及び水素通路4を介して、燃料電池2に空気及び水素が供給されることにより、燃料電池2では電気エネルギが発生する。燃料電池2にて発生した電力は、走行用モータ等に供給される。
Subsequently, the operation of the
発電に伴って、燃料電池2では電気化学反応による熱が生じる。燃料電池2にて発生した熱は、冷却水循環流路11内を循環する冷却水に伝えられ、冷却水はラジエータ13にて、送風方向Dへ流れる空気と熱交換することで冷却される。ラジエータ13にて冷却された冷却水は、燃料電池2に再循環し、燃料電池2が冷却される。これにより、燃料電池2は発電に適した一定温度(例えば、80℃程度)に維持される。
Along with the power generation, the
図1に示すように、燃料電池2に供給された空気及び水素のうち、電気化学反応に用いられなかった未反応ガスは、排気ガスとして燃料電池2から排出される。燃料電池2内にて電気化学反応で生じた生成水は、排気ガス中に含まれた状態で燃料電池2から排出される。燃料電池2の空気通路3より排出された排気ガスは、気液分離器5に導入される。排気ガス中に含まれる水分は、気液分離器5にて分離されて貯留される。
As shown in FIG. 1, of the air and hydrogen supplied to the
気液分離器5に貯留された回収水の一部は、加湿用流路16を介して空気通路3及び水素通路4に供給され、空気及び水素の加湿に用いられる。これにより、燃料電池システム1は、燃料電池2に加湿された空気及び水素を供給することができ、燃料電池2内部の電解質膜を加湿して電気化学反応を促進することができる。
A part of the recovered water stored in the gas-
又、気液分離器5に貯蔵された回収水の一部は、散布用ポンプ18により予め定められた供給圧で圧送され、散布用流路17を介して散布装置20に供給される。図3に示すように、散布装置20に供給された水Wは、標準連通孔24や上方連通孔25からラジエータ13から遠ざかる方向に散布され、送風方向Dへの空気の流れを利用して、ラジエータ13に付着する。
Further, a part of the recovered water stored in the gas-
即ち、当該燃料電池システム1によれば、散布装置20における標準連通孔24及び上方連通孔25から水Wを散布することで、ラジエータ13における水Wの付着範囲を拡張することができる。この結果、広い付着範囲における水Wの蒸発潜熱が作用することになる為、ラジエータ13をより冷却することができ、ラジエータ13の冷却能力を更に向上させることができる。
That is, according to the
又、図2に示すように、散布装置20における複数の連通孔23は、ラジエータ13の左右方向に沿って伸びる筐体21にて間隔をあけて列設されている。この為、散布装置20から散布された水Wは、ラジエータ13の左右方向に関しても、広範囲に均一に散布され、ラジエータ13表面に水膜を形成する。
Further, as shown in FIG. 2, the plurality of communication holes 23 in the
図3に示すように、散布装置20は、ラジエータ13上部にて水Wを散布してラジエータ13に付着させる。ラジエータ13表面に付着した水Wは、重力によってラジエータ表面を伝わって下方に垂れていく。
As shown in FIG. 3, the spraying
これにより、ラジエータ13表面における水Wの蒸発面積を稼ぐことができ、ラジエータ13表面に散布された水分を確実にラジエータ13表面で蒸発させることができる。より蒸発面積を稼ぐためには、ラジエータ13の最上部に水Wを噴射することが望ましい。
Thereby, the evaporation area of the water W on the surface of the
ここで、燃料電池システム1では、内燃機関の冷却温度(例えば、100℃程度)に比較してより低い冷却水温度(80℃程度)が要求される。つまり、冷却水温度と外気温との温度差が小さいため、ラジエータ13による冷却には不利な傾向にある。
Here, in the
又、燃料電池システム1では、内燃機関に比べ本体部分や排気にて棄てられる熱量が少ない為、熱交換器(即ち、ラジエータ13)で放熱しなければならない熱量が増加する傾向にある。これらの傾向に鑑みると、特に高負荷時においてラジエータ13の冷却能力が不足することが懸念される。
Further, in the
この点、第1実施形態のように、上述した散布装置20により水Wを散布して、水Wの蒸発潜熱を利用してラジエータ13の冷却能力を向上させる構成であれば、上述した燃料電池システム1の傾向に対して充分に対応することができ、ラジエータ13の冷却能力を適切に向上させることができる。
In this respect, as in the first embodiment, if the configuration is such that the cooling capacity of the
このように散布装置20から水Wを散布すると、散布装置20における筐体21の内部には、供給口22から供給された水Wの一部が残留する。この残存した水Wを筐体21の内部に残したままにしておくと、低温環境等では凍結してしまうため、筐体21内部から排出する必要がある。
As described above, when the water W is sprayed from the spraying
この散布装置20による水Wの散布後の状態について、図4、図5を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、散布装置20から水Wを散布すると、筐体21の内部には、散布しきれなかった水Wが残存する。
The state after the water W is sprayed by the spraying
第1実施形態に係る筐体21においては、複数の連通孔23として、複数の標準連通孔24と上方連通孔25が配置されており、上方連通孔25は、複数の標準連通孔24よりも上方に配置されている。
In the
従って、散布装置20による水Wの散布が終了すると、図4、図5に示すように、筐体21外部の空気Aが上方連通孔25から筐体21の内部に吸い込まれる。そして、筐体21の内部に空気Aが吸い込まれることで、当該散布装置20は、筐体21内部に残存する水Wに圧力を作用させて、残存する水Wを複数の標準連通孔24から排出することができる。
Therefore, when the spraying of the water W by the spraying
この排水動作は、排水弁の開操作等の操作や特別な装置等を必要とするものではないので、当該散布装置20は、水Wの散布終了後に筐体21の内部に残存した水Wを効率よく排出することができ、低温環境時における凍結等に起因する不具合を防止することができる。
Since this drainage operation does not require an operation such as the opening operation of the drainage valve or a special device, etc., the
以上説明したように、第1実施形態に係る散布装置20は、散布用ポンプ18の作動により供給された水Wをラジエータ13に対して散布することができ、水Wの蒸発潜熱を利用してラジエータ13の冷却能力を向上させることができる。
As described above, the spraying
図2〜図5に示すように、散布装置20は、ラジエータ13に対する送風方向D上流側において、ラジエータ13上部に対向する位置に配置されており、ラジエータ13の表面に沿って左右方向に伸びる筒状の筐体21と、供給口22と、複数の連通孔23を有している。従って、散布装置20は、当該散布装置20に係る装置サイズを小型化することができ、電気自動車等に対する散布装置20の搭載性を向上させることができる。
As shown in FIGS. 2 to 5, the spraying
又、図4、図5に示すように、散布装置20の筐体21における上側部分には、上方連通孔25が配置されており、複数の標準連通孔24よりも上方に位置している。従って、散布装置20による水Wの散布を終了すると、筐体21外部の空気Aが上方連通孔25から筐体21の内部に吸い込まれる。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, an
これにより、当該散布装置20においては、上方連通孔25から吸い込まれた空気Aによる圧力が重力に加えて作用する為、筐体21内部に残存した水Wを複数の標準連通孔24から排出することができ、残存した水Wの排水性を向上することができる。
Thereby, in the
又、図3に示すように、当該散布装置20は、複数の標準連通孔24及び上方連通孔25から、筐体21内部の水Wをラジエータ13に散布することができるので、より広い範囲に水Wを散布することができ、水Wの蒸発潜熱によってラジエータ13の冷却能力を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 3, since the
(第2実施形態)
続いて、上述した第1実施形態とは異なる第2実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第2実施形態に係る散布装置20は、第1実施形態と同様に、電気自動車(燃料電池車両)の燃料電池システム1に適用されている。第2実施形態に係る燃料電池システム1は、散布装置20の具体的構成を除いて、上述した第1実施形態と同様である為、その説明を省略する。
Second Embodiment
Subsequently, a second embodiment different from the above-described first embodiment will be described with reference to the drawings. The spraying
先ず、第2実施形態に係る散布装置20の具体的構成について、図6、図7を参照しつつ詳細に説明する。第2実施形態に係る散布装置20は、第1実施形態と同様に、散布用流路17の端部に接続されており、ラジエータ13に対する送風方向Dの上流側にて、ラジエータ13の上部と対向するように配置されている。
First, the specific configuration of the
当該散布装置20は、ラジエータ13の左右方向に伸びる筐体21と、散布用流路17からの水Wを前記筐体21の内部に供給する為の供給口22と、供給口22から供給された水Wを筐体21の外部に散布する為の複数の連通孔23とを有して構成されている。
The spraying
第2実施形態に係る散布装置20において、筐体21は、第1実施形態と同様に、ラジエータ13の左右方向に伸びる中空部材にて構成されており、散布装置20の外殻を為している。筐体21は、ラジエータ13に対する送風方向Dの上流側(即ち、ラジエータ13の前側)にて、当該ラジエータ13の上側部分に対向するように配置されている。
In the
図6に示すように、筐体21は、ラジエータ13の左側部分に対向するように配置された左側筐体21aと、ラジエータ13の右側部分に対向するように配置された右側筐体21bとによって構成されている。
As shown in FIG. 6, the
具体的には、左側筐体21aは、円筒状の部材の左端を閉塞し、筐体21の中央部分で右側筐体21bと接続して構成されている。図6等に示すように、左側筐体21aは、筐体21の左端から中央部に向かうほど上方に位置するように傾斜している。
Specifically, the
そして、右側筐体21bは、円筒状の部材の右端を閉塞し、筐体21の中央部分で左側筐体21aと接続して構成されている。右側筐体21bは、筐体21の右端から中央部に向かうほど上方に位置するように傾斜している。従って、筐体21は、所定方向に伸びる内部空間を有するように形成されている。左側筐体21a及び右側筐体21bは、それぞれ本発明に係る筐体として機能する。
The
第2実施形態に係る供給口22は、左側筐体21a及び右側筐体21bから構成される筐体21の中央部分において、筐体21の上部に配置されており、筐体21の内部空間と連通している。当該供給口22は、燃料電池システム1における散布用流路17に接続されている為、散布用流路17を介して供給された水Wは、供給口22を介して、筐体21の内部へと流入する。
The
第2実施形態においても、筐体21には、複数の連通孔23が配置されており、筐体21の内部空間と外部とを連通している。従って、第3実施形態に係る燃料電池システム1においても、供給口22から筐体21内部に供給された水Wは、各連通孔23を介して、筐体21の外部に散布され、ラジエータ13の表面に水膜を形成することができる。
Also in the second embodiment, a plurality of communication holes 23 are disposed in the
第2実施形態における複数の連通孔23には、複数の標準連通孔24と、上方連通孔25が含まれている。第2実施形態では、標準連通孔24及び上方連通孔25は、筐体21の下部にて筐体21の内部と外部を連通している。
The plurality of communication holes 23 in the second embodiment include a plurality of standard communication holes 24 and an
図6、図7に示すように、第2実施形態に係る上方連通孔25は、筐体21の中央部分(即ち、左側筐体21aと右側筐体21bの接続部分)における下部に配置されており、複数の標準連通孔24は、左側筐体21a及び右側筐体21bの下部に配置されている。従って、第2実施形態においても、上方連通孔25は、複数の標準連通孔24よりも上方に位置している。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
続いて、第2実施形態に係る燃料電池システム1において、散布装置20による水Wの散布を終了した後の作動内容について、図面を参照しつつ説明する。尚、燃料電池2における電気化学反応による発電や、冷却水回路10による燃料電池2の冷却、気液分離器5による生成水の回収、散布装置20による水Wの散布については、上述した第1実施形態と同様である為、その説明を省略する。
Subsequently, in the
図7に示すように、第2実施形態に係る散布装置20においても、ラジエータ13に対する水Wの散布を終了すると、筐体21の内部には水Wが残存している。ここで、第2実施形態に係る左側筐体21a及び右側筐体21bは、筐体21の中央部分に近づくほど上方に位置するように傾斜している。
As shown in FIG. 7, also in the
従って、筐体21内部の水Wは、より下方にあたる筐体21の両端側に貯留し、より上方にあたる筐体21の中央部分に配置された上方連通孔25からは、筐体21外部の空気Aが吸い込まれる。
Therefore, the water W inside the
これにより、第2実施形態に係る散布装置20においても、上方連通孔25から吸い込まれた空気Aによる圧力が重力に加えて作用する為、筐体21内部に残存した水Wを複数の標準連通孔24から排出することができ、残存した水Wの排水性を向上することができる。
Thereby, also in the
又、第2実施形態に係る散布装置20では、左側筐体21a及び右側筐体21bが傾斜している為、筐体21内部の水Wの排出が進むと、筐体21内部における水Wの水位が徐々に下がっていく。これにより、図6において標準連通孔24として機能している連通孔23は、筐体21の内部空間にて水Wの水位よりも上方の空間に連通することになり、上方連通孔25として機能する。
Further, in the
即ち、第2実施形態に係る複数の連通孔23は、筐体21内部の水Wの水位変化に応じて、水位より上方であれば、上方連通孔25として機能し、水位より下方であれば、標準連通孔24として機能することができる。
That is, the plurality of communication holes 23 according to the second embodiment functions as the
以上説明したように、第2実施形態に係る散布装置20においては、筐体21を構成する左側筐体21a及び右側筐体21bは、上方連通孔25の配置部分が上方になるように傾斜して形成されている。
As described above, in the
これにより、第2実施形態に係る散布装置20において、筐体21内部の水Wを排出する際には、残存している水Wが重力の作用によって、傾斜した左側筐体21a及び右側筐体21bの下端に集まる。従って、当該散布装置20によれば、傾斜した左側筐体21a及び右側筐体21bにおける下端側の標準連通孔24における排水性を向上させることができる。
Thereby, in the
(第3実施形態)
次に、上述した各実施形態とは異なる第3実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第3実施形態に係る散布装置20は、上述した実施形態と同様に、電気自動車(燃料電池車両)の燃料電池システム1に適用されている。第3実施形態に係る燃料電池システム1は、散布装置20の具体的構成を除いて、上述した実施形態と同様である為、その説明を省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment different from the above-described embodiments will be described with reference to the drawings. The spraying
先ず、第3実施形態に係る散布装置20の具体的構成について、図8を参照しつつ詳細に説明する。第3実施形態に係る散布装置20は、上述した実施形態と同様に、散布用流路17の端部に接続されており、ラジエータ13に対する送風方向Dの上流側にて、ラジエータ13の上部と対向するように配置されている。
First, the specific configuration of the
当該散布装置20は、ラジエータ13の左右方向に伸びる筐体21と、散布用流路17からの水Wを前記筐体21の内部に供給する為の供給口22と、供給口22から供給された水Wを筐体21の外部に散布する為の複数の連通孔23とを有して構成されている。
The spraying
図8に示すように、第3実施形態に係る散布装置20は、筐体21、供給口22及び複数の連通孔23に加えて、逆止弁26を有している。当該散布装置20は、逆止弁26の構成を除いて、上述した第1実施形態と同様である。従って、逆止弁26の構成について具体的に説明し、その他の構成に関する説明は省略する。
As shown in FIG. 8, the spraying
第3実施形態に係る散布装置20において、逆止弁26は、筐体21の上方連通孔25に配置されている。当該逆止弁26は、上方連通孔25を介して、筐体21外部から内部へ向かう流体の流れを許容し、筐体21内部から外部へ向かう流体の流れを制限するように構成されている。
In the
尚、図8、図9では、逆止弁26を上方連通孔25における筐体21外部側に配置しているが、逆止弁26を筐体21の内部空間側に配置することも可能である。例えば、上方連通孔25を閉塞可能なフィルム弁を、上方連通孔25における筐体21の内部空間側に配置してもよい。
In FIGS. 8 and 9, the
このように構成した散布装置20では、ラジエータ13に対して水Wを散布する場合には、複数の連通孔23の内、標準連通孔24から水Wの散布が行われる。この時、上方連通孔25からは、逆止弁26によって流体の流出が防止されている為、水Wの散布が行われることはない。これにより、当該散布装置20は、標準連通孔24から散布される水Wの量を確保して、ラジエータ13に散布することができるので、ラジエータ13の冷却能力を向上させることができる。
In the
続いて、第3実施形態に係る燃料電池システム1において、散布装置20による水Wの散布を終了した後の作動内容について、図面を参照しつつ説明する。尚、燃料電池2における電気化学反応による発電や、冷却水回路10による燃料電池2の冷却、気液分離器5による生成水の回収、散布装置20による水Wの散布については、上述した実施形態と同様である為、その説明を省略する。
Subsequently, in the
図9に示すように、第3実施形態に係る散布装置20においても、ラジエータ13に対する水Wの散布を終了すると、筐体21の内部には水Wが残存している。ここで、第3実施形態に係る上方連通孔25には、逆止弁26が配置されている。
As shown in FIG. 9, also in the
この逆止弁26は、筐体21外部から内部へ向かう流体の流れを許容するように構成されている為、筐体21外部の空気Aは、逆止弁26によって妨げられることなく、上方連通孔25を介して、筐体21の内部空間に吸い込まれる。
Since the
これにより、第3実施形態に係る散布装置20は、筐体21内部に残存する水Wに圧力を作用させて、残存する水Wを複数の標準連通孔24から排出することができる。又、この排水動作は、排水弁の開操作等の操作や特別な装置等を必要とするものではないので、当該散布装置20は、水Wの散布終了後に筐体21の内部に残存した水Wを効率よく排出することができ、低温環境時における凍結等に起因する不具合を防止することができる。
Thus, the
以上説明したように、第3実施形態に係る散布装置20において、複数の連通孔23の内、上方連通孔25に対して、筐体21内部からの水Wの流出を防止する逆止弁26が配置されている。
As described above, in the
この為、当該散布装置20によれば、ラジエータ13に対して水Wを散布する際に、上方連通孔25からの水Wの散布を制限することができる。これにより、散布装置20は、標準連通孔24から散布される水Wの量を確保して、ラジエータ13に散布することができるので、ラジエータ13の冷却能力を向上させることができる。
For this reason, according to the said spreading |
又、当該散布装置20によれば、ラジエータ13に対する水Wの散布を終了した場合、逆止弁26によって妨げられることなく、上方連通孔25を介して筐体21外部の空気Aを筐体21の内部空間に流入させることができるので、筐体21内部に残存した水Wの排水性を向上させることができる。
Further, according to the
(第4実施形態)
続いて、上述した各実施形態とは異なる第4実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第4実施形態に係る散布装置20は、上述した実施形態と同様に、電気自動車(燃料電池車両)の燃料電池システム1に適用されている。第4実施形態に係る燃料電池システム1は、散布装置20の具体的構成を除いて、上述した実施形態と同様である為、その説明を省略する。
Fourth Embodiment
Subsequently, a fourth embodiment different from the above-described embodiments will be described with reference to the drawings. The spraying
先ず、第4実施形態に係る散布装置20の具体的構成について、図10〜図12を参照しつつ詳細に説明する。図12は、筐体21の周囲を送風方向Dへ流れる空気Aによって筐体21周辺の圧力分布を示す説明図である。
First, the specific configuration of the
第4実施形態に係る散布装置20は、上述した第1実施形態と同様に、散布用流路17の端部に接続されており、ラジエータ13に対する送風方向Dの上流側にて、ラジエータ13の上部と対向するように配置されている。
The spraying
当該散布装置20は、第1実施形態と同様に、ラジエータ13の左右方向に伸びる筐体21と、散布用流路17からの水Wを前記筐体21の内部に供給する為の供給口22と、供給口22から供給された水Wを筐体21の外部に散布する為の複数の連通孔23とを有して構成されている。
Similar to the first embodiment, the
第4実施形態に係る散布装置20は、筐体21、供給口22及び複数の連通孔23に加えて、導風部材29を有している。当該散布装置20は、複数の連通孔23及び導風部材29の構成を除いて、上述した実施形態と同様である。従って、筐体21及び供給口22の構成に関する説明は省略する。
The spraying
第4実施形態に係る散布装置20は、筐体21上部における高圧側連通孔27の配置位置に導風部材29を有している。当該導風部材29は、送風方向D上流側及び下面側が開放された箱体状に形成されており、送風方向Dに送風された空気Aを集めて内部の圧力を高めることができる。
The spraying
そして、第4実施形態に係る複数の連通孔23は、高圧側連通孔27と、低圧側連通孔28とを有している。図10〜図12に示すように、高圧側連通孔27は、筐体21の上側部分における右側端部に配置されており、筐体21の内部と外部を連通している。
The plurality of communication holes 23 according to the fourth embodiment have the high pressure side communication holes 27 and the low pressure side communication holes 28. As shown in FIGS. 10 to 12, the high pressure
上述したように、筐体21の上側部分における右側端部には、導風部材29が配置されている為、高圧側連通孔27の形成位置は、送風方向Dに送風される空気Aによって高い圧力を示す。即ち、図12に示すように、当該高圧側連通孔27は、送風方向Dへ流れる空気Aによる筐体21周りの圧力分布にて高圧となる高圧部分に配置されている。
As described above, since the
そして、図12に示すように、低圧側連通孔28は、送風方向Dへ流れる空気Aによる筐体21周りの圧力分布にて低圧となる低圧部分に配置されている。具体的には、各低圧側連通孔28は、筐体21の下部にて筐体21の内部と外部を連通しており、ラジエータ13の左右方向に沿って伸びる筐体21にて間隔をあけて列設されている。
As shown in FIG. 12, the low pressure
筐体21の下部は、送風方向Dを流れる空気Aを直接受ける位置に位置していない為、図12に示す圧力分布において、高圧部分よりも低い圧力となる。
The lower part of the
このように構成された散布装置20によれば、散布用ポンプ18によって供給された水Wを、筐体21の内部から複数の連通孔23を介して、ラジエータ13に対して散布することで、水Wの蒸発潜熱を利用して、ラジエータ13の冷却能力を向上させることができる。
According to the
続いて、第4実施形態に係る燃料電池システム1において、散布装置20による水Wの散布を終了した後の作動内容について、図面を参照しつつ説明する。尚、燃料電池2における電気化学反応による発電や、冷却水回路10による燃料電池2の冷却、気液分離器5による生成水の回収については、上述した第1実施形態と同様である為、その説明を省略する。
Subsequently, in the
図11に示すように、第4実施形態に係る散布装置20においても、ラジエータ13に対する水Wの散布を終了すると、筐体21の内部には水Wが残存している。ここで、第4実施形態に係る散布装置20においては、導風部材29が高圧側連通孔27の位置に配置されている。
As shown in FIG. 11, also in the
この導風部材29は、筐体21の周囲を送風方向Dへ流れる空気Aを集め、筐体21上面に配置された高圧側連通孔27に導くように構成されている。従って、送風方向Dへ流れる空気Aによる圧力が、高圧側連通孔27を介して、筐体21内部の水Wに作用し、残存する水Wを複数の低圧側連通孔28から排出することができる。
The
又、この排水動作は、送風方向Dへの空気Aの流れが生じていれば、排水弁の開操作等の操作や特別な装置等を必要とするものではないので、当該散布装置20は、水Wの散布終了後に筐体21の内部に残存した水Wを効率よく排出することができ、低温環境時における凍結等に起因する不具合を防止することができる。
In addition, if the flow of the air A in the blowing direction D is generated, this drainage operation does not require an operation such as an opening operation of the drainage valve or a special device, etc. It is possible to efficiently discharge the water W remaining inside the
以上説明したように、第4実施形態に係る散布装置20は、散布用ポンプ18の作動により供給された水Wをラジエータ13に対して散布することができ、水Wの蒸発潜熱を利用してラジエータ13の冷却能力を向上させることができる。
As described above, the
当該散布装置20は、ラジエータ13に対する送風方向D上流側において、ラジエータ13上部に対向する位置に配置されており、ラジエータ13の表面に沿って左右方向に伸びる筒状の筐体21と、供給口22と、複数の連通孔23を有している。従って、散布装置20は、当該散布装置20に係る装置サイズを小型化することができ、電気自動車等に対する散布装置20の搭載性を向上させることができる。
The
図10〜図12に示すように、散布装置20の筐体21には、送風方向Dへ流れる空気Aによる圧力分布の筐体21の高圧部分には、高圧側連通孔27が配置されており、低圧部分には、低圧側連通孔28が複数配置されている。
As shown in FIG. 10 to FIG. 12, the high pressure
従って、散布装置20による水Wの散布を終了すると、送風方向Dへ流れる空気Aによる圧力差によって、筐体21内部に残存した水Wを複数の低圧側連通孔28から排出することができ、残存した水Wの排水性を向上することができる。
Therefore, when the spreading of the water W by the spraying
又、第4実施形態に係る散布装置20には、導風部材29が配設されており、当該導風部材29は、筐体21の周囲を送風方向Dに流れる空気Aを高圧側連通孔27に導く。これにより、当該散布装置20は、導風部材29を配置することにより、筐体21周りを流れる空気Aに起因するラム圧を利用して、高圧側連通孔27における圧力を高めることができ、筐体21内部に残った水Wに関する排水性を更に向上させることができる。
Further, the
(他の実施形態)
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited at all to embodiment mentioned above. That is, various improvements and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the above-described embodiments may be combined as appropriate, or various modifications of the above-described embodiments may be made.
(1)上述した第1実施形態においては、筐体21の下面部に標準連通孔24を配置して、筐体21の上面部に上方連通孔25を配置していたが、この態様に限定されるものではない。標準連通孔24と上方連通孔25の配置関係は、一つの筐体21の内部空間に連通しており、当該筐体21にて上下方向に差ができていれば、適宜変更することができる。
(1) In the first embodiment described above, the
又、第1実施形態では、多数の標準連通孔24に対して一つの上方連通孔25を設けていたが、標準連通孔24及び上方連通孔25の数についても適宜変更することができる。
In the first embodiment, one
(2)そして、上述した実施形態では、散布装置20は、ラジエータ13に対して取り付けられていたが、この態様に限定されるものではない。散布装置は、ラジエータ13における送風方向Dの上流側で且つラジエータ13の上部にあたる位置に配置することができれば、種々の固定方向を採用することができ、送風ファン14の構成部品を利用して固定してもよいし、電気自動車の車体側部材を利用しても良い。
(2) And in embodiment mentioned above, although the dispersing
(3)又、上述した第2実施形態においては、図6、図7に示すように、左側筐体21a及び右側筐体21bがそれぞれ水平方向に対して傾斜した状態で両者を接続した構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図1等に示すような筒状の筐体21を水平方向に対して傾斜させた構成を採用することも可能である。
(3) In the second embodiment described above, as shown in FIGS. 6 and 7, the
(4)そして、上述した第4実施形態においては、導風部材29によって送風方向Dに送風された空気を収束させて筐体21に高圧部分を設け、そこに高圧側連通孔27を配置していたが、この態様に限定されるものではない。筐体21において送風による圧力差が生じていれば、その高圧部分に高圧側連通孔27を配置し、その低圧部分に低圧側連通孔28を配置すればよい。
(4) In the fourth embodiment described above, the air blown in the blowing direction D is converged by the
例えば、図13に示すように、単純な円筒形状の筐体21を配置した場合に、当該筐体21の前面側は、送風方向Dに流れる空気Aによる風圧を受けることになる為、筐体21の前面側は高圧となる。一方、筐体21の下面側は、送風方向Dの流れによる風圧をほとんど受けることがない為、前面側に比べて低圧となる。
For example, as shown in FIG. 13, when a simple
従って、筐体21の前面側に高圧側連通孔27を配置して、筐体21の下面側に低圧側連通孔28を配置した構成であって、第4実施形態に係る散布装置20と同様の効果を発揮し、筐体21の内部に残存した水を効率良く排出できる。
Therefore, the high pressure
(5)又、上述した実施形態では、筐体21は円筒状に形成していたが、この態様に限定されるものではない。熱交換器の左右方向に沿って伸びる内部空間を有する筐体であればよく、その外形形状は限定されるものではない。例えば、断面形状が多角形状を為す筒状部材を利用して筐体を構成しても良いし、適宜その外形を変更することも可能である。 (5) Moreover, in embodiment mentioned above, although the housing | casing 21 was formed in cylindrical shape, it is not limited to this aspect. The outer shape is not limited as long as the housing has an internal space extending along the left and right direction of the heat exchanger. For example, the casing may be configured using a tubular member whose cross-sectional shape is a polygonal shape, and it is also possible to change the outer shape as appropriate.
18 散布用ポンプ
20 散布装置
21 筐体
22 供給口
23 連通孔
24 標準連通孔
25 上方連通孔
18
Claims (6)
前記散布装置によって散布される水を供給する水供給部(18)と、を有し、
前記散布装置は、
前記熱交換器に対する前記送風方向の上流側において、予め定められた高さで前記熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体(21)と、
前記水供給部によって供給された水を前記筐体の内部に流入させる供給口(22)と、
前記筐体の内部と外部を連通し、当該筐体の内部の水を前記熱交換器に対して散布可能に配置された複数の連通孔(23)と、を有し、
前記複数の連通孔は、
前記筐体における予め定められた位置に配置された標準連通孔(24)と、
前記筐体にて前記標準連通孔よりも上方に配置され、前記筐体の内部と外部を連通する上方連通孔(25)と、を有している水散布冷却装置。 The air (A) flowing in a predetermined blowing direction (D) passes through, and the upstream side of the blowing direction with respect to the heat exchanger (13) which exchanges heat between the air and the heat medium flowing inside. A sparger (20) for sparging water (W) to the heat exchanger, and
And (d) a water supply unit (18) for supplying water sprayed by the spraying device.
The spraying device
A housing (21) extending in a predetermined direction along the surface of the heat exchanger at a predetermined height on the upstream side of the blowing direction with respect to the heat exchanger;
A supply port (22) that allows the water supplied by the water supply unit to flow into the interior of the housing;
Communicating the inside and the outside of the housing, and having a plurality of communication holes (23) disposed so that the water inside the housing can be dispersed to the heat exchanger;
The plurality of communication holes are
A standard communication hole (24) disposed at a predetermined position in the housing;
A water distribution cooling device, comprising: an upper communication hole (25) disposed above the standard communication hole in the housing and communicating the inside and the outside of the housing.
前記散布装置によって散布される水を供給する水供給部(18)と、を有し、
前記散布装置は、
前記熱交換器に対する前記送風方向の上流側において、予め定められた高さで前記熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体(21)と、
前記水供給部によって供給された水を前記筐体の内部に流入させる供給口(22)と、
前記筐体の内部と外部を連通し、当該筐体の内部の水を前記熱交換器に対して散布可能に配置された複数の連通孔(23)と、を有し、
前記送風方向へ流れる空気による前記筐体の圧力分布にて高圧となる高圧部分に配置された高圧側連通孔(27)と、
前記筐体の圧力分布における高圧部分よりも低い圧力を示す低圧部分に配置された低圧側連通孔(28)と、を有する水散布冷却装置。 The air (A) flowing in a predetermined blowing direction (D) passes through, and the upstream side of the blowing direction with respect to the heat exchanger (13) which exchanges heat between the air and the heat medium flowing inside. A sparger (20) for sparging water (W) to the heat exchanger, and
And (d) a water supply unit (18) for supplying water sprayed by the spraying device.
The spraying device
A housing (21) extending in a predetermined direction along the surface of the heat exchanger at a predetermined height on the upstream side of the blowing direction with respect to the heat exchanger;
A supply port (22) that allows the water supplied by the water supply unit to flow into the interior of the housing;
Communicating the inside and the outside of the housing, and having a plurality of communication holes (23) disposed so that the water inside the housing can be dispersed to the heat exchanger;
A high pressure side communication hole (27) disposed in a high pressure portion which is high in pressure distribution of the casing by air flowing in the blowing direction;
And a low pressure side communicating hole (28) disposed in a low pressure portion showing a pressure lower than a high pressure portion in the pressure distribution of the housing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2017165256A JP2019045000A (en) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | Water spray cooler |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210207891A1 (en) * | 2018-09-28 | 2021-07-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Water-spraying cooling device |
| WO2022004157A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 株式会社デンソー | Water spray cooling device |
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- 2017-08-30 JP JP2017165256A patent/JP2019045000A/en active Pending
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