JP2014092094A - Cooling water surge tank structure of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の冷却水系に配設されたサージタンク方式の冷却水に含まれている不純物を除去する冷却液サージタンク構造に関する。 The present invention relates to a coolant surge tank structure for removing impurities contained in surge tank type cooling water disposed in a cooling water system of an internal combustion engine.
内燃機関の冷却システムは、内燃機関とラジエータ間に冷却水を循環させる冷却水循環系路を設け、内燃機関の冷却を図るようにしている。また、冷却水内に発生した気泡及び不純物は、冷却能力を低下させる原因になる。
更に、キャビテーションの発生による金属腐食の錆、冷却水の紫外線による結晶等が内燃機関の信頼性及び耐久性を損なうことがある。
そこで、特許2667317号公報(特許文献1)に記載されているように、サージタンクを用いたサージタンク方式が知られている。
A cooling system for an internal combustion engine is provided with a cooling water circulation system for circulating cooling water between the internal combustion engine and a radiator so as to cool the internal combustion engine. In addition, bubbles and impurities generated in the cooling water cause a reduction in cooling capacity.
Further, rust of metal corrosion due to the occurrence of cavitation, crystals of cooling water due to ultraviolet rays, etc. may impair the reliability and durability of the internal combustion engine.
Therefore, as described in Japanese Patent No. 2667317 (Patent Document 1), a surge tank system using a surge tank is known.
サージタンク方式の内燃機関冷却システムは、内燃機関及びラジエータにサージタンクを連結し、冷却水内に生じた気泡をサージタンクで分離し、気泡を除去した冷却水を内燃機関に戻している。また、サージタンク内は、ラジエータ内の圧力と同等の圧力が保持されており、ウォータポンプで吸引される冷却水の圧力低下を防止できる。 In the surge tank type internal combustion engine cooling system, a surge tank is connected to the internal combustion engine and the radiator, bubbles generated in the cooling water are separated by the surge tank, and the cooling water from which the bubbles are removed is returned to the internal combustion engine. Further, the surge tank is maintained at a pressure equivalent to the pressure in the radiator, and the pressure drop of the cooling water sucked by the water pump can be prevented.
特許文献1によると、内燃機関内の冷却水位より高い位置にあって補給冷却水を貯えるリザーバタンクをヘッダタンク(サージタンク)の圧力内に連通させて、内燃機関始動時の冷却水系の急激な圧力上昇を膨張スペース内の空間で吸収することにより緩かにすることができ、内燃機関の冷却水系を構成する各部品の劣化を防止することができる技術開示が成されている。
According to
特許文献1では、内燃機関始動時の冷却水系の圧力上昇を緩かにし、内燃機関作動中の冷却水系の圧力変動幅を小さくして、且つ、サージタンクに装着してある圧力キャップの開閉頻度を減少させてリザーバタンクへの予備冷却水の補給間隔を延長させるものである。
従って、冷却水系からリザーバタンクへ流れてきた冷却水に含まれている不純物を分離して、その不純物が再び内燃機関の冷却水系統へ戻るのを防止することができない不具合を有している。
In
Therefore, there is a problem that impurities contained in the cooling water flowing from the cooling water system to the reservoir tank cannot be separated and the impurities cannot be prevented from returning to the cooling water system of the internal combustion engine again.
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、内燃機関を冷却した冷却水をサージタンク内の補強リブを利用して、冷却水から気泡及び不純物を分離させて、内燃機関の耐久性及び信頼性の向上を図ることを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention separates bubbles and impurities from cooling water using cooling ribs in a surge tank from cooling water that has cooled the internal combustion engine, thereby improving durability and reliability of the internal combustion engine. The purpose is to improve.
かかる目的を達成するため、本発明によれば、内燃機関を冷却する冷却水が流れるウォータジャケットと、
該ウォータジャケットを流れて昇温した前記冷却水を冷却するラジエータと、
前記ウォータジャケットと前記ラジエータに対し重力方向上方に位置して、前記冷却水を貯溜する内燃機関のサージタンク構造において、
平面視が略長方形で重力方向が長い縦長の外殻部と、
該外殻部の内面から内方へ突出して、複数の囲繞空間を形成すると共に、前記囲繞空間を前記冷却水が流通する切欠部を有した壁部と、
前記ウォータジャケットからの前記冷却水が流入する第1流入口と、
前記ラジエータからの前記冷却水が流入する第2流入口と、
前記外殻部の重力方向下部に配設され、前記第1及び第2流入口から流入した冷却水が前記囲繞空間を流通して前記内燃機関に戻る冷却水流出口と、
前記冷却水流出口の冷却水流路上流側の前記囲繞空間内に、重力方向上方から降下してくる前記冷却水に対向した位置に、前記外殻内面から重力方向上方へ起立した隔離壁と前記壁部とによって形成され、前記冷却水に混入している不純物を沈澱させる上方が開口した不純物貯溜部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の冷却水サージタンク構造を提供することができる。
In order to achieve such an object, according to the present invention, a water jacket through which cooling water for cooling the internal combustion engine flows,
A radiator for cooling the cooling water heated through the water jacket;
In the surge tank structure of the internal combustion engine that is located above the water jacket and the radiator in the direction of gravity and stores the cooling water,
A vertically long outer shell portion having a substantially rectangular shape in plan view and a long gravity direction;
Projecting inward from the inner surface of the outer shell portion to form a plurality of surrounding spaces, and a wall portion having a cutout portion through which the cooling water flows in the surrounding space;
A first inlet into which the cooling water from the water jacket flows;
A second inlet through which the cooling water from the radiator flows;
A cooling water outlet disposed at a lower portion in the gravity direction of the outer shell portion, and cooling water flowing in from the first and second inlets flows through the surrounding space and returns to the internal combustion engine;
In the surrounding space on the upstream side of the cooling water flow path of the cooling water outlet, in the position facing the cooling water descending from above in the gravitational direction, the isolation wall and the wall standing up from the inner surface of the outer shell in the gravitational direction An internal combustion engine cooling water surge tank structure comprising: an impurity storage portion that is open at an upper portion that precipitates impurities mixed in the cooling water.
かかる発明によれば、冷却水流出口の流路上流側の囲繞空間内に、重力方向上方へ起立した隔離壁によって不純物貯溜部を設けたので、冷却水の循環流路内に発生した錆、冷却水に含まれる物質の結晶等を効率よく分離できる。
従って、内燃機関の信頼性向上、及びウォータポンプの冷却水流路下流側に配置されている冷却水フィルターを廃止することができ、コスト低減が可能となる。
According to this invention, since the impurity reservoir is provided in the surrounding space on the upstream side of the flow path of the cooling water outlet by the isolation wall rising upward in the gravitational direction, rust generated in the circulating flow path of the cooling water, cooling Crystals of substances contained in water can be separated efficiently.
Therefore, the reliability of the internal combustion engine can be improved, and the cooling water filter disposed on the downstream side of the cooling water flow path of the water pump can be eliminated, and the cost can be reduced.
また、本発明において好ましくは、前記隔離壁の重力方向上方に水平方向の平面部を有する流路変更壁を配設するとよい。 In the present invention, preferably, a flow path changing wall having a horizontal plane portion is disposed above the isolation wall in the direction of gravity.
このような構造にすることにより、サージタンク内を上方から下降してくる冷却水は不純物貯溜部の沈殿物に直接衝突して舞上り、沈殿物が冷却水流出口から内燃機関側に流出するのを防止できる。 By adopting such a structure, the cooling water descending from above in the surge tank directly collides with the deposits in the impurity reservoir and rises, and the deposits flow out from the cooling water outlet to the internal combustion engine side. Can be prevented.
また、本発明において好ましくは、前記流路変更壁は、前記隔離壁の前記外殻内面からの高さの略1.5倍の位置に、前記略長方形の長手方向に延在する長さが前記囲繞空間の同方向の長さの1/2の長さを有し、前記略長方形の短辺方向全域に亘って配設するとよい。 In the present invention, it is preferable that the flow path changing wall has a length extending in the longitudinal direction of the substantially rectangular shape at a position approximately 1.5 times the height of the isolation wall from the inner surface of the outer shell. It is good to have 1/2 length of the length of the said surrounding space of the same direction, and to arrange | position over the short side direction whole region of the said substantially rectangular shape.
このような構造にすることにより、冷却水が流路変更壁によって変更され、乱流となりながら水平壁面に沿うと共に、隔離壁の上部に衝突しながら流れることにより、冷却水からの不純物の隔離が促進されると共に、不純物貯溜部の底部に溜まった不純物の舞上がりを防止できる。 By adopting such a structure, the cooling water is changed by the flow path changing wall, and along the horizontal wall surface while being turbulent, and flowing while colliding with the upper part of the isolation wall, the impurities are isolated from the cooling water. In addition to being promoted, it is possible to prevent the impurities accumulated at the bottom of the impurity reservoir.
また、本発明において好ましくは、前記流路変更壁は、断面がI字形状の第1流路変更壁と、該第1流路変更壁の前記冷却水流路下流側に、上面に第1流路変更壁からの冷却水の流れを受止める重力方向に起立した壁面を有する逆T字型の第2流路変更壁とを水平方向に併設するとよい。 In the present invention, it is preferable that the flow path changing wall has a first flow path changing wall on the upper surface on the downstream side of the cooling water flow path with respect to the first flow path changing wall having an I-shaped cross section. An inverted T-shaped second flow path changing wall having a wall surface standing in the direction of gravity for receiving the flow of cooling water from the path changing wall may be provided in the horizontal direction.
このような構造にすることにより、上方から降下してくる冷却水が、第1流路変更壁にガイドされて流れてくる冷却水によって、第2流路変更壁の上面を流れて、第2流路変更壁の下方に位置する不純物貯溜部に不純物が沈澱しない状態を防止すると共に、降下してくる冷却水と第1流路変更壁側から流れてくる冷却水とを衝突させることで、冷却水の流れを澱ませて、不純物の沈澱促進を図ると共に、沈澱物の舞上がりを防止する。 With such a structure, the cooling water descending from above flows on the upper surface of the second flow path changing wall by the cooling water guided and flowing by the first flow path changing wall, and the second By preventing the impurities from being deposited in the impurity reservoir located below the flow path change wall, and colliding the cooling water descending with the cooling water flowing from the first flow path change wall side, The flow of cooling water is stagnated to promote precipitation of impurities and prevent the precipitation from rising.
また、本発明において好ましくは、前記囲繞空間を前記冷却水が流通する前記切欠部の流通断面積を大小混在させるとよい。 In the present invention, preferably, the flow cross-sectional area of the notch through which the cooling water flows in the surrounding space is mixed.
このような構造にすることにより、サージタンク内を流れる冷却水の流速を変化させることにより、冷却水の流に乱れを生起させて、混入している異物を分離し易くする。
更に、外殻の面剛性が低い部分の切欠面積を小さくして、サージタンク全体の剛性を向上させることができる。
By adopting such a structure, the flow rate of the cooling water flowing in the surge tank is changed, thereby causing a disturbance in the flow of the cooling water and facilitating the separation of the mixed foreign matters.
Furthermore, the notch area of the portion where the surface rigidity of the outer shell is low can be reduced, and the rigidity of the entire surge tank can be improved.
また、本発明において好ましくは、前記不純物貯溜部の前記外殻に前記沈殿物を前記冷却水サージタンク外に排出するドレン装置を配設するとよい。 In the present invention, it is preferable that a drain device for discharging the precipitate out of the cooling water surge tank is disposed in the outer shell of the impurity reservoir.
このような構造にすることにより、貯溜した沈殿物を排出するようにして、内燃機関側に流出する冷却水への不純物混入防止を確実にする。 By adopting such a structure, the stored sediment is discharged, and it is ensured that impurities are prevented from entering the cooling water flowing out to the internal combustion engine.
また、本発明において好ましくは、前記不純物貯溜部間を連通する連通孔を、前記隔離壁の基部に設けるとよい。 In the present invention, it is preferable that a communication hole that communicates between the impurity reservoirs is provided in a base portion of the isolation wall.
このような構造にすることにより、複数の不純物隔離壁間に沈澱した沈殿物の排出を1個のドレン装置にて実施でき、コスト上昇を抑制できる。 By adopting such a structure, the sediment precipitated between the plurality of impurity isolation walls can be discharged with one drain device, and an increase in cost can be suppressed.
本発明によれば、内燃機関を冷却した冷却水をサージタンク内の補強リブを利用して、冷却水から気泡及び不純物を分離させて、内燃機関の耐久性及び信頼性の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the durability and reliability of the internal combustion engine by separating the air and impurities from the cooling water using cooling ribs in the surge tank. it can.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
尚、冷却用媒体としては一般に水又は凍結防止、防錆効果を図った液体を使用しているが、本実施形態ではこれらを総称して、「冷却水」として記載する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.
In general, water or a liquid having antifreezing and rust prevention effects is used as the cooling medium. In the present embodiment, these are collectively referred to as “cooling water”.
(第1実施形態)
車両に搭載された内燃機関に本発明を適用した全体構成を図1及び図2に基づいて説明する。
図1は車両に搭載された内燃機関の冷却水系構成図を示し、1は車両に搭載された内燃機関、2は内燃機関1から吐出された冷却水を冷却するラジエータ、3は本発明のサージタンクで、該サージタンク3は冷却水に混入している気泡及び不純物を分離するために、内燃機関1を冷却する冷却水が流れるウォータジャケット1a及びラジエータ2より重力方向上方に位置させていると共に、冷却水系と同じ圧力を維持するためのプレッシャキャップ10が装着されている。7は冷却水の温度を感知して冷却水の流路を変更するサーモスタット、8は内燃機関1の運転と共に駆動され、冷却水系の冷却水を流動させるウォータポンプである。9は、ラジエータ2において冷却水と空気との熱交換によって昇温した空気をラジエータ2の熱交換部から吸引するラジエータファンである。
不純物とは、冷却水系にて発生する錆、又は車両使用中に冷却水が長い間、紫外線等の照射を受けて、冷却水に含まれている添加剤等が化学反応して生起される物質等である。
(First embodiment)
An overall configuration in which the present invention is applied to an internal combustion engine mounted on a vehicle will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram of a cooling water system of an internal combustion engine mounted on a vehicle. 1 is an internal combustion engine mounted on the vehicle, 2 is a radiator that cools cooling water discharged from the
Impurities are rust generated in the cooling water system, or substances generated by chemical reaction of additives contained in cooling water when the cooling water is exposed to ultraviolet rays while the vehicle is in use for a long time. Etc.
内燃機関1が始動され、該内燃機関1が十分に暖気されていない(冷時)場合、冷却水は内燃機関1から配管P4を介してサーモスタッド7に流れ、該サーモスタッド7から配管P6を通ってウォータポンプ8に達し、該ウォータポンプ8によって再度、内燃機関1のウォータジャケット1a内に圧送され、内燃機関1が十分に暖気されるまで循環が繰返される。
そして、内燃機関1の暖気が進み、冷却水の温度が規定以上に上昇すると、サーモスタッド7は、配管4からの冷却水を配管6側に流すのをストップさせて、配管7側に流し、ラジエータ2によって冷却水を冷却し、配管5を介してウォータポンプ8によって内燃機関1のウォータジャケット1a内に圧送して内燃機関1を冷却する。
When the
When the warm air of the
更に、内燃機関1が高回転、高負荷等で運転されると、冷却水は温度が上昇すると共に体積膨張する。膨張した量の冷却水は配管P1及び、配管P2を介してサージタンク3に流れ込む。
サージタンク3内に流れ込んだ冷却水は、該サージタンク3内で冷却されると共に、冷却水内に混入している気泡を除去して、配管P3を介してウォータポンプ8に吸込まれて、ウォータポンプ8によってウォータジャケット1aに圧送され、キャビテーションの発生が抑制された状態で冷却水系内を循環する。
Further, when the
The cooling water flowing into the surge tank 3 is cooled in the surge tank 3 and air bubbles mixed in the cooling water are removed and sucked into the water pump 8 via the pipe P3. The pump 8 is pumped to the
また、プレッシャキャップ10は冷却水系の圧力を常に適切な状態に保っている。
これは、冷却水の沸騰温度を上げて、冷却水の冷却効果を高めるために、大気圧より高く保持されている。
冷却水系の冷却水温度の上昇に伴い圧力も上昇し、サージタンク3内の圧力が規定値以上になると、プレッシャキャップ10が外気と連通して圧力を下げる。
一方、冷却水温が下がると、サージタンク3内及び、ラジエータ2内が負圧となり、プレッシャキャップ10が外気を導入し、サージタンク3内の圧力を上昇させて規定値に保つようになっている。
Further, the
This is maintained above atmospheric pressure in order to raise the boiling temperature of the cooling water and enhance the cooling effect of the cooling water.
As the cooling water temperature in the cooling water system rises, the pressure also rises. When the pressure in the surge tank 3 exceeds a specified value, the
On the other hand, when the cooling water temperature decreases, the inside of the surge tank 3 and the
図2はサージタンク3の外観斜視図を示す。サージタンク3は、上下方向(重力方向)に延在する分割線Zを境に第1外殻部31と、第2外殻部32とを別々に製作して、夫々を該Z線の境を溶着することにより、内部を密閉したサージタンク3が形成されている。
本サージタンク3は特に、キャブオーバタイプのトラック等の内燃機関1の上側に運転席の床面(図示省略)が配置され、内燃機関1と床面との間のスペースが十分に確保できない構造の車両に適合させるため、キャビンの背面に、平面視が略長方形を成し、重力方向が長い扁平形状の略直方体を成している。
尚サージタンクの方向を示す場合、説明を容易化するため、長方形の長辺方向を「長手方向」、短辺方向を「厚さ方向」とし、重力方向を「上下方向」として記載する。
FIG. 2 is an external perspective view of the surge tank 3. The surge tank 3 is manufactured separately from a first
In particular, the surge tank 3 has a structure in which a floor surface (not shown) of the driver's seat is arranged above the
When the direction of the surge tank is indicated, for the sake of easy explanation, the long side direction of the rectangle is described as “longitudinal direction”, the short side direction is described as “thickness direction”, and the gravity direction is described as “vertical direction”.
サージタンク3の第1外殻部31には、配管P3を介してウォータポンプ8にサージタンク3の冷却水を戻す冷却水流出口31aと、ラジエータ2らの冷却水が配管P2を介して流入する第1流入口31b及び内燃機関1のウォータジャケット1aからの冷却水が配管P1を介して流入する第2流入口31cとが上下方向下部に設けられている。
サージタンク3の第1外殻部31の上下方向上部には、冷却水系の圧力を規定値に維持するプレッシャキャップ10が装着されている。
また、第1外殻部31の上下方向中間部には、冷却水が不足した時に補給する補給口31dが設けられている。
更に、サージタンク3の上下方向中間部に2個、下部に2個の計4個の車体取付のための締結部材(図示省略)が嵌入する取付孔31eが形成されている。
31fはサージタンク3内の冷却水の必要最低限の量を検知するレベルセンサ取付孔である。
A cooling
A
In addition, a replenishing
Further, two mounting
31f is a level sensor mounting hole for detecting the minimum necessary amount of cooling water in the surge tank 3.
図3にサージタンク3の第1外殻部31側の内部構造を示す。
サージタンク3の第1外殻部31は周囲が厚さ方向に突出した外周壁31mが周状(略矩形状)に形成され、外周壁31mを閉塞する平面壁31nが配設されており、中央が空間状の鍋型形状になっている。
中央の空間部には、矩形状(升目状)の互いに対向する外周壁31m間を連続した壁部である補強リブ31pが複数配設され、矩形状に囲繞された多数の囲繞空間Sを形成している。
補強リブ31pは、基部が平面壁31nに接続し、高さ(厚さ方向)は外周壁31mの分割線Zと同一面になるように形成されている。
囲繞空間Sを形成している補強リブ31pには、囲繞空間S内を冷却水が流通できるように大小の切欠部35(35a、35b、35c)が夫々設けられている。
FIG. 3 shows the internal structure of the surge tank 3 on the first
The first
In the central space portion, a plurality of reinforcing
The reinforcing
The reinforcing
図示省略するが、第2外殻部32は、第1外殻部31と同じように形成されている。
但し、第2外殻部32には、冷却水流出口31a、第1及び第2流入口31b、31c及びレベルセンサ取付孔31fが配設されていない。
即ち、分割線Zの外周形状、及び外周壁31m間を連続した補強リブの配置位置が対向するように形成されている。
従って、第1外殻31と第2外殻32とを分割線Zに沿って溶着することにより、閉塞された囲繞空間Sは切欠部によって冷却水が連通することになる。
Although not shown, the second
However, the second
That is, it is formed so that the outer peripheral shape of the dividing line Z and the arrangement position of the reinforcing rib continuous between the outer
Therefore, by welding the first
補強リブ31pはサージタンク3の厚さ方向の剛性を上げるためであると共に、冷却水流通用の切欠部35を有している。
切欠部35は、大きさが小さい切欠部35a、中間切欠部35b、大きい切欠部35cが夫々設けられている。
大きい切欠部35cは、取付孔31eを形成している周囲に多く設けられている。
これは、取付孔31eを形成している周囲部材が、第1外殻部31と第2外殻部32とが厚さ方向に連続して配置されているので、厚さ方向の剛性が容易に確保できるためである。
また、小さい切欠部35aは、取付孔31e及び、冷却水の入出口が配置されていないサージタンク3の上部(重力方向)に多く設けられている。
中間切欠部35bは、サージタンク3の上下方向中間部の取付孔31eと下部の取付孔31eとの間に位置する部分に多く設けられている。
これは、厚さ方向に剛性が高い取付孔31eによって両側が支持される配置になっている。
The reinforcing
The cutout portion 35 is provided with a
Many
This is because the first
Moreover, many
Many
This is an arrangement in which both sides are supported by
そして、小さい切欠部35aが多いサージタンク3の上部は、冷却水に含まれている、蒸気が滞留する部分で、冷却水の流通は殆んどない。
従って、冷却水の流通抵抗を大きくする要因にならず、サージタンク3の剛性を確保できる。
また、中間切欠部35bと大きい切欠部35cとを混在させることにより、冷却水の流速を変化させることにより、冷却水に乱流を生起させ、冷却水に混入している不純物を分離し易くさせる効果を有している。
ラジエータ2側からの冷却水は、第1流入口31bからサージングタンク3内に導入され、破線A1に示すとおり、小さい切欠部35aを通過して上方へ流れ、各切欠部35を通過して下方へ流れる。
一方、内燃機関1のウォータジャケット1aからの冷却水は、第2流入口31Cからサージタンク3内に導入され、破線A2のとおり小さい切欠部35aを通過して上方へ流れ、各切欠部35を通過して下方へ流れる。
従って、通常、冷却水の水位はB線位置まであり、B線より上方は冷却水から分離した蒸気が充満している。
And the upper part of the surge tank 3 with many
Accordingly, the rigidity of the surge tank 3 can be ensured without increasing the flow resistance of the cooling water.
In addition, by mixing the
Cooling water from the
On the other hand, the cooling water from the
Therefore, the water level of the cooling water is usually up to the B line position, and the vapor separated from the cooling water is filled above the B line.
図4はサージタンク3の上下方向(重力方向)下部の拡大図を示す。
図4において、第1外殻31の下部の外周壁31mから上方に向け起立した隔離壁31gが囲繞空間S内に配設されている。隔離壁31gと、補強リブ31pと、外周壁31mとによって、上方が開口した不純物貯溜部36が形成されている。
不純物貯溜部36gと不純物貯溜部36jとを区切る隔離壁31gの基部には、沈澱した不純物が流動できる連通孔31hが穿設されている。
更に、不純物貯溜部36jの底部である外周壁31mにはドレン装置37が装着されている。
FIG. 4 shows an enlarged view of the lower portion of the surge tank 3 in the vertical direction (gravity direction).
In FIG. 4, an
A
Further, a
ドレン装置37は、ウィング状の回転操作部37aと、サージタンク3の不純物貯溜部36jの底部である外周壁31mに配設された螺合孔31gに螺合する螺子部37bと、回転操作部37aと螺子部37bとの結合部と外周壁31mとで挟持する水密用のシールリング38とで構成されている。
螺子部37bには、螺子部37bの回転操作部37aとの結合部に、螺子部37bを径方向に貫通する貫通孔37dと、該貫通孔37dに連通すると共に、不純物貯溜部36に開口し、螺子部37bの軸線に沿って設けられた不純物排出孔37cとを有している。
不純物排出方法は、回転操作部37aを回転させて、貫通孔37dを外周壁31mから外方へ露出させることにより、不純物は不純物排出孔37c→貫通孔37dの順に流れサージタンク3外に排出される。
The
The
In the impurity discharging method, the
図4の状態において、上方から降下してくる冷却水W1、W2、及びW3は、中間切欠部35bを3か所から、不純物貯溜部36(図4では3か所)に導入される。不純物貯溜部36に導入された冷却水は隔離壁31gを超えて冷却水流出口31aからウォータポンプ8側に排出するようになっている。
ところが、隔離壁31gの上端と取付孔31eを形成せる周囲部材との隙間Lは大きい切欠部35cより冷却水の流通断面積が小さいので、冷却水は不純物貯溜部36h、36j及び36k内で澱み、不純物は各不純物貯溜部36h、j、kの底部に沈澱する。
不純物貯溜部36の底部に沈澱した不純物は連通孔31hを介して、ドレン装置37が設けてある不純物貯溜部36jに流れ、ドレン装置37によってサージタンク3外に排出される。
このようにして、冷却液に混入している不純物は不純物貯溜部36に積極的に沈澱させて、内燃機関1のウォータジャケット1aに侵入させないようにすることにより、内燃機関1の信頼性と耐久性を向上させる効果が得られる。
In the state of FIG. 4, the cooling waters W1, W2, and W3 descending from above are introduced into the impurity reservoir 36 (three in FIG. 4) from the three
However, since the clearance L between the upper end of the
Impurities deposited on the bottom of the impurity reservoir 36 flow to the
In this way, the impurities mixed in the coolant are positively precipitated in the impurity reservoir 36 so as not to enter the
(第2実施形態)
本発明の実施形態は、サージタンクの下部(重力方向)の不純物貯溜部36の貯溜構造が異なる以外、第1実施形態と同じなので、当該部のみを説明とし、他は省略する。
尚、同一形状で同じ作用をする部材は同一符号を付して、説明は省略する。
(Second Embodiment)
The embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except that the storage structure of the impurity storage portion 36 in the lower part (gravity direction) of the surge tank is different, so only that portion will be described and the rest will be omitted.
Note that members having the same shape and the same action are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図6は、第1実施形態に対し、不純物貯溜部36の上部に冷却水の流路変更壁を設けた以外は同じである。
サージタンク30の下部の外周壁31mから隔離壁31gが上方へ起立している。隔離壁31gと補強リブ31pと外周壁31mとで上方が開口した複数の不純物貯溜部36を形成している。
複数の不純物貯溜部36は、外周壁31mが底辺部から重力方向上方へ立ちあがるコーナ部(図6において左側)から、第1不純物貯溜部36a、第2不純物貯溜部36b、第3不純物貯溜部36c、第4不純物貯溜部36d、第5不純物貯溜部36e、第6不純物貯溜部36f、第7不純物貯溜部36gの順に形成されている。
そして、不純物貯溜部36の上方には、冷却水の流路を変更させる第1及び第2流路変更壁51、52が配設されている。
冷却水は、各切欠部35を通過して多数の経路を経て下降するので、代表例として図6に示す冷却水の第1流路Q1と第2流路Q2とについて説明する。
FIG. 6 is the same as the first embodiment except that a cooling water flow path changing wall is provided above the impurity reservoir 36.
An
The plurality of impurity reservoirs 36 include a
The first and second flow
Since the cooling water passes through the notches 35 and descends through a number of paths, the first flow path Q1 and the second flow path Q2 shown in FIG. 6 will be described as a representative example.
冷却水の第1流路Q1について説明する。
第1不純物貯溜部36aと第2不純物貯溜部36bとを区切る補強リブ31pに形成された大きい切欠部35cには、第1不純物貯溜部36aと第2不純物貯溜部36bに亘り冷却水の流路を変更させる第1流路変更壁51が配設されている。
図7に示すように、第1流路変更壁51は、大きい切欠部35cの切欠端縁から対向する第2外殻部32側(図7の紙面から手前側)まで連続している。
第1流路変更壁51の上下方向位置は、外周壁31mの内周面から補強リブ31pの大きい切欠部35c下端までの高さHに対し、大きい切欠部35c下端から略H/2上方位置に第1流路変更壁51の水平方向の平面部である下面51aが位置するように配置されている。
そして、第1流路変更壁51の幅方向(平面視略長方形の長手方向)の長さは、不純物貯溜部36の同方向の略1/2になっている。
The first flow path Q1 for the cooling water will be described.
A
As shown in FIG. 7, the first flow
The vertical position of the first flow
The length of the first flow
これは、隔離壁と流路変更壁との距離が大きいと、冷却水の乱流が整流化されず、冷却水は第1不純物貯溜部36aと第2不純物貯溜部36bに流入して、不純物を舞上げる。
一方、隔離壁と流路変更壁との距離が小さいと、同間を通過する冷却水の流通抵抗が大きくなると共に、流速が増し、沈澱させたい物質が冷却水と共に冷却水流出口から内燃機関側へ流出する。
更に、図7の場合、第1不純物貯溜部36aと第2不純物貯溜部36bとの幅方向の合計がWとしたので、W/2は、第1不純物貯溜部36a及び第2不純物貯溜部36b夫々の幅方向の略1/2となる。
この場合においても、第1流路変更壁51の幅方向の長さWが不純物貯溜部36の同方向の略1/2より長くなると、周囲の補強リブ31pと第1流路変更壁51の幅方向の端縁との距離(冷却水流通断面積)が小さくなり、冷却水の流通抵抗が大きくなる。
幅方向の長さWが略1/2より短くなると冷却水の清流が行われず、第1不純物貯溜部36a及び第2不純物貯溜部36b内に冷却水が流入し、沈澱物を舞上げる。
This is because if the distance between the isolation wall and the flow path changing wall is large, the turbulent flow of the cooling water is not rectified, and the cooling water flows into the
On the other hand, if the distance between the isolation wall and the flow path changing wall is small, the flow resistance of the cooling water that passes between them increases, the flow velocity increases, and the substance to be precipitated together with the cooling water flows from the cooling water outlet to the internal combustion engine side. Spill to
Further, in the case of FIG. 7, since the sum in the width direction of the
Even in this case, if the length W in the width direction of the first flow
When the length W in the width direction becomes shorter than about ½, the cooling water is not clarified, and the cooling water flows into the first
このような構造における冷却水の第1流路Q1の場合、第1流路Q1は、第1流路変更壁51の上面を流れて第1不純物貯溜部36a側と、第2不純物貯溜部36b側に分流する。
第1不純物貯溜部36a側に流入した冷却水は、第1不純物貯溜部36a内にて渦状の乱流となる。
ところが、第1流路変更壁51と大きい切欠部35c下端との隙間H/2が、補強リブ31pの大きい切欠部35c下端までの高さHに対し略半分なので、第1不純物貯溜部36a内の冷却水の流れは遅くなり、不純物の分離と、該不純物の第1不純物貯溜部36aの底部への沈澱を促進される。
また、上方から降下してくる冷却水が沈澱した不純物に直接衝突しないので、沈澱物の舞上がりを防止する。
その後、第1流路変更壁51の下面51aを第2不純物貯溜部36b側へ流れる。
一方、第2不純物貯溜部36b側に流入した冷却水は、第1流路変更壁51の下面51aを流れてきた冷却水と第2不純物貯溜部36bの上部で合流し、第2不純物貯溜部36b内への流入速度(流入勢い)が阻害され、第2不純物貯溜部36bの底部に沈澱した不純物の舞上がりを抑制する。その後、第3不純物貯溜部36c側へ流れる。
第1及び第2不純物貯溜部36a、36bに沈澱した不純物は、連通孔31hを介して第3不純物貯溜部36c側に流れる。
尚、第1流路変更壁51の下面51Aの高さを1.5H(切欠部35c下端までの高さH+隙間H/2)、及び第1流路変更壁51の幅方向長さを不純物貯溜部36の幅方向長さW/2として記載したが、第1流路変更壁51の下面51Aの高さを1.5±0.2H、
幅方向長さをW/2±W/5の範囲で夫々を適宜組合わせても、良い結果が得られることを確認している。
In the case of the first flow path Q1 of the cooling water having such a structure, the first flow path Q1 flows through the upper surface of the first flow
The cooling water that has flowed into the
However, since the gap H / 2 between the first flow
In addition, since the cooling water descending from above does not directly collide with the precipitated impurities, the rising of the precipitate is prevented.
Thereafter, the lower surface 51a of the first flow
On the other hand, the cooling water that has flowed into the
Impurities precipitated in the first and
The height of the lower surface 51A of the first flow
It has been confirmed that good results can be obtained even if the width direction lengths are appropriately combined within the range of W / 2 ± W / 5.
冷却水の第2流路Q2について説明する。
補強リブ31pで囲繞された矩形状(升目状)の囲繞空間Sの長手方向中間部に隔離壁31gが外周壁31mの内周面から重力方向に起立している。
隔離壁31gの上方には補強リブ31puに形成された大きい切欠部35cuが配設されている。
図8に示すように、大きい切欠部35cuと隔離壁31gとの中間部には、逆T字状の第2流路変更壁52が配設されている。
逆T字状の第2流路変更壁52は、下側に水平面52a、上側に該水平面52aの長手方向の中間部で、該水平面と直角方向に突出した突出部52bを有した形状を成している。
そして、第2流路変更壁52は、第1外殻部31と第2外殻部32間を連結して配置されている。
第2流路変更壁52の下面52aの上下方向位置は、外周壁31mの内周面から隔離壁31gの高さHに対し、隔離壁31gの上端縁から第2流路変更壁52の平面部である水平面52aまでの隙間が略H/2の位置になるように配置されている。
そして、第2流路変更壁52の長手方向の長さは、不純物貯溜部36の同方向の略W/2になっている。
The 2nd flow path Q2 of a cooling water is demonstrated.
An
A large notch 35cu formed in the reinforcing rib 31pu is disposed above the
As shown in FIG. 8, an inverted T-shaped second flow
The inverted T-shaped second flow
The second flow
The vertical position of the
The length of the second flow
このような構造における冷却水の第2流路Q2の場合、第2流路Q2は、第2流路変更壁52の上面に当接する。第2流路変更壁52の突起部52bにて流れを第6不純物貯溜部36f側と、第7不純物貯溜部36g側とに分流する。
第6不純物貯溜部36f側に流入した冷却水は、第5不純物貯溜部36e側から流れてきた冷却水と合流するため流速が遅くなる。
従って、第6不純物貯溜部36f内に流入する冷却水は渦状の乱流となるが流速は遅い。
第6不純物貯溜部36f内の冷却水は、不純物の分離とその沈澱を促進する。
第2流路変更壁52の突起部52bは、第5不純物貯溜部36e側から流れてくる冷却水によって、上方から降下してくる冷却水が第7不純物貯溜部36f側へ多くの冷却水が偏って流れるのを防止する。
In the case of the second flow path Q2 of the cooling water having such a structure, the second flow path Q2 contacts the upper surface of the second flow
The cooling water that has flowed into the sixth
Therefore, the cooling water flowing into the
The cooling water in the
The protrusion 52b of the second flow
更に、第2流路変更壁52の平面部52aと隔離壁31gの上縁との隙間H/2が、隔離壁31gの高さHに対し略半分なので、第1不純物貯溜部36a内の冷却水の流れはさらに遅くなり、不純物の分離と該不純物の第1不純物貯溜部36aの底部への沈澱を促進される。
また、上方から降下してくる冷却水が沈澱した不純物に直接衝突しないので、沈澱物の舞上がりを防止する。
その後、第2流路変更壁52の下面52aを第7不純物貯溜部36g側へ流れる。
一方、第7不純物貯溜部36g側に流入した冷却水は、第2流路変更壁52の下面52aを流れてきた冷却水と第7不純物貯溜部36gの上部で合流し、第6不純物貯溜部36f内への流入速度が阻害され、第2不純物貯溜部36bの底部に沈澱した不純物の舞上がりを抑制する。
このように、I型形状の第1流路変更壁51と、該第1流路変更壁51の冷却水経路下流側に逆T字形状の第2流路変更壁52を併用することにより、冷却水からの不純物分離は更に効果的な作用を得ることができる。
また、夫々の不純物貯溜部36を形成する隔離壁31g及び補強リブ31pの基部に設けた連通孔31hによって、各不純物貯溜部36に沈澱した不純物をドレン装置37が配設されている不純物貯溜部36gに流し、ドレン装置37によってリザーブタンク3の外部に排出できる。このようにして、リザーブタンク3のコスト上昇を抑制できる。
尚、本実施形態では、第1流路変更壁51と第2流路変更壁52とを併用したが、夫々を別々に用いてもよし、又は複数個を適宜組み合わせて使用することも容易に可能となる。
Furthermore, since the gap H / 2 between the
In addition, since the cooling water descending from above does not directly collide with the precipitated impurities, the rising of the precipitate is prevented.
Then, the
On the other hand, the cooling water that has flowed into the seventh
Thus, by using the I-shaped first flow path change
Further, an impurity storage portion in which a
In the present embodiment, the first flow
内燃機関を冷却した冷却水をサージタンク内の補強リブを利用して、冷却水から気泡及び不純物を分離させて、内燃機関の耐久性及び信頼性の向上を図る内燃機関の冷却水系に配設されたサージタンク構造に利用できる。 The cooling water that has cooled the internal combustion engine is disposed in the cooling water system of the internal combustion engine to improve the durability and reliability of the internal combustion engine by separating bubbles and impurities from the cooling water using the reinforcing ribs in the surge tank. Available for the constructed surge tank structure.
1 内燃機関
1a ウォータジャケット
2 ラジエータ
3 サージタンク
8 ウォータポンプ
10 プレッシャキャップ
31 第1外殻(外殻部)
31a 冷却水流出口
31b 第1流入口
31c 第2流入口
31g 隔離壁
31h 連通孔
31p 補強リブ(隔壁)
32 第2外殻(外殻部)
35 切欠部
36 不純物貯溜部
37 ドレン装置
51 第1流路変更壁(流路変更壁)
52 第2流路変更壁(流路変更壁)
S 囲繞空間
DESCRIPTION OF
31a Cooling
32 Second outer shell (outer shell)
35 Notch part 36
52 Second channel change wall (channel change wall)
S Go space
Claims (7)
該ウォータジャケットを流れて昇温した前記冷却水を冷却するラジエータと、
前記ウォータジャケットと前記ラジエータに対し重力方向上方に位置して、前記冷却水を貯溜する内燃機関のサージタンク構造において、
平面視が略長方形で重力方向が長い縦長の外殻部と、
該外殻部の内面から内方へ突出して、複数の囲繞空間を形成すると共に、前記囲繞空間を前記冷却水が流通する切欠部を有した壁部と、
前記ウォータジャケットからの前記冷却水が流入する第1流入口と、
前記ラジエータからの前記冷却水が流入する第2流入口と、
前記外殻部の重力方向下部に配設され、前記第1及び第2流入口から流入した冷却水が前記囲繞空間を流通して前記内燃機関に戻る冷却水流出口と、
前記冷却水流出口の冷却水流路上流側の前記囲繞空間内に、重力方向上方から降下してくる前記冷却水に対向した位置に、前記外殻内面から重力方向上方へ起立した隔離壁と前記壁部とによって形成され、前記冷却水に混入している不純物を沈澱させる上方が開口した不純物貯溜部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の冷却水サージタンク構造。 A water jacket through which cooling water for cooling the internal combustion engine flows;
A radiator for cooling the cooling water heated through the water jacket;
In the surge tank structure of the internal combustion engine that is located above the water jacket and the radiator in the direction of gravity and stores the cooling water,
A vertically long outer shell portion having a substantially rectangular shape in plan view and a long gravity direction;
Projecting inward from the inner surface of the outer shell portion to form a plurality of surrounding spaces, and a wall portion having a cutout portion through which the cooling water flows in the surrounding space;
A first inlet into which the cooling water from the water jacket flows;
A second inlet through which the cooling water from the radiator flows;
A cooling water outlet disposed at a lower portion in the gravity direction of the outer shell portion, and cooling water flowing in from the first and second inlets flows through the surrounding space and returns to the internal combustion engine;
In the surrounding space on the upstream side of the cooling water flow path of the cooling water outlet, in the position facing the cooling water descending from above in the gravitational direction, the isolation wall and the wall standing up from the inner surface of the outer shell in the gravitational direction An internal combustion engine cooling water surge tank structure comprising: an impurity storage portion formed at a top portion, the upper portion being formed to precipitate impurities mixed in the cooling water.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012243735A JP2014092094A (en) | 2012-11-05 | 2012-11-05 | Cooling water surge tank structure of internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019520261A (en) * | 2016-06-23 | 2019-07-18 | テスラ,インコーポレイテッド | Integrated coolant bottle assembly |
-
2012
- 2012-11-05 JP JP2012243735A patent/JP2014092094A/en active Pending
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