JP2019120182A - engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンに関し、詳しくは、流体冷却装置の配置上の制約を受け難いエンジンに関する。 The present invention relates to an engine, and more particularly, to an engine that is less subject to the arrangement of fluid cooling devices.
従来、流体冷却装置としてオイルクーラやインタークーラを備えたエンジンがある(例えば、特許文献1,2参照)。
BACKGROUND Conventionally, there are engines provided with an oil cooler and an intercooler as fluid cooling devices (see, for example,
《問題点》 流体冷却装置の配置上の制約が大きい。
特許文献1のエンジンでは、流体冷却装置にオイルクーラが用いられているが、オイルクーラは、オイル通過経路上で、かつ、エンジン冷却風送風経路上に配置する必要があり、流体冷却装置の配置上の制約が大きい。
特許文献2のエンジンでは、冷却装置にインタークーラが用いられているが、インタークーラは、過給空気通過路上で、かつエンジン冷却風送風経路上に配置する必要があり、流体冷却装置の配置上の制約が大きい。
<< Problems >> The restriction on the arrangement of the fluid cooling device is large.
In the engine of
In the engine of
本発明の課題は、流体冷却装置が配置上の制約を受け難いエンジンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an engine in which the fluid cooling device is not subject to the restriction on the arrangement.
請求項1に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図1(A)〜(D),図5(A)〜(D)に例示するように、エンジンの昇温流体(1a)が通過する流体導管(1)と、ヒートパイプ(2)を備え、ヒートパイプ(2)は流体導管(1)の熱を受ける一端側の入熱部(2a)と、入熱部(2a)で受けた熱を放熱する他端側の放熱部(2b)を備えている、ことを特徴とするエンジン。
The specific matters of the invention according to
As illustrated in FIG. 1 (A) to (D) and FIG. 5 (A) to (D), it is provided with a fluid conduit (1) through which the temperature raising fluid (1a) of the engine passes, and a heat pipe (2) The heat pipe (2) has a heat input portion (2a) at one end side receiving heat of the fluid conduit (1) and a heat radiation portion (2b) at the other end side for radiating the heat received at the heat input portion (2a) An engine characterized by having.
(請求項1に係る発明)
請求項1に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 流体冷却装置が配置上の制約を受け難い。
流体冷却装置となるヒートパイプ(2)の入熱部(2a)は、高温部となる流体導管(1)の任意の位置に配置し、ヒートパイプ(2)の放熱部(2b)は、高温部から離れた任意の低温部に配置するだけでよく、流体冷却装置が配置上の制約を受け難い。
(Invention of claim 1)
The invention according to
<< Effect >> The fluid cooling device is not subject to the restriction on the arrangement.
The heat input part (2a) of the heat pipe (2) to be the fluid cooling device is disposed at an arbitrary position of the fluid conduit (1) to be the high temperature part, and the heat release part (2b) of the heat pipe (2) It is only necessary to place it at any low temperature part away from the part, and the fluid cooling device is not subject to the restriction on the arrangement.
図1〜図4は本発明の第1実施形態に係るエンジンを説明する図、図5は本発明の第2実施形態に係るエンジンを説明する図である。いずれの実施形態も、水冷の立形直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。 1 to 4 illustrate an engine according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 illustrates an engine according to a second embodiment of the present invention. Both embodiments describe a water-cooled vertical in-line multi-cylinder diesel engine.
まず、第1実施形態について説明する。
このエンジンの概要は、次の通りである。
図2〜図4に示すように、このエンジンは、クランク軸(12)の架設方向を前後方向として、シリンダブロック(13)と、シリンダブロック(13)の上部に組み付けられたシリンダヘッド(14)と、シリンダヘッド(14)の上部に組み付けられたシリンダヘッドカバー(15)と、シリンダブロック(13)の前部に組み付けられたフロントケース(16)と、フロントケース(16)に形成された水ポンプ(17)と、水ポンプ(17)の前部に設けられたエンジン冷却ファン(18)と、エンジン冷却ファン(18)の前方に配置されたラジエータ(19)と、シリンダブロック(13)の後部に組み付けられたフライホイールハウジング(20)と、シリンダブロック(13)の下部に組み付けられたオイルパン(10)と、シリンダヘッド(14)の横一側に組み付けられた吸気マニホルド(23)と、シリンダヘッド(14)の横他側に組み付けられた排気マニホルド(21)と、排気マニホルド(21)の上部に組み付けられた過給機(3)を備えている。
First, the first embodiment will be described.
The outline of this engine is as follows.
As shown in FIGS. 2 to 4, this engine has a cylinder block (13) and a cylinder head (14) assembled on top of the cylinder block (13), with the installation direction of the crankshaft (12) as the front and back direction. A cylinder head cover (15) assembled to the upper part of the cylinder head (14), a front case (16) assembled to the front of the cylinder block (13), and a water pump formed on the front case (16) (17), an engine cooling fan (18) provided at the front of the water pump (17), a radiator (19) disposed in front of the engine cooling fan (18), and a rear of the cylinder block (13) A flywheel housing (20) assembled to the cylinder block (13), an oil pan (10) assembled to the lower portion of the cylinder block (13), and a suction assembled to one side of the cylinder head (14). A manifold (23) includes an exhaust manifold assembled next to the other side of the cylinder head (14) (21), mounted to the upper portion of the exhaust manifold (21) turbocharger (3).
図1(A)〜(D)に示すように、このエンジンは、エンジンの昇温流体(1a)が通過する流体導管(1)と、ヒートパイプ(2)を備え、ヒートパイプ(2)は流体導管(1)の熱を受ける一端側の入熱部(2a)と、入熱部(2a)で受けた熱を放熱する他端側の放熱部(2b)を備えている。
このエンジンは、次の利点を備えている。
流体冷却装置となるヒートパイプ(2)の入熱部(2a)は、高温部となる流体導管(1)の任意の位置に配置し、ヒートパイプ(2)の放熱部(2b)は、高温部から離れた任意の低温部に配置するだけでよく、流体冷却装置が配置上の制約を受け難い。
図2〜図4に示すように、ヒートパイプ(2)の放熱部(2b)は、ラジエータ(19)よりも前側の低温部に配置されている。図1(A)(C)に示すように、ヒートパイプ(2)の放熱部(2b)には、放熱フィン(24)が設けられている。
As shown in FIGS. 1 (A) to 1 (D), this engine is provided with a fluid conduit (1) through which the temperature-raising fluid (1a) of the engine passes, and a heat pipe (2). The heat input part (2a) of one end side which receives the heat of the fluid conduit (1) and the heat radiation part (2b) of the other end side which radiates the heat received by the heat input part (2a) are provided.
This engine has the following advantages:
The heat input part (2a) of the heat pipe (2) to be the fluid cooling device is disposed at an arbitrary position of the fluid conduit (1) to be the high temperature part, and the heat release part (2b) of the heat pipe (2) It is only necessary to place it at any low temperature part away from the part, and the fluid cooling device is not subject to the restriction on the arrangement.
As shown in FIGS. 2 to 4, the heat radiating portion (2 b) of the heat pipe (2) is disposed at the low temperature portion on the front side of the radiator (19). As shown to FIG. 1 (A) (C), the radiation fin (24) is provided in the thermal radiation part (2b) of a heat pipe (2).
図1(A)(B)に示すように、このエンジンは、ヒートパイプ(2)で冷却される流体導管(1)として、図2,図3に示す過給機(3)の軸受(3a)を冷却したエンジンオイル(4a)をオイルパン(10)側に戻すエンジンオイル導管(4)を備えている。
このエンジンは、次の利点を備えている。
ヒートパイプ(2)により、オイルクーラを用いることなく、高温のエンジンオイル(4a)を簡易に冷却することができる。
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), this engine is used as a fluid conduit (1) cooled by the heat pipe (2), a bearing (3a) of the turbocharger (3) shown in FIGS. The engine oil conduit (4) returns the cooled engine oil (4a) to the oil pan (10) side.
This engine has the following advantages:
The heat pipe (2) can easily cool the high temperature engine oil (4a) without using an oil cooler.
図1(C)(D)に示すように、このエンジンは、ヒートパイプ(2)で放熱される流体導管(1)として、過給空気導管(5)を備えている。
このエンジンでは、ヒートパイプ(2)により、インタークーラなしで、高温の過給空気(5a)を簡易に冷却することができる。
図2〜図4に示すように、過給空気導管(5)は、過給機(3)と吸気マニホルド(23)の間に配置された金属管である。
As shown in FIG. 1 (C) (D), this engine is provided with a supercharged air conduit (5) as a fluid conduit (1) to be dissipated by the heat pipe (2).
In this engine, the heat pipe (2) can easily cool the high-temperature supercharged air (5a) without the intercooler.
As shown in FIGS. 2 to 4, the supercharging air conduit (5) is a metal pipe disposed between the turbocharger (3) and the intake manifold (23).
図1(A)〜(D)に示すように、ヒートパイプ(2)は、流体導管(1)を囲繞する囲繞筒(6)と、囲繞筒(6)から導出されたチューブ(7)で構成され、囲繞筒(6)内が入熱部(2a)とされ、チューブ(7)の導出端部が放熱部(2b)とされている。
このエンジンでは、囲繞筒(6)内で流体導管(1)の熱が入熱され、昇温流体(1a)の冷却効率が高い。
As shown in FIGS. 1 (A) to 1 (D), the heat pipe (2) includes a surrounding cylinder (6) surrounding the fluid conduit (1) and a tube (7) drawn from the surrounding cylinder (6). The inside of the surrounding cylinder (6) is made into a heat input part (2a), and the lead-out end of the tube (7) is made into a heat radiation part (2b).
In this engine, the heat of the fluid conduit (1) is received in the surrounding cylinder (6), and the cooling efficiency of the temperature raising fluid (1a) is high.
ヒートパイプ(2)は、外壁を構成する金属のコンテナと、コンテナ内に減圧封入されている作動液体(22)と、コンテナの内面に形成された液体還流用ウィックを備え、流体導管(1)からヒートパイプ(2)の入熱部(2a)への入熱で作動液体(22)が沸騰し、蒸発熱を奪った作動液体(22)の蒸気(22a)が入熱部(2a)から放熱部(2b)に流れ、放熱部(2b)で蒸気(22a)が凝縮し、凝縮熱が放熱部(2b)で放出され、熱移動により、流体導管(1)を通過する昇温流体(1a)の冷却がなされる。放熱部(2b)で凝縮した作動液体(22)は、液体還流用ウィックの毛細管現象により、入熱部(2a)に戻る。液体還流用ウィックには金属メッシュが用いられている。 The heat pipe (2) comprises a metal container forming the outer wall, a working liquid (22) sealed under a reduced pressure in the container, and a liquid reflux wick formed on the inner surface of the container, and the fluid conduit (1) The working liquid (22) boils by the heat input to the heat input part (2a) of the heat pipe (2), and the vapor (22a) of the working liquid (22) deprived of the evaporation heat from the heat input part (2a) Heat flows into the heat radiating portion (2b), the vapor (22a) condenses in the heat radiating portion (2b), condensation heat is released in the heat radiating portion (2b), and heat transfer causes the temperature rising fluid (passing through the fluid conduit (1) Cooling of 1a) is performed. The working liquid (22) condensed in the heat radiation part (2b) returns to the heat input part (2a) by the capillary phenomenon of the liquid reflux wick. A metal mesh is used for the liquid reflux wick.
図1(B)(D)に示すように、囲繞筒(6)で囲繞された流体導管(1)の被囲繞部(11)の周壁は、周方向に沿って交互に内外に折り返された襞(8)で形成されている。
このエンジンでは、襞(8)で形成された被囲繞部(11)の周壁は、表面積が大きく、流体導管(1)からヒートパイプ(2)の入熱部(2a)への入熱効率が高い。
As shown in FIGS. 1 (B) and 1 (D), the peripheral wall of the enclosed portion (11) of the fluid conduit (1) surrounded by the surrounding cylinder (6) is alternately folded back and forth along the circumferential direction It is made of cocoon (8).
In this engine, the peripheral wall of the surrounding portion (11) formed by the weir (8) has a large surface area, and the heat input efficiency from the fluid conduit (1) to the heat input portion (2a) of the heat pipe (2) is high. .
次に、第2実施形態について説明する。
図5(A)〜(D)に示すように、このエンジンでは、ヒートパイプ(2)は、チューブ(7)で構成され、流体導管(1)に接するチューブ(7)の一端部が入熱部(2a)とされ、チューブ(7)の他端部が放熱部(2b)とされている。
このエンジンでは、一般的な構造の既存のヒートパイプ(2)を用いて、流体冷却装置を簡易に製作することができる。
Next, a second embodiment will be described.
As shown in FIGS. 5A to 5D, in this engine, the heat pipe (2) is composed of the tube (7), and one end of the tube (7) in contact with the fluid conduit (1) receives heat. It is a part (2a), and the other end of the tube (7) is a heat dissipating part (2b).
In this engine, the fluid cooling device can be easily manufactured using the existing heat pipe (2) of the general structure.
図5(A)〜(D)に示すように、このエンジンでは、チューブ(7)の入熱部(2a)が接する流体導管(1)の被接触部(9)の周壁は、周方向に沿って交互に内外に折り返された襞(8)で形成され、襞(8)の複数の溝(8a)に複数のチューブ(7)の入熱部(2a)が嵌合されている。
このエンジンでは、襞(8)で形成された被接触部(9)の周壁は、表面積が大きく、流体導管(1)からヒートパイプ(2)の入熱部(2a)への入熱効率が高い。
As shown in FIGS. 5A to 5D, in this engine, the circumferential wall of the to-be-contacted portion (9) of the fluid conduit (1) in contact with the heat input portion (2a) of the tube (7) is circumferentially It is formed by the weir (8) alternately folded back and forth along the length, and the heat input parts (2a) of the plural tubes (7) are fitted in the plural grooves (8a) of the weir (8).
In this engine, the peripheral wall of the contact portion (9) formed by the weir (8) has a large surface area, and the heat input efficiency from the fluid conduit (1) to the heat input portion (2a) of the heat pipe (2) is high. .
第2実施形態の他の構造については第1実施形態と同一であり、図5(A)〜(D)中、第1実施形態と同一の要素には、図1(A)〜(D)と同一の符号を付しておく。 The other structure of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and in FIGS. 5A to 5D, the same elements as those of the first embodiment are shown in FIGS. 1A to 1D. The same reference numerals are attached.
(1) 流体導管
(1a) 昇温流体
(2) ヒートパイプ
(2a) 入熱部
(2b) 放熱部
(3) 過給機
(3a) 軸受
(4) エンジンオイル導管
(4a) エンジンオイル
(5) 過給空気導管
(5a) 過給空気
(6) 囲繞筒
(7) チューブ
(8) 襞
(8a) 溝
(9) 被接触部
(10) オイルパン
(11) 被囲繞部
(1) Fluid conduit
(1a) Heated fluid
(2) Heat pipe
(2a) Heat input
(2b) Heat dissipation unit
(3) Turbocharger
(3a) Bearing
(4) Engine oil conduit
(4a) Engine oil
(5) Supercharged air conduit
(5a) Supercharged air
(6) Go cylinder
(7) Tube
(8) 襞
(8a) Groove
(9) Contacted part
(10) Oil pan
(11) Covered area
Claims (7)
ヒートパイプ(2)で冷却される流体導管(1)として、過給機(3)の軸受(3a)を冷却したエンジンオイル(4a)をオイルパン(10)側に戻すエンジンオイル導管(4)を備えている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to claim 1,
As a fluid conduit (1) cooled by the heat pipe (2), an engine oil conduit (4) for returning the engine oil (4a) obtained by cooling the bearing (3a) of the turbocharger (3) to the oil pan (10) side An engine characterized by having.
ヒートパイプ(2)で放熱される流体導管(1)として、過給空気導管(5)を備えている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine described in claim 1 or claim 2,
An engine characterized in that it has a supercharged air conduit (5) as a fluid conduit (1) which is dissipated by a heat pipe (2).
ヒートパイプ(2)は、流体導管(1)を囲繞する囲繞筒(6)と、囲繞筒(6)から導出されたチューブ(7)で構成され、囲繞筒(6)内が入熱部(2a)とされ、チューブ(7)の導出端部が放熱部(2b)とされている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to any one of claims 1 to 3,
The heat pipe (2) is composed of a surrounding cylinder (6) for surrounding the fluid conduit (1) and a tube (7) led out from the surrounding cylinder (6), and the inside of the surrounding cylinder (6) is a heat receiving portion (6) An engine characterized by 2a), wherein the lead-out end of the tube (7) is used as a heat radiating portion (2b).
囲繞筒(6)で囲繞された流体導管(1)の被囲繞部(11)の周壁は、周方向に沿って交互に内外に折り返された襞(8)で形成されている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to claim 4,
The peripheral wall of the enclosed portion (11) of the fluid conduit (1) surrounded by the surrounding cylinder (6) is characterized in that it is formed by folds (8) alternately folded back and forth along the circumferential direction And an engine.
ヒートパイプ(2)は、チューブ(7)で構成され、流体導管(1)に接するチューブ(7)の一端部が入熱部(2a)とされ、チューブ(7)の他端部が放熱部(2b)とされている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to any one of claims 1 to 3,
The heat pipe (2) is composed of a tube (7), one end of the tube (7) in contact with the fluid conduit (1) is the heat input portion (2a), and the other end of the tube (7) is a heat dissipation portion An engine characterized by (2b).
チューブ(7)の入熱部(2a)が接する流体導管(1)の被接触部(9)の周壁は、周方向に沿って交互に内外に折り返された襞(8)で形成され、襞(8)の複数の溝(8a)に複数のチューブ(7)の入熱部(2a)が嵌合されている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to claim 6,
The peripheral wall of the contact portion (9) of the fluid conduit (1) with which the heat input portion (2a) of the tube (7) contacts is formed of weirs (8) alternately folded back and forth along the circumferential direction An engine characterized in that the heat input parts (2a) of the plurality of tubes (7) are fitted in the plurality of grooves (8a) of (8).
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