JP3243549B2 - Boiling-cooled engine - Google Patents

Boiling-cooled engine

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JP3243549B2
JP3243549B2 JP31919696A JP31919696A JP3243549B2 JP 3243549 B2 JP3243549 B2 JP 3243549B2 JP 31919696 A JP31919696 A JP 31919696A JP 31919696 A JP31919696 A JP 31919696A JP 3243549 B2 JP3243549 B2 JP 3243549B2
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cooling
liquid
boiling
engine
refrigerant circulation
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継徳 畑
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰冷却式エンジ
ンに関する。
The present invention relates to a boiling-cooled engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】沸騰冷却式エンジンの従来技術として、
特公平3−4727号公報に開示されたものがある。こ
れは、図5に示すように、本発明と同様、液冷ジャケッ
ト101とコンデンサ102とを連通させた冷媒循環経
路103を備え、コンデンサ102に電動ファン104
を設け、液冷ジャケット101内での沸騰によって生じ
た冷却液105の蒸気を、コンデンサ102内に導入し
て凝縮させ、凝縮した冷却液105を液冷ジャケット1
01に復帰させるようにしてある。
2. Description of the Related Art As a conventional technology of a boiling cooling type engine,
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-4727. As shown in FIG. 5, similarly to the present invention, this is provided with a refrigerant circulation path 103 in which a liquid cooling jacket 101 and a condenser 102 communicate with each other.
The vapor of the cooling liquid 105 generated by boiling in the liquid cooling jacket 101 is introduced into the condenser 102 and condensed, and the condensed cooling liquid 105 is condensed into the liquid cooling jacket 1.
01.

【0003】この従来技術では、通気キャップ121を
備えたリザーバタンク122を空気排出通路123を介
して冷媒循環経路103に連通させ、空気排出通路12
3の途中に常閉型電磁弁124を設け、冷媒循環経路1
03の途中にポンプ125と三方電磁弁126を設け、
この三方電磁弁126に冷媒往復通路127を介してリ
ザーバータンク122を接続し、液冷ジャケット101
内の冷却液温度と液面高さを検出する温度検出手段11
0と液面検出手段128とを設け、この検出温度と液面
高さの検出に基づいて、常閉型電磁弁124とポンプ1
25と三方電磁弁126とを制御できるようにし、コン
デンサ102に第2液面検出手段129を設け、この液
面高さの検出に基づいて、電動ファン104を起動でき
るようにしてある。
In this prior art, a reservoir tank 122 having a ventilation cap 121 is connected to a refrigerant circulation path 103 through an air discharge path 123 so that the air discharge path
3, a normally closed solenoid valve 124 is provided, and the refrigerant circulation path 1
A pump 125 and a three-way solenoid valve 126 are provided in the middle of 03,
A reservoir tank 122 is connected to the three-way solenoid valve 126 via a refrigerant reciprocating passage 127, and the liquid cooling jacket 101 is connected.
Temperature detecting means 11 for detecting the temperature of the cooling liquid and the liquid level in the inside
0 and a liquid level detecting means 128. Based on the detection of the detected temperature and the liquid level, a normally closed solenoid valve 124 and a pump 1 are provided.
25 and the three-way solenoid valve 126 can be controlled, and the condenser 102 is provided with a second liquid level detecting means 129 so that the electric fan 104 can be started based on the detection of the liquid level.

【0004】すなわちエンジン始動後、常閉型電磁弁1
24を開弁させ、三方電磁弁126を流路Aとした状態
で、ポンプ125を逆方向駆動し、リザーバタンク12
2から冷媒循環経路103内に冷却液105を満たし、
ポンプ125を停止させ、常閉型電磁弁124を閉弁さ
せて待機し、検出温度が目標温度を越えたら、ポンプ1
25を正方向駆動し、コンデンサ102からリザーバタ
ンク122へ冷却液105を排出し、液冷ジャケット1
01とコンデンサ102上部に気相冷媒領域を形成し、
冷却液105の沸騰を促進し、液冷ジャケット101内
の液面高さが所定高さまで減少すると、コンデンサ10
2内の冷却液105をポンプ125の正方向駆動で液冷
ジャケット101に補給する。
That is, after the engine is started, the normally closed solenoid valve 1
With the three-way solenoid valve 126 set to the flow path A, the pump 125 is driven in the reverse direction, and the reservoir tank 12 is opened.
2, the coolant 105 is filled in the refrigerant circulation path 103,
The pump 125 is stopped, and the normally closed solenoid valve 124 is closed to stand by. When the detected temperature exceeds the target temperature, the pump 1
25, the cooling liquid 105 is discharged from the condenser 102 to the reservoir tank 122, and the liquid cooling jacket 1 is discharged.
01 and a gas-phase refrigerant region are formed on the upper part of the condenser 102,
When the cooling liquid 105 promotes boiling and the liquid level in the liquid cooling jacket 101 decreases to a predetermined level, the condenser 10
2 is supplied to the liquid cooling jacket 101 by driving the pump 125 in the forward direction.

【0005】そして、暖機運転後、検出温度が一旦、目
標温度まで上昇した後は、三方電磁弁126を流路Bと
した状態で、冷媒循環経路103を密閉する。そして、
検出温度が目標温度よりも高くなった場合には、三方電
磁弁126を流路Aに切り替えるとともに、ポンプ12
5を正方向駆動させて、コンデンサ102からリザーバ
タンク122に冷却液105を排出して、コンデンサ1
02内の液面高さを低下させ、コンデンサ102の放熱
能力を増大させ、冷媒循環経路103内の温度を速やか
に低下させる。また、コンデンサ102内での液面高さ
が所定高さまで減少すると、電動ファン104を起動
し、強制冷却風によりコンデンサ102での凝縮を促進
する。
[0005] After the warm-up operation, once the detected temperature has once risen to the target temperature, the refrigerant circulation path 103 is closed while the three-way solenoid valve 126 is in the flow path B. And
When the detected temperature becomes higher than the target temperature, the three-way solenoid valve 126 is switched to the flow path A and the pump 12
5 is driven in the forward direction, the coolant 105 is discharged from the condenser 102 to the reservoir tank 122, and the condenser 1 is discharged.
The height of the liquid level in the refrigerant circulation path 103 is reduced, the heat radiation capacity of the condenser 102 is increased, and the temperature in the refrigerant circulation path 103 is rapidly reduced. When the liquid level in the condenser 102 decreases to a predetermined level, the electric fan 104 is started, and the condensation in the condenser 102 is promoted by the forced cooling air.

【0006】他方、検出温度が目標温度よりも低くなっ
た場合には、三方電磁弁126を流路Aに切り替えると
ともに、ポンプ125を逆方向駆動させて、リザーバタ
ンク122内の冷却液105をコンデンサ102に供給
して、コンデンサ102内の液面高さを上昇させ、コン
デンサ102の放熱能力を低下させ、冷媒循環経路10
3内の温度を速やかに上昇させる。
On the other hand, when the detected temperature becomes lower than the target temperature, the three-way solenoid valve 126 is switched to the flow path A, and the pump 125 is driven in the reverse direction so that the coolant 105 in the reservoir tank 122 is condensed. 102, the liquid level in the condenser 102 is increased, the heat radiation capability of the condenser 102 is reduced, and the refrigerant circulation path 10
The temperature in 3 is quickly raised.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、次の問題がある。 放熱を制御するために、液冷ジャケット101内での
冷却液105の温度と液面高さ、コンデンサ102内で
の冷却液105の液面高さを検出し、常閉型電磁弁12
4の開閉、三方電磁弁126の開閉、ポンプ125の発
停、ポンプ125の正逆駆動、電動ファン104の起動
を制御する必要があり、放熱の制御が極めて繁雑にな
る。
The above prior art has the following problems. In order to control the heat radiation, the temperature and the liquid level of the coolant 105 in the liquid cooling jacket 101 and the liquid level of the coolant 105 in the condenser 102 are detected.
4, the opening and closing of the three-way solenoid valve 126, the start / stop of the pump 125, the forward / reverse drive of the pump 125, and the activation of the electric fan 104 need to be controlled.

【0008】リザーバータンク122内の冷却液10
5が蒸気となって通気キャップ121から抜け出るの
で、冷却液105の補充作業を定期的に行う必要があ
る。
[0008] The coolant 10 in the reservoir tank 122
Since 5 becomes vapor and escapes from the ventilation cap 121, it is necessary to periodically perform the operation of replenishing the cooling liquid 105.

【0009】補助通路として空気排出通路123と冷
媒往復通路127を必要とし、制御弁として常閉電磁弁
124と三方電磁弁126とを必要とし、ポンプ125
として正逆切り替え可能なものを必要とし、検出手段と
して液冷ジャケット101内の温度検出手段110と液
面検出手段128とコンデンサ102の第2液面検出手
段129とを必要とする。このため、部品点数が多く、
構造も複雑化する。
An air discharge passage 123 and a refrigerant reciprocating passage 127 are required as auxiliary passages, a normally closed solenoid valve 124 and a three-way solenoid valve 126 are required as control valves, and a pump 125
And a temperature detecting means 110 in the liquid cooling jacket 101, a liquid level detecting means 128, and a second liquid level detecting means 129 of the condenser 102 are required as detecting means. Therefore, the number of parts is large,
The structure is also complicated.

【0010】第1発明の課題は次の点にある。放熱の
制御を簡素化すること。冷却液の定期的な補充作業を
不要にすること。部品点数を少なくし、構造を簡素化
すること。第2発明の課題は、第1発明の課題に加え、
次の点にある。アキュムレータを小型化すること。第
3発明の課題は、第1発明または第2発明の課題に加
え、次の点にある。冷却効率を高めること。燃焼騒
音を抑制すること。
The object of the first invention is as follows. Simplify control of heat dissipation. Eliminate the need for periodic coolant replenishment. To reduce the number of parts and simplify the structure. The object of the second invention is, in addition to the object of the first invention,
In the following points. To reduce the size of the accumulator. The object of the third invention is as follows in addition to the object of the first invention or the second invention. Improve cooling efficiency. To control combustion noise.

【0011】第4発明の課題は、第1発明から第3発明
のいずれかの課題に加え、次の点にある。コンデンサ
を小型化すること。放熱フィンの振動による騒音を抑
制すること。第5発明の課題は第1発明から第4発明の
いずれかの課題に加え、次の点にある。排気弁口の周
肉部の冷却を促進すること。第6発明の課題は、第1発
明から第5発明のいずれかの課題に加え、次の点にあ
る。(10)排気ポート壁の冷却を促進すること。
A fourth object of the present invention is as follows, in addition to the objects of the first to third aspects of the present invention. To reduce the size of a capacitor. Suppress the noise caused by the vibration of the radiation fins. The object of the fifth invention is as follows in addition to the object of any of the first to fourth inventions. To promote cooling of the surrounding part of the exhaust valve. The object of the sixth invention is as follows in addition to the object of any of the first to fifth inventions. (10) To promote cooling of the exhaust port wall.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(第1発明)第1発明は、図1または図4に示すよう
に、液冷ジャケット1とコンデンサ2とを有する冷媒循
環経路3を備え、コンデンサ2に電動ファン4を設け、
液冷ジャケット1内での沸騰によって生じた冷却液5の
蒸気を、コンデンサ2内に導入して凝縮させ、凝縮した
冷却液5を液冷ジャケット1に復帰させるようにした、
沸騰冷却式エンジンにおいて、次のようにしたことを特
徴とする。
(First invention) A first invention comprises a refrigerant circulation path 3 having a liquid cooling jacket 1 and a condenser 2 as shown in FIG. 1 or FIG.
The vapor of the cooling liquid 5 generated by boiling in the liquid cooling jacket 1 is introduced into the condenser 2 to be condensed, and the condensed cooling liquid 5 is returned to the liquid cooling jacket 1.
A boiling-cooled engine is characterized as follows.

【0013】すなわち、制御弁を有しない冷媒循環経路
3に冷媒往復通路6を介してアキュムレータ7の冷媒
溜め室8を常時連通させて気密回路を形成し、エンジン
の発熱量に対応して増減する温度を検出する温度検出手
段10を設け、冷媒循環通路3内の圧力検出手段は設け
ず、前記温度検出手段10の検出温度のみに基づいて電
動ファン4の回転速度を制御手段11で制御できるよう
にしたことを特徴とする。
[0013] That is, the refrigerant circulation path 3 having no control valve, via a refrigerant reciprocating passage 6 by constantly communicated refrigerant reservoir chamber 8 of the accumulator 7 to form a hermetic circuit, increases or decreases in response to the calorific value of the engine Temperature detecting means 10 for detecting the temperature of the refrigerant, and pressure detecting means in the refrigerant circulation passage 3 are provided.
Instead, the rotation speed of the electric fan 4 can be controlled by the control means 11 based only on the temperature detected by the temperature detection means 10.

【0014】(第2発明)第2発明は、図1または図4
に示すように、第1発明において、アキュムレータ7の
冷媒溜め室8を冷媒循環経路3の液相部分に連通させた
ことを特徴とする。
(Second Invention) A second invention is shown in FIG.
As shown in (1), the first invention is characterized in that the refrigerant storage chamber 8 of the accumulator 7 communicates with the liquid phase portion of the refrigerant circulation path 3.

【0015】(第3発明)第3発明は、図1または図4
に示すように、第1発明または第2発明において、エン
ジン運転中も冷媒循環経路3の内圧が常に大気圧よりも
低く維持されるように、冷媒循環経路3の初期内圧を設
定したことを特徴とする。
(Third invention) A third invention is shown in FIG.
As shown in (1), in the first invention or the second invention, the initial internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is set so that the internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is always kept lower than the atmospheric pressure even during engine operation. And

【0016】(第4発明)第4発明は、図1から図4に
示すように、第1発明から第3発明のいずれかにおい
て、液冷ジャケット1の外周壁12に放熱フィン13を
形成し、液冷ジャケット1の外周壁12の周囲に冷却風
を通過させるようにしたことを特徴とする。
(Fourth Invention) In a fourth invention, as shown in FIG. 1 to FIG. 4, a heat radiation fin 13 is formed on the outer peripheral wall 12 of the liquid cooling jacket 1 in any one of the first invention to the third invention. The cooling air is passed around the outer peripheral wall 12 of the liquid cooling jacket 1.

【0017】(第5発明)第5発明は、図3に示すよう
に、第1発明から第4発明のいずれかにおいて、吸気弁
口14周囲の吸気弁口ポート壁15と排気弁口16周囲
の排気弁口ポート壁17との間に、冷却液通過隙間18
を形成したことを特徴とする。
(Fifth Invention) In a fifth invention, as shown in FIG. 3, in any one of the first invention to the fourth invention, an intake port port wall 15 around the intake valve port 14 and an exhaust valve port 16 around the intake valve port 14. Between the cooling valve passage gap 18 and the exhaust valve port wall 17.
Is formed.

【0018】(第6発明)第6発明は、図3(A)に示
すように、第1発明から第5発明のいずれかにおいて、
液冷ジャケット1の冷却液導入口19を排気ポート壁2
0に向けたことを特徴とする。
(Sixth Invention) As shown in FIG. 3A, the sixth invention is based on any one of the first invention to the fifth invention.
The cooling liquid inlet 19 of the liquid cooling jacket 1 is connected to the exhaust port wall 2
It is characterized by aiming at zero.

【0019】[0019]

【発明の作用及び効果】Actions and effects of the present invention

(第1発明)第1発明は次の作用効果を奏する(図1ま
たは図4参照)。 アキュムレータ7によって冷媒循環経路3の内圧がほ
ぼ一定に維持されるので、冷却液5の沸点がほぼ一定
し、冷却液5の蒸発速度がエンジンの発熱量に比例す
る。このため、エンジンの発熱量に対応して増減する温
度を検出し、この検出値に基づき、電動ファン4の回転
速度を制御するだけで、放熱量を適正化できるので、放
熱の制御が極めて簡素化される。
(First Invention) The first invention has the following operational effects (see FIG. 1 or FIG. 4). Since the internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is maintained substantially constant by the accumulator 7, the boiling point of the cooling liquid 5 is substantially constant, and the evaporation rate of the cooling liquid 5 is proportional to the calorific value of the engine. For this reason, the amount of heat radiation can be optimized simply by detecting the temperature that increases or decreases in accordance with the amount of heat generated by the engine, and by controlling the rotation speed of the electric fan 4 based on the detected value. Be transformed into

【0020】冷媒循環経路3と冷媒往復通路6とアキ
ュムレータ7の冷媒溜め室8を連通させて気密回路を形
成してあるため、冷却液5の蒸気が大気中に漏れ出るお
それがなく、冷却液5の補充作業を定期的に行う必要が
ない。
Since the refrigerant circulation path 3, the refrigerant reciprocating path 6, and the refrigerant storage chamber 8 of the accumulator 7 are communicated with each other to form an airtight circuit, there is no possibility that the vapor of the cooling liquid 5 leaks into the atmosphere. There is no need to periodically perform the replenishment work of No. 5.

【0021】補助通路として空気排出通路を必要とせ
ず、制御弁は必要なく、検出手段は温度検出手段10の
みでよい。このため、部品点数が少なく、構造も簡単に
なる。
No air discharge passage is required as an auxiliary passage, no control valve is required, and only the temperature detection means 10 is required as the detection means. Therefore, the number of parts is small and the structure is simple.

【0022】(第2発明)第2発明は、第1発明の作用
効果に加え、次の作用効果を奏する(図1または図4参
照)。 アキュムレータ7と冷媒循環経路3との相互間で冷却
液5を往復させるので、冷却液5の蒸気等の気体を往復
させる場合に比べ、アキュムレータ7を小型化できる。
(Second Invention) The second invention has the following functions and effects in addition to the functions and effects of the first invention (see FIG. 1 or FIG. 4). Since the coolant 5 is reciprocated between the accumulator 7 and the refrigerant circulation path 3, the accumulator 7 can be downsized as compared with a case in which gas such as vapor of the coolant 5 is reciprocated.

【0023】(第3発明)第3発明は、第1発明または
第2発明の作用効果に加え、次の作用効果を奏する(図
1または図4参照)。 エンジン運転中も冷媒循環経路3の内圧が常に大気圧
よりも低く維持されるので、冷却液5の沸点が常に低く
維持され、冷却液5の蒸発速度が高まり、冷却効率が高
まる。
(Third Invention) The third invention has the following functions and effects in addition to the functions and effects of the first invention or the second invention (see FIG. 1 or FIG. 4). Since the internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is always kept lower than the atmospheric pressure even during the operation of the engine, the boiling point of the coolant 5 is always kept low, the evaporation speed of the coolant 5 increases, and the cooling efficiency increases.

【0024】冷媒循環経路3の内圧が常に大気圧より
も低く維持されるので、冷媒循環経路3での気相の密度
が小さく維持される。このため、燃焼音が液冷ジャケッ
ト1内を伝播しにくく、騒音が抑制される。
Since the internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is always kept lower than the atmospheric pressure, the density of the gas phase in the refrigerant circulation path 3 is kept low. For this reason, the combustion noise does not easily propagate in the liquid cooling jacket 1, and the noise is suppressed.

【0025】(第4発明)第4発明は、第1発明から第
3発明のいずれかの作用効果に加え、次の作用効果を奏
する(図1〜図4参照)。 液冷ジャケット1の外周壁12に放熱フィン13を形
成し、その周囲に冷却風を通過させるので、液冷ジャケ
ット1でも放熱がなされ、コンデンサ2を小型化でき
る。
(Fourth Invention) The fourth invention has the following functions and effects in addition to the functions and effects of any of the first to third inventions (see FIGS. 1 to 4). Since the cooling fins 13 are formed on the outer peripheral wall 12 of the liquid cooling jacket 1 and the cooling air is allowed to pass therethrough, the liquid cooling jacket 1 also radiates heat and the capacitor 2 can be downsized.

【0026】放熱フィン13による空冷は液冷の補助
に過ぎないため、放熱フィン13の突出寸法を空冷エン
ジンの場合のように長くする必要はない。このため、放
熱フィン13の突出寸法を短くして、その振動を抑制で
き、放熱フィン13の振動による騒音を抑制できる。
Since the air cooling by the radiation fins 13 is only for assisting the liquid cooling, it is not necessary to lengthen the projecting dimension of the radiation fins 13 as in the case of the air-cooled engine. For this reason, the protrusion size of the radiation fin 13 can be shortened, and its vibration can be suppressed, and the noise due to the vibration of the radiation fin 13 can be suppressed.

【0027】(第5発明)第5発明は、第1発明から第
4発明のいずれかの作用効果に加え、次の作用効果を奏
する(図3参照)。 液冷ジャケット1内で発生した冷却液5の蒸気が冷却
液5とともに冷却液通過隙間18を速やかに通過し、排
気弁口ポート壁17の周辺に蒸気溜まりができにくいう
え、冷却液5が狭い冷却液通過隙間18を通ることで、
その流速が早まり、排気弁口16の周肉部から冷却液5
への放熱が促進される。このため、排気弁口16の周肉
部の熱歪みが抑制され、排気弁(図外)の閉弁時のシー
ル性を高く維持できるとともに、排気弁口16の周肉部
の亀裂等を防止することができる。
(Fifth Invention) The fifth invention has the following function and effect in addition to the functions and effects of any of the first to fourth inventions (see FIG. 3). The vapor of the cooling liquid 5 generated in the liquid cooling jacket 1 quickly passes through the cooling liquid passage gap 18 together with the cooling liquid 5, and it is difficult for the vapor to collect around the exhaust valve port wall 17, and the cooling liquid 5 is narrow. By passing through the coolant passage gap 18,
The flow velocity is accelerated, and the coolant 5
Heat dissipation to the body is promoted. For this reason, the thermal distortion of the peripheral portion of the exhaust valve port 16 is suppressed, and the sealing performance when closing the exhaust valve (not shown) can be maintained high, and the peripheral portion of the exhaust valve port 16 is prevented from cracking. can do.

【0028】(第6発明)第6発明は第1発明から第5
発明のいずれかの作用効果に加え、次の作用効果を奏す
る(図3(A)参照)。 (10)冷却液導入口19から導入された低温の冷却液5が
排気ポート壁20に向けて流れるので、排気ポート壁2
0の表面で発生した冷却液5の蒸気が冷却液導入口19
から導入された冷却液5によって速やかに洗い流され、
排気ポート壁20と低温の冷却液5との接触が促進され
るので、最も高温になる排気ポート壁20の冷却が促進
され、シリンダヘッド30全体がバランスよく冷却さ
れ、シリンダヘッド30の熱歪みが起こりにくい。
(Sixth invention) The sixth invention is the first to fifth inventions.
The following operation and effect are obtained in addition to the operation and effect of any of the inventions (see FIG. 3A). (10) Since the low-temperature coolant 5 introduced from the coolant inlet 19 flows toward the exhaust port wall 20, the exhaust port wall 2
The vapor of the cooling liquid 5 generated on the surface of the cooling liquid
Is quickly washed away by the coolant 5 introduced from the
Since the contact between the exhaust port wall 20 and the low-temperature coolant 5 is promoted, the cooling of the exhaust port wall 20, which has the highest temperature, is promoted, and the entire cylinder head 30 is cooled in a well-balanced manner. Less likely.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1〜図3は本発明の第1実施形態に係
る沸騰冷却式エンジンを説明する図である。このエンジ
ンは、縦形単気筒で火花点火式の汎用エンジンで、その
構成は次の通りである。図1に示すように、クランクケ
ース31とシリンダ32とを一体化したシリンダブロッ
ク33を備え、シリンダ32の上部にシリンダヘッド3
0を組み付け、シリンダヘッド30の上部にロッカアー
ムケース34を組付けている。クランクケース31の内
底部には潤滑油35を溜めている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1 to 3 are views for explaining a boiling-cooling engine according to a first embodiment of the present invention. This engine is a general single-cylinder, spark ignition type engine having the following configuration. As shown in FIG. 1, a cylinder block 33 in which a crankcase 31 and a cylinder 32 are integrated is provided.
0 is assembled, and a rocker arm case 34 is assembled above the cylinder head 30. A lubricating oil 35 is stored in the inner bottom of the crankcase 31.

【0030】この実施形態では、沸騰冷却を行うため、
図1に示すように、液冷ジャケット1とコンデンサ2と
を有する冷媒循環経路3を設け、コンデンサ2に電動フ
ァン4を設け、液冷ジャケット1内での沸騰によって生
じた冷却液5の蒸気を、コンデンサ2内に導入して凝縮
させ、凝縮した冷却液5を液冷ジャケット1に復帰させ
るようにしてある。
In this embodiment, since boiling cooling is performed,
As shown in FIG. 1, a refrigerant circulation path 3 having a liquid cooling jacket 1 and a condenser 2 is provided, an electric fan 4 is provided in the condenser 2, and a vapor of a cooling liquid 5 generated by boiling in the liquid cooling jacket 1 is removed. The cooling liquid 5 introduced into the condenser 2 is condensed, and the condensed cooling liquid 5 is returned to the liquid cooling jacket 1.

【0031】液冷ジャケット1は、シリンダヘッド30
にのみ設け、シリンダ32には設けていない。コンデン
サ2は、上下方向のチューブ36を備えたコア37の上
下にアッパタンク38とロアタンク39とを備えてい
る。液冷ジャケット1とアッパタンク38とは蒸気通路
40で相互に連通させてある。ロアタンク39と液冷ジ
ャケット1とは冷却液通路41で相互に連通させてあ
る。結局、冷媒循環経路3は、液冷ジャケット1と蒸気
通路40とコンデンサ2と冷却液通路41とを順に連通
させて構成してある。冷却液通路41の途中にはポンプ
25を設け、コンデンサ2で凝縮した冷却液5をポンプ
25で液冷ジャケット1に復帰させる。
The liquid cooling jacket 1 includes a cylinder head 30
, But not provided on the cylinder 32. The condenser 2 has an upper tank 38 and a lower tank 39 above and below a core 37 having a vertical tube 36. The liquid cooling jacket 1 and the upper tank 38 communicate with each other through a vapor passage 40. The lower tank 39 and the liquid cooling jacket 1 communicate with each other through a cooling liquid passage 41. As a result, the refrigerant circulation path 3 is configured such that the liquid cooling jacket 1, the vapor passage 40, the condenser 2, and the cooling liquid passage 41 communicate with each other in order. A pump 25 is provided in the middle of the coolant passage 41, and the coolant 5 condensed by the condenser 2 is returned to the liquid cooling jacket 1 by the pump 25.

【0032】この実施形態では、放熱の制御を簡素化す
るため、制御弁を有しない冷媒循環経路3に冷媒往復
通路6を介してアキュムレータ7の冷媒溜め室8を常時
連通させて気密回路を形成し、エンジンの発熱量に対応
して増減する温度を検出する温度検出手段10を設け、
冷媒循環通路3内の圧力検出手段は設けず、前記温度検
出手段10の検出温度のみに基づいて電動ファン4の回
転速度を制御手段11で制御できるようにしてある。
[0032] In this embodiment, to simplify the control of the heat radiation, the refrigerant circulation path 3 having no control valve, is communicated constantly <br/> communicating refrigerant reservoir chamber 8 of the accumulator 7 via the refrigerant reciprocating passage 6 Forming an airtight circuit, and providing a temperature detecting means 10 for detecting a temperature that increases or decreases in accordance with the calorific value of the engine,
No pressure detecting means in the refrigerant circulation passage 3 is provided, and the rotational speed of the electric fan 4 can be controlled by the control means 11 based only on the temperature detected by the temperature detecting means 10.

【0033】アキュムレータ7は冷媒溜め室8と調圧室
42とを金属製ダイヤフラム43で区画して構成し、冷
媒循環経路3の内圧変動を吸収し、冷媒循環経路3の内
圧をほぼ一定に維持させ、冷却液5の沸点がほぼ一定に
なるようにしてある。温度検出手段10はコンデンサ2
の出口9での冷却液温度を検出する。電動ファン4の回
転速度の制御は次のようにして行う。
The accumulator 7 is constituted by dividing the refrigerant reservoir chamber 8 and the pressure regulating chamber 42 by a metal diaphragm 43, absorbs fluctuations in the internal pressure of the refrigerant circulation path 3, and maintains the internal pressure of the refrigerant circulation path 3 almost constant. The boiling point of the cooling liquid 5 is made substantially constant. The temperature detecting means 10 includes the capacitor 2
The coolant temperature at the outlet 9 of the system. The control of the rotation speed of the electric fan 4 is performed as follows.

【0034】すなわち、温度検出手段10を制御手段1
1に接続し、制御手段11を電動ファン4に接続し、基
準温度を冷却液5の沸点よりわずかに低い温度に設定
し、コンデンサ2の出口9での検出温度が沸点になる
と、コンデンサ2での放熱量が足りないものと判断し
て、制御手段11で電動ファン4の回転速度を増加さ
せ、逆に、検出温度が基準温度よりも下がり過ぎると、
過冷却と判断して、制御手段11で電動ファン4の回転
速度を下げる。尚、温度検出手段10による検出温度
は、潤滑油温度、エンジン機壁温度、エンジンの周囲温
度(冷却排風温度、ボンネット内の温度等)であっても
よい。
That is, the temperature detecting means 10 is controlled by the control means 1
1, the control means 11 is connected to the electric fan 4, the reference temperature is set to a temperature slightly lower than the boiling point of the cooling liquid 5, and when the detected temperature at the outlet 9 of the condenser 2 becomes the boiling point, Is determined to be insufficient, the control means 11 increases the rotation speed of the electric fan 4, and conversely, if the detected temperature is too low below the reference temperature,
When it is determined that the cooling is excessive, the control unit 11 reduces the rotation speed of the electric fan 4. The temperature detected by the temperature detecting means 10 may be a lubricating oil temperature, an engine machine wall temperature, an ambient temperature of the engine (cooling exhaust air temperature, hood temperature, etc.).

【0035】この実施形態では、アキュムレータ7を小
型化するため、アキュムレータ7の冷媒溜め室8を冷媒
循環経路3の液相部分に連通させている。すなわち、冷
媒溜め室8を冷却液通路41の途中に接続してある。
In this embodiment, in order to reduce the size of the accumulator 7, the refrigerant storage chamber 8 of the accumulator 7 is communicated with the liquid phase portion of the refrigerant circulation path 3. That is, the refrigerant storage chamber 8 is connected in the middle of the coolant passage 41.

【0036】この実施形態では、冷却効率を高めるた
め、エンジン運転中も冷媒循環経路3の内圧が常に大気
圧よりも低く維持されるように、冷媒循環経路3の初期
内圧を設定してある。すなわち、エンジンの発熱量が最
大となり、冷却液の蒸発速度が最大となる全負荷運転時
にも冷媒循環経路3の内圧が大気圧より低く(負圧)に
維持されるようにしてある。具体的には、アキュムレー
タ7の調圧室42の設定圧を大気圧よりも低くしてお
く。アキュムレータ7の調圧室42の設定圧を大気圧よ
りも高くしておけば、冷媒循環経路3の内圧は正圧に維
持される。
In this embodiment, in order to increase the cooling efficiency, the initial internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is set so that the internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is always kept lower than the atmospheric pressure even during engine operation. That is, the internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is maintained lower than the atmospheric pressure (negative pressure) even during the full load operation in which the heat generation amount of the engine is maximized and the evaporation speed of the coolant is maximized. Specifically, the set pressure of the pressure adjustment chamber 42 of the accumulator 7 is set lower than the atmospheric pressure. If the set pressure of the pressure regulating chamber 42 of the accumulator 7 is set higher than the atmospheric pressure, the internal pressure of the refrigerant circulation path 3 is maintained at a positive pressure.

【0037】この実施形態では、コンデンサ2を小型化
するため、液冷ジャケット1の外周壁12に放熱フィン
13を形成し、液冷ジャケット1の外周壁12の周囲に
冷却風を通過させるようにしてある。図2に示すよう
に、シリンダ32の周壁はフライホイルファン44から
の冷却風によって空冷しているが、その冷却風の一部を
液冷ジャケット1の外周壁12の周囲を通過させて冷却
液5の放熱に利用する。
In this embodiment, in order to reduce the size of the condenser 2, a radiation fin 13 is formed on the outer peripheral wall 12 of the liquid cooling jacket 1 so that cooling air can pass around the outer peripheral wall 12 of the liquid cooling jacket 1. It is. As shown in FIG. 2, the peripheral wall of the cylinder 32 is air-cooled by the cooling air from the flywheel fan 44, and a part of the cooling air passes through the periphery of the outer peripheral wall 12 of the liquid cooling jacket 1 so that the cooling liquid is cooled. 5 is used for heat radiation.

【0038】この実施形態では、図3に示すように、排
気弁口16の周肉部の冷却を促進するため、吸気弁口1
4周囲の吸気弁口ポート壁15と排気弁口16周囲の排
気弁口ポート壁17との間に、冷却液通過隙間18を形
成してある。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, in order to promote cooling of the peripheral portion of the exhaust valve port 16, the intake valve port 1
A coolant passage gap 18 is formed between the intake port port wall 15 around the exhaust port 4 and the exhaust port port wall 17 around the exhaust valve port 16.

【0039】この実施形態では、図3(A)に示すよう
に、排気ポート壁20の冷却を促進するため、液冷ジャ
ケット1の冷却液導入口19を排気ポート壁20に向け
ている。
In this embodiment, as shown in FIG. 3A, the cooling liquid inlet 19 of the liquid cooling jacket 1 is directed to the exhaust port wall 20 in order to promote cooling of the exhaust port wall 20.

【0040】図4に示す第2実施形態に係る沸騰冷却エ
ンジンは、液冷ジャケット1とコンデンサ2だけで冷媒
循環経路3を形成しており、液冷ジャケット1内で蒸発
した冷却液5がコンデンサ2に侵入して凝縮し、凝縮し
た冷却液5がそのまま液冷ジャケット1に流れ落ちるよ
うになっている。アキュムレータ7の冷媒溜め室8は液
冷ジャケット1に接続している。コンデンサ2はシリン
ダヘッド30上に載置し、全高を低くするため、斜めに
してある。また、温度検出手段10は潤滑油35の温度
を検出するようにしてある。他の構成は第1実施形態と
同じにしており、図4中、第1実施形態と同一の要素に
は同一の符号を付しておく。
In the boiling cooling engine according to the second embodiment shown in FIG. 4, the refrigerant circulation path 3 is formed only by the liquid cooling jacket 1 and the condenser 2, and the cooling liquid 5 evaporated in the liquid cooling jacket 1 is cooled by the condenser. The cooling liquid 5 penetrates into the liquid cooling jacket 1 and is condensed. The coolant storage chamber 8 of the accumulator 7 is connected to the liquid cooling jacket 1. The condenser 2 is mounted on the cylinder head 30 and is inclined to reduce the overall height. The temperature detecting means 10 detects the temperature of the lubricating oil 35. Other configurations are the same as those of the first embodiment. In FIG. 4, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る沸騰冷却式エンジ
ンの縦断背面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional rear view of a boiling cooling engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のエンジンの縦断正面図である。FIG. 2 is a vertical sectional front view of the engine of FIG. 1;

【図3】図1のエンジンのシリンダヘッドを説明する図
で、図3(A)は横断平面図、図3(B)は図3(A)
のB−B線断面図である。
3A and 3B are views for explaining a cylinder head of the engine of FIG. 1, wherein FIG. 3A is a cross-sectional plan view, and FIG. 3B is FIG. 3A.
FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図4】本発明の第2実施形態に係る沸騰冷却式エンジ
ンの要部縦断背面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional rear view of an essential part of a boiling cooling engine according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来技術の図1相当図である。FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1 of the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液冷ジャケット、2…コンデンサ、3…冷媒循環経
路、4…電動ファン、5…冷却液、6…冷媒往復通路、
7…アキュムレータ、8…冷媒溜め室、9…出口、10
…温度検出手段、11…制御手段、12…外周壁、13
…放熱フィン、14…吸気弁口、15…吸気弁口ポート
壁、16…排気弁口、17…排気弁口ポート壁、18…
冷却液通過隙間、19…冷却液導入口、20…排気ポー
ト壁。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid cooling jacket, 2 ... Condenser, 3 ... Refrigerant circulation path, 4 ... Electric fan, 5 ... Coolant, 6 ... Refrigerant reciprocating path,
7: accumulator, 8: refrigerant chamber, 9: outlet, 10
... temperature detecting means, 11 ... control means, 12 ... outer peripheral wall, 13
... radiation fins, 14 ... intake valve port, 15 ... intake valve port port wall, 16 ... exhaust valve port, 17 ... exhaust valve port port wall, 18 ...
Coolant passage gap, 19: coolant inlet, 20: exhaust port wall.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01P 3/02 F01P 3/02 P 7/04 7/04 A // F01P 11/18 11/18 A (56)参考文献 特開 平4−22708(JP,A) 実開 昭61−65259(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01P 3/22 F01P 1/02 F01P 3/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F01P 3/02 F01P 3/02 P 7/04 7/04 A // F01P 11/18 11/18 A (56) References Features Kaihei 4-22708 (JP, A) JP-A 61-65259 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01P 3/22 F01P 1/02 F01P 3/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 液冷ジャケット(1)とコンデンサ(2)と
を有する冷媒循環経路(3)を備え、コンデンサ(2)に電
動ファン(4)を設け、液冷ジャケット(1)内での沸騰に
よって生じた冷却液(5)の蒸気を、コンデンサ(2)内に
導入して凝縮させ、凝縮した冷却液(5)を液冷ジャケッ
ト(1)に復帰させるようにした、沸騰冷却式エンジンに
おいて、制御弁を有しない 冷媒循環経路(3)に冷媒往復通路
(6)を介してアキュムレータ(7)の冷媒溜め室(8)を
連通させて気密回路を形成し、エンジンの発熱量に対
応して増減する温度を検出する温度検出手段(10)を設
け、冷媒循環通路(3)内の圧力検出手段は設けず、前記
温度検出手段(10)の検出温度のみに基づいて電動ファ
ン(4)の回転速度を制御手段(11)で制御できるように
した、ことを特徴とする沸騰冷却式エンジン。
1. A refrigerant circulation path (3) having a liquid cooling jacket (1) and a condenser (2), an electric fan (4) provided in the condenser (2), and A boiling-cooled engine in which steam of a cooling liquid (5) generated by boiling is introduced into a condenser (2) to be condensed, and the condensed cooling liquid (5) is returned to a liquid cooling jacket (1). , A refrigerant reciprocating passage is provided in the refrigerant circulation path (3) having no control valve.
(6) via a refrigerant reservoir chamber of the accumulator (7) and (8) normal
When we communicate to form a hermetic circuit, the temperature detection means (10) for detecting the temperature increase or decrease in response to the calorific value of the engine provided, pressure detecting means of the refrigerant circulation passage (3) in the not provided, the < A boiling-cooled engine wherein the rotation speed of the electric fan (4) can be controlled by the control means (11) based only on the temperature detected by the temperature detection means (10).
【請求項2】 請求項1に記載した沸騰冷却式エンジン
において、アキュムレータ(7)の冷媒溜め室(8)を冷媒
循環経路(3)の液相部分に連通させた、ことを特徴とす
る沸騰冷却式エンジン。
2. The boiling-cooled engine according to claim 1, wherein a refrigerant storage chamber (8) of the accumulator (7) communicates with a liquid phase portion of the refrigerant circulation path (3). Cooled engine.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載した沸騰
冷却式エンジンにおいて、エンジン運転中も冷媒循環経
路(3)の内圧が常に大気圧よりも低く維持されるよう
に、冷媒循環経路(3)の初期内圧を設定した、ことを特
徴とする沸騰冷却式エンジン。
3. The boiling cooling type engine according to claim 1, wherein the internal pressure of the refrigerant circulation path (3) is always kept lower than the atmospheric pressure even during operation of the engine. 3) An ebullient cooling engine, wherein the initial internal pressure is set.
【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
した沸騰冷却式エンジンにおいて、液冷ジャケット(1)
の外周壁(12)に放熱フィン(13)を形成し、液冷ジャ
ケット(1)の外周壁(12)の周囲に冷却風を通過させる
ようにした、ことを特徴とする沸騰冷却式エンジン。
4. The boiling-cooled engine according to claim 1, wherein the cooling jacket is a liquid-cooled jacket.
A heat-radiating fin (13) is formed on the outer peripheral wall (12) of the liquid cooling jacket (1), and cooling air is passed around the outer peripheral wall (12) of the liquid cooling jacket (1).
【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
した沸騰冷却式エンジンにおいて、吸気弁口(14)周囲
の吸気弁口ポート壁(15)と排気弁口(16)周囲の排気
弁口ポート壁(17)との間に、冷却液通過隙間(18)を
形成した、ことを特徴とする沸騰冷却式エンジン。
5. An evaporative cooling engine according to claim 1, wherein an intake port port wall (15) around the intake valve port (14) and an exhaust gas around the exhaust valve port (16). A boiling-cooling engine, wherein a cooling liquid passage gap (18) is formed between the cooling liquid passage gap (18) and the valve port wall (17).
【請求項6】 請求項1から請求項5のいずれかに記載
した沸騰冷却式エンジンにおいて、液冷ジャケット(1)
の冷却液導入口(19)を排気ポート壁(20)に向けた、
ことを特徴とする沸騰冷却式エンジン。
6. The boiling-cooled engine according to claim 1, wherein the cooling jacket is a liquid-cooled jacket.
Of the cooling liquid inlet (19) toward the exhaust port wall (20).
A boiling-cooled engine characterized by the following.
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