JP3764654B2 - サーモスタットの構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの清水冷却装置等に適用され、エンジン、ガスタービン等の熱機関からの冷却水、潤滑油等の液体出口管路からの液体の温度により作動して、液体温度により前記液体を冷却器側に送りあるいはバイパス管路を通して前記熱機関に還流させるサーモスタットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、エンジンにおける清水冷却装置の１例を示す系統図であり、図において１０１はエンジン、１００はサーモスタット、１０３は清水ポンプ、１０２は清水冷却器である。図において、前記エンジンにて昇温された冷却水はサーモスタット１００に入り、該サーモスタット１００においては前記冷却水の温度が設定温度を超えるときは該冷却水を清水冷却器１０２に接続される冷却水管１０４側に送り該冷却水の温度が設定温度以下のときは該冷却水をバイパス管１０５側に送る。
前記清水冷却器１０２にて冷却された冷却水及びバイパス管１０５を流過した冷却水は、冷却水管１０８にて合流されて清水ポンプ１０３に吸引され該清水ポンプ１０３により冷却水入口管１０７を経てエンジン１０１に還流せしめられる。
【０００３】
図６はかかるサーモスタット１００が取り付けられるエンジン１０１の前端部１０１ａにおける機器類の配置態様を示しており、図のようにエンジンの前端部１０１ａには前記サーモスタット１００及びこれに冷却水管１０８を介して接続される清水ポンプ１０３の他、潤滑油ポンプ、エンジンダンパ等の補機類１０９が取り付けられている。
【０００４】
図７〜図９は前記サーモスタット１００の従来の一例を示す。図において０１は鋳造製のケースで、図６に示されるようにエンジンの前端部１０１ａにボルトにより固定される。該ケース０１内にはエンジン１０１からの冷却水が冷却水出口管１０６を経て導入される入口通路０６（０６ａは導入口）及び冷却側通路０５及びバイパス通路０４が隔壁０８ａ及び隔壁０８ｂを隔てて夫々形成されている。
２はエレメント（ペレット）で、冷却水温度により長手方向に伸縮する感温部２ｄ、前記隔壁０８ａの嵌合穴０７及び隔壁０８ｂの嵌合穴０７ａ内に感温部２ｄの伸縮により摺動可能に嵌合され冷却水の通路穴２ａを備えた円筒部２ｂ、並びに、前記隔壁０８ａに固定され内側に冷却水通路が形成された肩部２ｃより構成される。
【０００５】
前記入口通路０６は及びバイパス通路０４及び冷却側通路０５は、前記エレメント２の軸心に直角な平面における断面形状が、図８及び図９に夫々示すように（入口通路０６の断面形状の図示は省略）矩形状に形成されており、前記エレメント２はこれら３つの通路に跨って行列状に複数個（この例では６個）配置されている。図８において０４ａはバイパス通路０４の出口で前記バイパス管１０５に接続され、図９において０５ａは冷却側通路０５の出口で前記冷却水管１０４に接続されている。
【０００６】
かかる従来のサーモスタット１００において、エンジン１０１からの高温の冷却水は冷却水出口管１０６を経て入口通路０６に導入される。前記エレメント２は該入口通路０６内の冷却水温度により感温部２ｄが伸縮し、該冷却水温度が一定温度（設定温度）以下の場合には図７における左側２個のエレメント２のように該感温部２ｄが収縮して、円筒部２ｂの外周により入口通路０６と冷却側通路０５との間の嵌合穴０７が閉じられて該入口通路０６とバイパス通路０４とがエレメント２内の通路穴２ａを介して連通される。
これにより、入口通路０６内の冷却水は前記通路穴２ａを通ってバイパス通路０４に入り、行列状に配置された前記エレメント２の周りを流れてから、該バイパス通路０４の出口０４ａよりバイパス管１０５に入り、該バイパス管１０５を経て前記清水ポンプ１０３に吸入され、該清水ポンプ１０３によってエンジン１０１へと還流される。
【０００７】
冷却水温度が前記一定温度を超える場合には図７における右側１個のエレメント２のように該感温部２ｄが伸長して、円筒部２ｂの先端面がケース０１の内面０１ａに当接することにより前記通路穴２ａが閉じられるとともに、前記円筒部２ｂの上動により前記嵌合穴０７が開かれて入口通路０６と冷却側通路０５とが連通される。
これにより、入口通路０６内の冷却水は前記嵌合穴０７を通って冷却側通路０５に入り、前期のように行列状に配置された前記エレメント２の周りを流れ、該冷却側通路０５の出口０５ａから冷却水管１０４を経て前記清水冷却器１０２に入る。該清水冷却器１０２にて冷却媒体（この場合は海水）によって冷却された冷却水は冷却水管１０８にて前記バイパス管１０５を経た冷却水と合流されて清水ポンプ１０３に吸入され、該清水ポンプ１０３によってエンジン１０１へと還流される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のサーモスタットにあっては次のような問題点を有している。
即ち、かかる従来技術にあっては、図８〜９に示すように、平面形状が矩形状に形成されたケース０１内に複数個のエレメント２が行列状に配置された構造となっているため、各エレメント２を通った後の冷却水の流れが干渉し易くこれを防止するため前記冷却側通路０５及びバイパス通路０４内における各エレメント２の周りのスペースをある程度大きく採ることを要し、また各エレメント２を通った後の冷却水を出口０４あるいは０５に導くための流路が長くなる。
【０００９】
このため、かかる従来技術にあってはサーモスタット１００の外形が大きくなって重量が増大しコスト高となるとともにサーモスタット１００周りのスペースが小さくなり、図５に示すように、エンジン前端部のサーモスタット１００周りには多くの補機類１０９があることからサーモスタット１００及び周りの補機類１０９の作業性が悪化する。
また、かかる従来技術にあっては前記入口通路０６から各エレメント２への冷却水の流入が均一とならず、各エレメント２の作動にばらつきを生じ、サーモスタット１００の性能低下をもたらす。
さらには、前記のようにケース０１内の冷却水流路が、複数個のエレメント２が行列状に配置されている矩形状の流路であるため、入口通路０６からバイパス通路０４及び冷却側通路０５を通しての冷却水流路における冷却水の流れが滑らかとならず、冷却水の圧力損失が大きくなる。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、入口通路から各エレメントへの液体の流入を均一化するとともにケース内部における液体流路を液体流れの干渉が回避された滑らかな流路に構成することにより、サーモスタットを小型コンパクト化するとともに、各エレメントの作動のばらつきを回避してサーモスタットの性能を向上し、さらにはサーモスタット内における液体の圧力損失を低減したサーモスタットを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、エンジン、ガスタービン等の熱機関からの冷却水、潤滑油等の液体出口管路に接続されて該液体の温度により作動し、液体温度が設定温度を超えるときは前記液体を冷却器側に送り該液体温度が設定温度以下のときは前記液体をバイパス管路を通して前記熱機関に還流させるサーモスタットにおいて、前記液体出口管路に接続されて前記熱機関出口の液体が導入される入口通路と、前記冷却器側の液体管路に接続される冷却側通路と、前記バイパス管路に接続されるバイパス通路と、前記液体の温度により前記入口通路と冷却側通路またはバイパス通路とを連通あるいは遮断するエレメントとを備え、前記エレメントは前記入口通路側に臨んで環状に複数個配設され、前記液体が前記入口通路から前記複数個のエレメントを並流して前記冷却側通路またはバイパス通路に流出するように構成されてなることを特徴とするサーモスタットの構造を提案する。
【００１２】
請求項２ないし３記載の発明は前記サーモスタットの具体的構成に係り、請求項２の発明は請求項１において、前記複数個のエレメントは、その中心を前記入口通路の中心軸に対して円形状に配置してなり、該入口通路の周壁面は前記複数個のエレメントの外周縁に沿った円形状に形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は請求項１において、前記入口通路と前記冷却側通路及びバイパス通路とは前記複数個のエレメントが収納されるケース内に隔壁を隔てて形成されるとともに、前記冷却側通路が前記ケースの中央部側に前記バイパス通路が該冷却側通路の外側に略同心に夫々形成され、前記隔壁には前記複数個のエレメントの夫々に連通される複数のエレメント穴が開設され、前記入口通路内の液体が前記複数のエレメント穴及びエレメントを経て前記ケース中央部側の前記冷却側通路あるいはケース外周側の前記バイパス通路に流動するように構成されてなることを特徴とする。
【００１４】
かかる発明によれば、冷却水等の液体の温度により該液体の入口通路と冷却器側の液体管路に接続される冷却側通路またはバイパス管路に接続されるバイパス通路とを連通あるいは遮断するエレメントを前記入口通路側に臨んで円環状に複数個配設し、また請求項２のように、前記複数個のエレメントをその配置中心軸が前記入口通路の中心軸に対して円形状に配置するとともに該入口通路の周壁面を前記複数個のエレメントの外周縁に沿った円形状に形成したので、前記入口通路から円環状に複数個配設された各エレメントに流入する冷却水の流量が均一となり、該冷却水は前記入口通路から前記複数個のエレメントを均一に並流して前記冷却側通路またはバイパス通路に流出することとなる。これにより、各エレメントの作動がばらつきを生じることなく均一になされ、サーモスタットの性能を安定して発揮できる。
【００１５】
さらに前記構成に加えて、請求項３記載の発明のように構成すれば、前記入口通路と前記冷却側通路及びバイパス通路とを前記複数個のエレメントが収納されるケース内に隔壁を隔てて形成するとともに、前記冷却側通路を前記ケースの中央部側に前記バイパス通路を該冷却側通路の外側に同心に夫々形成し、前記隔壁には前記複数個のエレメントの夫々に連通される複数のエレメント穴を開設して、前記入口通路内の液体が前記複数のエレメント穴及び各エレメントを経て中央部側の冷却側通路あるいは外周側のバイパス通路に流動するように構成したので、前記入口通路からバイパス通路及び冷却側通路を通しての冷却水流路における冷却水の流れが滑らかとなって、冷却水の圧力損失が低減される。
【００１６】
また、前記各エレメントを通った後の冷却水の流れが干渉することなく滑らかにサーモスタットの出口側に流動するので、従来技術のように流れの干渉を防止するため冷却側通路及びバイパス通路内における各エレメントの周りのスペースを大きく採ることが不要となり、また各エレメントを通った後の冷却水を出口側に導くための流路が短縮される。
これにより、サーモスタットを小形コンパクトかつ軽量化することができ、該サーモスタットが低コスト化される。また前記サーモスタットの小形コンパクト化によって該サーモスタット周りのスペースが拡大され、エンジン前端部におけるサーモスタット及び周りの補機類の作業性を向上できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その他相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１８】
図１は本発明の実施例に係るエンジン冷却水用サーモスタットの冷却水入口中心に沿う断面図、図２は図１のＡ―Ａ線断面図、図３は図１のＢ―Ｂ線断面図である。図４は本発明が適用されるエンジンの冷却水系統図、図５はエンジン前端部におけるサーモスタット取付部近傍の模式図である。
【００１９】
本発明が適用されるエンジンの冷却水系統を示す図４において、１０１はエンジン、１００はサーモスタット、１０３は清水ポンプ、１０２は清水冷却器である。図において、前記エンジン１０１にて昇温された冷却水はサーモスタット１００に入り、該サーモスタット１００においては前記冷却水の温度が設定温度を超えるときは該冷却水を清水冷却器１０２に接続される冷却水管１０４側に送り該冷却水の温度が設定温度以下のときは該冷却水をバイパス管１０５側に送る。前記清水冷却器１０２にて冷却された冷却水及びバイパス管１０５を流過した冷却水は、冷却水管１０８にて合流されて清水ポンプ１０３に吸引され該清水ポンプ１０３により冷却水入口管１０７を経てエンジン１０１に還流せしめられる。
【００２０】
図５はかかるサーモスタット１００が取り付けられるエンジン１０１の前端部１０１ａにおける機器類の配置態様を示しており、図のようにエンジンの前端部１０１ａには前記サーモスタット１００及びこれに冷却水管１０８を介して接続される清水ポンプ１０３の他、潤滑油ポンプ、エンジンダンパ等の補機類１０９が取り付けられている。
以上のエンジンの冷却水系統及びサーモスタットの取付部近傍の構成は従来技術と同様である。
【００２１】
本発明においては前記サーモスタットの構造を改良している。
本発明の実施例を示す図１〜図３において、図において１は鋳造製のケースで、図５に示されるようにエンジンの前端部１０１ａにボルトにより固定される。該ケース１内にはエンジン１０１からの冷却水が冷却水出口管１０６を経て導入される入口通路６及び冷却側通路５及びバイパス通路４が夫々形成されている。
【００２２】
前記入口通路６と前記冷却側通路５及びバイパス通路４とは前記ケース１内に隔壁８を隔てて形成される。図２〜３のように、前記入口通路６は後述するエレメント２の軸心に直角な平面における形状においてその周壁面６ａが円形状に形成されている。
また前記冷却側通路５は、図２のように前記入口通路６の中心軸１００ａと同心の円形状に形成され、該冷却側通路５の出口部５ａは前記ケース１の中央部側に末広状に形成されて前記冷却水管１０４に接続される。
さらに前記バイパス通路４は、図３のように前記入口通路６の中心軸１００ａと同心の円形状にかつ前記冷却側通路５の出口部５ａの外側に形成され、これに出口部４ａが外側方向に連設されている。該出口部４ａは前記バイパス管１０５に接続されている。
【００２３】
２はエレメント（ペレット）で、前記入口通路６の中心軸１００ａと同心の円環状に複数個（この実施例では８個）円周方向に等間隔に（不等間隔であっても軸対称であればよい）配設され、前記隔壁８および前記冷却側通路５の外壁に穿孔されたエレメント穴７に摺動可能に嵌合されている。従って、前記入口通路６の周壁面６ａ、冷却側通路５の周壁面５ｂ、及びバイパス通路４の周壁面４ｂは複数個のエレメント２の外周縁に沿った円形状に形成されることとなる。
【００２４】
前記エレメント（ペレット）２は、図７〜９に示す従来のものと同様であり、冷却水温度により長手方向に伸縮する感温部２ｄ、前記隔壁８に穿孔されたエレメント穴７内に感温部２ｄの伸縮により摺動可能に嵌合され中心部に冷却水の通路穴２ａを備えた円筒部２ｂ、並びに、前記隔壁８に固定され内側に冷却水通路が形成された肩部２ｃより構成される。
【００２５】
尚、前記入口通路６、冷却側通路５、バイパス通路４の周壁面、及び複数個のエレメント２の配置は、前記のような円形状、円環状に限らず、長円形状、多角形状等、軸対称な周壁面形状または軸対称なエレメント２の配置であればよい。
【００２６】
かかる構成からなるサーモスタット１００において、エンジン１０１からの高温の冷却水は冷却水出口管１０６を経てサーモスタット１００の入口通路６に導入される。前記エレメント２は該入口通路６内の冷却水温度により感温部２ｄが伸縮し、該冷却水温度が一定温度（設定温度）以下の場合には図１における下側のエレメント２のように該感温部２ｄが収縮して、円筒部２ｂの外周により入口通路６と冷却側通路５との間のエレメント穴７が閉じられて該入口通路６とバイパス通路４とがエレメント２内の通路穴２ａを介して連通される。
これにより、入口通路６内の冷却水は、図１の破線矢印に示すように、前記通路穴２ａを通ってバイパス通路４に入り、円環状に配置された前記エレメント２の周りを流れてから、該バイパス通路４の出口部４ａよりバイパス管１０５に入り、該バイパス管１０５を経て前記清水ポンプ１０３に吸入され、該清水ポンプ１０３によってエンジン１０１へと還流される。
【００２７】
冷却水温度が前記一定温度を超える場合には図１における上側のエレメント２のように該感温部２ｄが伸長して、円筒部２ｂの先端面がケース０１の内面１ａに当接することにより前記通路穴２ａが閉じられるとともに、前記円筒部２ｂの左動により前記入口通路６と冷却側通路５とが連通される。
これにより、入口通路６内の冷却水は、図１の実線矢印に示すように、前記冷却側通路５に入り、前記のように円環状に配置された前記エレメント２の周りを流れ、該冷却側通路５の出口部５ａから冷却水管１０４を経て前記清水冷却器１０２に入る。該清水冷却器１０２にて冷却媒体（この場合は海水）によって冷却された冷却水は冷却水管１０８にて前記バイパス管１０５を経た冷却水と合流されて清水ポンプ１０３に吸入され、該清水ポンプ１０３によって冷却水入口管１０７を経てエンジン１０１へと還流される。
【００２８】
かかる実施例においては、冷却水の温度により冷却水の入口通路６と清水冷却器１０２側の冷却水管路１０４に接続される冷却側通路５またはバイパス管路１０５に接続されるバイパス通路４とを連通あるいは遮断するエレメント２を前記入口通路６側に臨んで円環状に複数個配設し、また前記複数個のエレメント２をその配置中心軸が前記入口通路６の中心軸１００ａに対して円形状に配置するとともに該入口通路６の周壁面６ａを前記複数個のエレメント２の外周縁に沿った円形状に形成したので、前記入口通路６から円環状に複数個配設された各エレメント２に流入する冷却水の流量が均一となり、該冷却水は前記入口通路６から前記複数個のエレメント２を均一に並流して前記冷却側通路５またはバイパス通路４に流出することとなる。これにより、各エレメント２の作動がばらつきを生じることなく均一になされ、サーモスタット１００の性能を安定して発揮できる。
【００２９】
さらに前記構成に加えて、前記入口通路６と前記冷却側通路５及びバイパス通路４とを前記複数個のエレメント２が収納されるケース１内に隔壁８を隔てて形成するとともに、前記冷却側通路５を前記ケース１の中央部側に前記バイパス通路４を該冷却側通路５の外側に同心に夫々形成し、前記隔壁８には前記複数個のエレメント２の夫々に連通される複数のエレメント穴７を開設して、前記入口通路６内の液体が前記複数のエレメント穴７及び各エレメント２を経て前記ケース１中央部側の前記冷却側通路５あるいはケース１外周側の前記バイパス通路４に流動するように構成したので、前記入口通路６からバイパス通路４及び冷却側通路５を通しての冷却水流路における冷却水の流れが滑らかとなって、冷却水の圧力損失が低減される。
【００３０】
また、前記各エレメント２を通った後の冷却水の流れが干渉することなく滑らかにサーモスタット１００の出口側に流動するので、従来技術のように流れの干渉を防止するため冷却側通路５及びバイパス通路４内における各エレメント２の周りのスペースを大きく採ることが不要となり、また各エレメント２を通った後の冷却水を出口側に導くための流路が短縮される。
これにより、サーモスタット１００を小形コンパクトかつ軽量化することができ、サーモスタット１００が低コスト化される。また前記サーモスタット１００の小形コンパクト化によって該サーモスタット１００周りのスペースが拡大され、図５に示すように、エンジン前端部１０１ａにおけるサーモスタット１００及び周りの補機類１０９の作業性を向上できる。
【００３１】
尚、本発明は、この実施例におけるエンジン冷却水用サーモスタットの他、エンジン潤滑油用サーモスタット、ガスタービン冷却水用サーモスタット、ガスタービン潤滑油用サーモスタット等、熱機関に使用される液体の温度調節用サーモスタットに広く適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、液体の温度により冷却側通路またはバイパス通路とを連通あるいは遮断するエレメントを前記入口通路側に臨んで円環状に複数個配設し、特に請求項２のように、前記複数個のエレメントの配置中心軸が前記入口通路の中心軸に対して円形状なるように配置するとともに該入口通路の周壁面を前記複数個のエレメントの外周縁に沿った円形状に形成したので、前記入口通路から各エレメントに流入する冷却水の流量が均一となり、該冷却水が複数個のエレメントを均一に並流して冷却側通路またはバイパス通路に流出することとなり、これにより、各エレメントの作動がばらつきを生じることなく均一になされ、サーモスタットの性能を安定して発揮できる。
【００３３】
さらに前記構成に加えて、請求項３のように構成すれば、入口通路と冷却側通路及びバイパス通路とをケース内に隔壁を隔てて形成するとともに、冷却側通路を中央部側にバイパス通路を該冷却側通路の外側に同心に夫々形成し、前記隔壁には各エレメントの夫々に連通される複数のエレメント穴を開設して、前記入口通路内の液体が前記複数のエレメント穴及び各エレメントを経て中央部側の冷却側通路あるいは外周側のバイパス通路に流動するように構成したので、入口通路からバイパス通路及び冷却側通路を通しての冷却水流路における冷却水の流れが滑らかとなって、冷却水の圧力損失が低減される。
【００３４】
また、前記各エレメントを通った後の冷却水の流れが干渉することなく滑らかにサーモスタットの出口側に流動するので、各エレメントを通った後の冷却水を出口側に導くための流路が短縮される。
これにより、サーモスタットを小形コンパクトかつ軽量化することができ、該サーモスタットが低コスト化される。また前記サーモスタットの小形コンパクト化によって該サーモスタット周りのスペースが拡大され、エンジン前端部におけるサーモスタット及び周りの補機類の作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係るエンジン冷却水用サーモスタットの冷却水入中心に沿う断面図である。
【図２】 図１のＡ―Ａ線断面図である。
【図３】 図１のＢ―Ｂ線断面図である。
【図４】 本発明が適用されるエンジンの冷却水系統図である。
【図５】 エンジン前端部におけるサーモスタット取付部近傍の模式図である。
【図６】 従来技術を示す図５対応図である。
【図７】 従来技術を示す図１対応図である。
【図８】 図７のＣ―Ｃ線断面図である。
【図９】 図７のＤ―Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ エレメント
２ａ 通路穴
２ｂ 円筒部
２ｄ 感温部
４ バイパス通路
４ｂ、５ｂ、６ａ 周壁面
５ 冷却側通路
５ａ 出口部
６ 入口通路
７ エレメント穴
８ 隔壁
１００ サーモスタット
１００ａ 中心軸
１０１ エンジン
１０１ａ 前端部
１０２ 清水冷却器
１０３ 清水ポンプ
１０４、１０８ 冷却水管
１０５ バイパス管
１０６ 冷却水出口管
１０７ 冷却水入口管
１０９ 補機類
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの清水冷却装置等に適用され、エンジン、ガスタービン等の熱機関からの冷却水、潤滑油等の液体出口管路からの液体の温度により作動して、液体温度により前記液体を冷却器側に送りあるいはバイパス管路を通して前記熱機関に還流させるサーモスタットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、エンジンにおける清水冷却装置の１例を示す系統図であり、図において１０１はエンジン、１００はサーモスタット、１０３は清水ポンプ、１０２は清水冷却器である。図において、前記エンジンにて昇温された冷却水はサーモスタット１００に入り、該サーモスタット１００においては前記冷却水の温度が設定温度を超えるときは該冷却水を清水冷却器１０２に接続される冷却水管１０４側に送り該冷却水の温度が設定温度以下のときは該冷却水をバイパス管１０５側に送る。
前記清水冷却器１０２にて冷却された冷却水及びバイパス管１０５を流過した冷却水は、冷却水管１０８にて合流されて清水ポンプ１０３に吸引され該清水ポンプ１０３により冷却水入口管１０７を経てエンジン１０１に還流せしめられる。
【０００３】
図６はかかるサーモスタット１００が取り付けられるエンジン１０１の前端部１０１ａにおける機器類の配置態様を示しており、図のようにエンジンの前端部１０１ａには前記サーモスタット１００及びこれに冷却水管１０８を介して接続される清水ポンプ１０３の他、潤滑油ポンプ、エンジンダンパ等の補機類１０９が取り付けられている。
【０００４】
図７〜図９は前記サーモスタット１００の従来の一例を示す。図において０１は鋳造製のケースで、図６に示されるようにエンジンの前端部１０１ａにボルトにより固定される。該ケース０１内にはエンジン１０１からの冷却水が冷却水出口管１０６を経て導入される入口通路０６（０６ａは導入口）及び冷却側通路０５及びバイパス通路０４が隔壁０８ａ及び隔壁０８ｂを隔てて夫々形成されている。
２はエレメント（ペレット）で、冷却水温度により長手方向に伸縮する感温部２ｄ、前記隔壁０８ａの嵌合穴０７及び隔壁０８ｂの嵌合穴０７ａ内に感温部２ｄの伸縮により摺動可能に嵌合され冷却水の通路穴２ａを備えた円筒部２ｂ、並びに、前記隔壁０８ａに固定され内側に冷却水通路が形成された肩部２ｃより構成される。
【０００５】
前記入口通路０６は及びバイパス通路０４及び冷却側通路０５は、前記エレメント２の軸心に直角な平面における断面形状が、図８及び図９に夫々示すように（入口通路０６の断面形状の図示は省略）矩形状に形成されており、前記エレメント２はこれら３つの通路に跨って行列状に複数個（この例では６個）配置されている。図８において０４ａはバイパス通路０４の出口で前記バイパス管１０５に接続され、図９において０５ａは冷却側通路０５の出口で前記冷却水管１０４に接続されている。
【０００６】
かかる従来のサーモスタット１００において、エンジン１０１からの高温の冷却水は冷却水出口管１０６を経て入口通路０６に導入される。前記エレメント２は該入口通路０６内の冷却水温度により感温部２ｄが伸縮し、該冷却水温度が一定温度（設定温度）以下の場合には図７における左側２個のエレメント２のように該感温部２ｄが収縮して、円筒部２ｂの外周により入口通路０６と冷却側通路０５との間の嵌合穴０７が閉じられて該入口通路０６とバイパス通路０４とがエレメント２内の通路穴２ａを介して連通される。
これにより、入口通路０６内の冷却水は前記通路穴２ａを通ってバイパス通路０４に入り、行列状に配置された前記エレメント２の周りを流れてから、該バイパス通路０４の出口０４ａよりバイパス管１０５に入り、該バイパス管１０５を経て前記清水ポンプ１０３に吸入され、該清水ポンプ１０３によってエンジン１０１へと還流される。
【０００７】
冷却水温度が前記一定温度を超える場合には図７における右側１個のエレメント２のように該感温部２ｄが伸長して、円筒部２ｂの先端面がケース０１の内面０１ａに当接することにより前記通路穴２ａが閉じられるとともに、前記円筒部２ｂの上動により前記嵌合穴０７が開かれて入口通路０６と冷却側通路０５とが連通される。
これにより、入口通路０６内の冷却水は前記嵌合穴０７を通って冷却側通路０５に入り、前期のように行列状に配置された前記エレメント２の周りを流れ、該冷却側通路０５の出口０５ａから冷却水管１０４を経て前記清水冷却器１０２に入る。該清水冷却器１０２にて冷却媒体（この場合は海水）によって冷却された冷却水は冷却水管１０８にて前記バイパス管１０５を経た冷却水と合流されて清水ポンプ１０３に吸入され、該清水ポンプ１０３によってエンジン１０１へと還流される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のサーモスタットにあっては次のような問題点を有している。
即ち、かかる従来技術にあっては、図８〜９に示すように、平面形状が矩形状に形成されたケース０１内に複数個のエレメント２が行列状に配置された構造となっているため、各エレメント２を通った後の冷却水の流れが干渉し易くこれを防止するため前記冷却側通路０５及びバイパス通路０４内における各エレメント２の周りのスペースをある程度大きく採ることを要し、また各エレメント２を通った後の冷却水を出口０４あるいは０５に導くための流路が長くなる。
【０００９】
このため、かかる従来技術にあってはサーモスタット１００の外形が大きくなって重量が増大しコスト高となるとともにサーモスタット１００周りのスペースが小さくなり、図５に示すように、エンジン前端部のサーモスタット１００周りには多くの補機類１０９があることからサーモスタット１００及び周りの補機類１０９の作業性が悪化する。
また、かかる従来技術にあっては前記入口通路０６から各エレメント２への冷却水の流入が均一とならず、各エレメント２の作動にばらつきを生じ、サーモスタット１００の性能低下をもたらす。
さらには、前記のようにケース０１内の冷却水流路が、複数個のエレメント２が行列状に配置されている矩形状の流路であるため、入口通路０６からバイパス通路０４及び冷却側通路０５を通しての冷却水流路における冷却水の流れが滑らかとならず、冷却水の圧力損失が大きくなる。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、入口通路から各エレメントへの液体の流入を均一化するとともにケース内部における液体流路を液体流れの干渉が回避された滑らかな流路に構成することにより、サーモスタットを小型コンパクト化するとともに、各エレメントの作動のばらつきを回避してサーモスタットの性能を向上し、さらにはサーモスタット内における液体の圧力損失を低減したサーモスタットを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、エンジン、ガスタービン等の熱機関からの冷却水、潤滑油等の液体出口管路に接続されて該液体の温度により作動し、液体温度が設定温度を超えるときは前記液体を冷却器側に送り該液体温度が設定温度以下のときは前記液体をバイパス管路を通して前記熱機関に還流させるサーモスタットにおいて、前記液体出口管路に接続されて前記熱機関出口の液体が導入される入口通路と、前記冷却器側の液体管路に接続される冷却側通路と、前記バイパス管路に接続されるバイパス通路と、前記液体の温度により前記入口通路と冷却側通路またはバイパス通路とを連通あるいは遮断するエレメントとを備え、前記エレメントは前記入口通路側に臨んで環状に複数個配設され、前記液体が前記入口通路から前記複数個のエレメントを並流して前記冷却側通路またはバイパス通路に流出するように構成されてなることを特徴とするサーモスタットの構造を提案する。
【００１２】
請求項２ないし３記載の発明は前記サーモスタットの具体的構成に係り、請求項２の発明は請求項１において、前記複数個のエレメントは、その中心を前記入口通路の中心軸に対して円形状に配置してなり、該入口通路の周壁面は前記複数個のエレメントの外周縁に沿った円形状に形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は請求項１において、前記入口通路と前記冷却側通路及びバイパス通路とは前記複数個のエレメントが収納されるケース内に隔壁を隔てて形成されるとともに、前記冷却側通路が前記ケースの中央部側に前記バイパス通路が該冷却側通路の外側に略同心に夫々形成され、前記隔壁には前記複数個のエレメントの夫々に連通される複数のエレメント穴が開設され、前記入口通路内の液体が前記複数のエレメント穴及びエレメントを経て前記ケース中央部側の前記冷却側通路あるいはケース外周側の前記バイパス通路に流動するように構成されてなることを特徴とする。
【００１４】
かかる発明によれば、冷却水等の液体の温度により該液体の入口通路と冷却器側の液体管路に接続される冷却側通路またはバイパス管路に接続されるバイパス通路とを連通あるいは遮断するエレメントを前記入口通路側に臨んで円環状に複数個配設し、また請求項２のように、前記複数個のエレメントをその配置中心軸が前記入口通路の中心軸に対して円形状に配置するとともに該入口通路の周壁面を前記複数個のエレメントの外周縁に沿った円形状に形成したので、前記入口通路から円環状に複数個配設された各エレメントに流入する冷却水の流量が均一となり、該冷却水は前記入口通路から前記複数個のエレメントを均一に並流して前記冷却側通路またはバイパス通路に流出することとなる。これにより、各エレメントの作動がばらつきを生じることなく均一になされ、サーモスタットの性能を安定して発揮できる。
【００１５】
さらに前記構成に加えて、請求項３記載の発明のように構成すれば、前記入口通路と前記冷却側通路及びバイパス通路とを前記複数個のエレメントが収納されるケース内に隔壁を隔てて形成するとともに、前記冷却側通路を前記ケースの中央部側に前記バイパス通路を該冷却側通路の外側に同心に夫々形成し、前記隔壁には前記複数個のエレメントの夫々に連通される複数のエレメント穴を開設して、前記入口通路内の液体が前記複数のエレメント穴及び各エレメントを経て中央部側の冷却側通路あるいは外周側のバイパス通路に流動するように構成したので、前記入口通路からバイパス通路及び冷却側通路を通しての冷却水流路における冷却水の流れが滑らかとなって、冷却水の圧力損失が低減される。
【００１６】
また、前記各エレメントを通った後の冷却水の流れが干渉することなく滑らかにサーモスタットの出口側に流動するので、従来技術のように流れの干渉を防止するため冷却側通路及びバイパス通路内における各エレメントの周りのスペースを大きく採ることが不要となり、また各エレメントを通った後の冷却水を出口側に導くための流路が短縮される。
これにより、サーモスタットを小形コンパクトかつ軽量化することができ、該サーモスタットが低コスト化される。また前記サーモスタットの小形コンパクト化によって該サーモスタット周りのスペースが拡大され、エンジン前端部におけるサーモスタット及び周りの補機類の作業性を向上できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その他相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１８】
図１は本発明の実施例に係るエンジン冷却水用サーモスタットの冷却水入口中心に沿う断面図、図２は図１のＡ―Ａ線断面図、図３は図１のＢ―Ｂ線断面図である。図４は本発明が適用されるエンジンの冷却水系統図、図５はエンジン前端部におけるサーモスタット取付部近傍の模式図である。
【００１９】
本発明が適用されるエンジンの冷却水系統を示す図４において、１０１はエンジン、１００はサーモスタット、１０３は清水ポンプ、１０２は清水冷却器である。図において、前記エンジン１０１にて昇温された冷却水はサーモスタット１００に入り、該サーモスタット１００においては前記冷却水の温度が設定温度を超えるときは該冷却水を清水冷却器１０２に接続される冷却水管１０４側に送り該冷却水の温度が設定温度以下のときは該冷却水をバイパス管１０５側に送る。前記清水冷却器１０２にて冷却された冷却水及びバイパス管１０５を流過した冷却水は、冷却水管１０８にて合流されて清水ポンプ１０３に吸引され該清水ポンプ１０３により冷却水入口管１０７を経てエンジン１０１に還流せしめられる。
【００２０】
図５はかかるサーモスタット１００が取り付けられるエンジン１０１の前端部１０１ａにおける機器類の配置態様を示しており、図のようにエンジンの前端部１０１ａには前記サーモスタット１００及びこれに冷却水管１０８を介して接続される清水ポンプ１０３の他、潤滑油ポンプ、エンジンダンパ等の補機類１０９が取り付けられている。
以上のエンジンの冷却水系統及びサーモスタットの取付部近傍の構成は従来技術と同様である。
【００２１】
本発明においては前記サーモスタットの構造を改良している。
本発明の実施例を示す図１〜図３において、図において１は鋳造製のケースで、図５に示されるようにエンジンの前端部１０１ａにボルトにより固定される。該ケース１内にはエンジン１０１からの冷却水が冷却水出口管１０６を経て導入される入口通路６及び冷却側通路５及びバイパス通路４が夫々形成されている。
【００２２】
前記入口通路６と前記冷却側通路５及びバイパス通路４とは前記ケース１内に隔壁８を隔てて形成される。図２〜３のように、前記入口通路６は後述するエレメント２の軸心に直角な平面における形状においてその周壁面６ａが円形状に形成されている。
また前記冷却側通路５は、図２のように前記入口通路６の中心軸１００ａと同心の円形状に形成され、該冷却側通路５の出口部５ａは前記ケース１の中央部側に末広状に形成されて前記冷却水管１０４に接続される。
さらに前記バイパス通路４は、図３のように前記入口通路６の中心軸１００ａと同心の円形状にかつ前記冷却側通路５の出口部５ａの外側に形成され、これに出口部４ａが外側方向に連設されている。該出口部４ａは前記バイパス管１０５に接続されている。
【００２３】
２はエレメント（ペレット）で、前記入口通路６の中心軸１００ａと同心の円環状に複数個（この実施例では８個）円周方向に等間隔に（不等間隔であっても軸対称であればよい）配設され、前記隔壁８および前記冷却側通路５の外壁に穿孔されたエレメント穴７に摺動可能に嵌合されている。従って、前記入口通路６の周壁面６ａ、冷却側通路５の周壁面５ｂ、及びバイパス通路４の周壁面４ｂは複数個のエレメント２の外周縁に沿った円形状に形成されることとなる。
【００２４】
前記エレメント（ペレット）２は、図７〜９に示す従来のものと同様であり、冷却水温度により長手方向に伸縮する感温部２ｄ、前記隔壁８に穿孔されたエレメント穴７内に感温部２ｄの伸縮により摺動可能に嵌合され中心部に冷却水の通路穴２ａを備えた円筒部２ｂ、並びに、前記隔壁８に固定され内側に冷却水通路が形成された肩部２ｃより構成される。
【００２５】
尚、前記入口通路６、冷却側通路５、バイパス通路４の周壁面、及び複数個のエレメント２の配置は、前記のような円形状、円環状に限らず、長円形状、多角形状等、軸対称な周壁面形状または軸対称なエレメント２の配置であればよい。
【００２６】
かかる構成からなるサーモスタット１００において、エンジン１０１からの高温の冷却水は冷却水出口管１０６を経てサーモスタット１００の入口通路６に導入される。前記エレメント２は該入口通路６内の冷却水温度により感温部２ｄが伸縮し、該冷却水温度が一定温度（設定温度）以下の場合には図１における下側のエレメント２のように該感温部２ｄが収縮して、円筒部２ｂの外周により入口通路６と冷却側通路５との間のエレメント穴７が閉じられて該入口通路６とバイパス通路４とがエレメント２内の通路穴２ａを介して連通される。
これにより、入口通路６内の冷却水は、図１の破線矢印に示すように、前記通路穴２ａを通ってバイパス通路４に入り、円環状に配置された前記エレメント２の周りを流れてから、該バイパス通路４の出口部４ａよりバイパス管１０５に入り、該バイパス管１０５を経て前記清水ポンプ１０３に吸入され、該清水ポンプ１０３によってエンジン１０１へと還流される。
【００２７】
冷却水温度が前記一定温度を超える場合には図１における上側のエレメント２のように該感温部２ｄが伸長して、円筒部２ｂの先端面がケース０１の内面１ａに当接することにより前記通路穴２ａが閉じられるとともに、前記円筒部２ｂの左動により前記入口通路６と冷却側通路５とが連通される。
これにより、入口通路６内の冷却水は、図１の実線矢印に示すように、前記冷却側通路５に入り、前記のように円環状に配置された前記エレメント２の周りを流れ、該冷却側通路５の出口部５ａから冷却水管１０４を経て前記清水冷却器１０２に入る。該清水冷却器１０２にて冷却媒体（この場合は海水）によって冷却された冷却水は冷却水管１０８にて前記バイパス管１０５を経た冷却水と合流されて清水ポンプ１０３に吸入され、該清水ポンプ１０３によって冷却水入口管１０７を経てエンジン１０１へと還流される。
【００２８】
かかる実施例においては、冷却水の温度により冷却水の入口通路６と清水冷却器１０２側の冷却水管路１０４に接続される冷却側通路５またはバイパス管路１０５に接続されるバイパス通路４とを連通あるいは遮断するエレメント２を前記入口通路６側に臨んで円環状に複数個配設し、また前記複数個のエレメント２をその配置中心軸が前記入口通路６の中心軸１００ａに対して円形状に配置するとともに該入口通路６の周壁面６ａを前記複数個のエレメント２の外周縁に沿った円形状に形成したので、前記入口通路６から円環状に複数個配設された各エレメント２に流入する冷却水の流量が均一となり、該冷却水は前記入口通路６から前記複数個のエレメント２を均一に並流して前記冷却側通路５またはバイパス通路４に流出することとなる。これにより、各エレメント２の作動がばらつきを生じることなく均一になされ、サーモスタット１００の性能を安定して発揮できる。
【００２９】
さらに前記構成に加えて、前記入口通路６と前記冷却側通路５及びバイパス通路４とを前記複数個のエレメント２が収納されるケース１内に隔壁８を隔てて形成するとともに、前記冷却側通路５を前記ケース１の中央部側に前記バイパス通路４を該冷却側通路５の外側に同心に夫々形成し、前記隔壁８には前記複数個のエレメント２の夫々に連通される複数のエレメント穴７を開設して、前記入口通路６内の液体が前記複数のエレメント穴７及び各エレメント２を経て前記ケース１中央部側の前記冷却側通路５あるいはケース１外周側の前記バイパス通路４に流動するように構成したので、前記入口通路６からバイパス通路４及び冷却側通路５を通しての冷却水流路における冷却水の流れが滑らかとなって、冷却水の圧力損失が低減される。
【００３０】
また、前記各エレメント２を通った後の冷却水の流れが干渉することなく滑らかにサーモスタット１００の出口側に流動するので、従来技術のように流れの干渉を防止するため冷却側通路５及びバイパス通路４内における各エレメント２の周りのスペースを大きく採ることが不要となり、また各エレメント２を通った後の冷却水を出口側に導くための流路が短縮される。
これにより、サーモスタット１００を小形コンパクトかつ軽量化することができ、サーモスタット１００が低コスト化される。また前記サーモスタット１００の小形コンパクト化によって該サーモスタット１００周りのスペースが拡大され、図５に示すように、エンジン前端部１０１ａにおけるサーモスタット１００及び周りの補機類１０９の作業性を向上できる。
【００３１】
尚、本発明は、この実施例におけるエンジン冷却水用サーモスタットの他、エンジン潤滑油用サーモスタット、ガスタービン冷却水用サーモスタット、ガスタービン潤滑油用サーモスタット等、熱機関に使用される液体の温度調節用サーモスタットに広く適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、液体の温度により冷却側通路またはバイパス通路とを連通あるいは遮断するエレメントを前記入口通路側に臨んで円環状に複数個配設し、特に請求項２のように、前記複数個のエレメントの配置中心軸が前記入口通路の中心軸に対して円形状なるように配置するとともに該入口通路の周壁面を前記複数個のエレメントの外周縁に沿った円形状に形成したので、前記入口通路から各エレメントに流入する冷却水の流量が均一となり、該冷却水が複数個のエレメントを均一に並流して冷却側通路またはバイパス通路に流出することとなり、これにより、各エレメントの作動がばらつきを生じることなく均一になされ、サーモスタットの性能を安定して発揮できる。
【００３３】
さらに前記構成に加えて、請求項３のように構成すれば、入口通路と冷却側通路及びバイパス通路とをケース内に隔壁を隔てて形成するとともに、冷却側通路を中央部側にバイパス通路を該冷却側通路の外側に同心に夫々形成し、前記隔壁には各エレメントの夫々に連通される複数のエレメント穴を開設して、前記入口通路内の液体が前記複数のエレメント穴及び各エレメントを経て中央部側の冷却側通路あるいは外周側のバイパス通路に流動するように構成したので、入口通路からバイパス通路及び冷却側通路を通しての冷却水流路における冷却水の流れが滑らかとなって、冷却水の圧力損失が低減される。
【００３４】
また、前記各エレメントを通った後の冷却水の流れが干渉することなく滑らかにサーモスタットの出口側に流動するので、各エレメントを通った後の冷却水を出口側に導くための流路が短縮される。
これにより、サーモスタットを小形コンパクトかつ軽量化することができ、該サーモスタットが低コスト化される。また前記サーモスタットの小形コンパクト化によって該サーモスタット周りのスペースが拡大され、エンジン前端部におけるサーモスタット及び周りの補機類の作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係るエンジン冷却水用サーモスタットの冷却水入中心に沿う断面図である。
【図２】 図１のＡ―Ａ線断面図である。
【図３】 図１のＢ―Ｂ線断面図である。
【図４】 本発明が適用されるエンジンの冷却水系統図である。
【図５】 エンジン前端部におけるサーモスタット取付部近傍の模式図である。
【図６】 従来技術を示す図５対応図である。
【図７】 従来技術を示す図１対応図である。
【図８】 図７のＣ―Ｃ線断面図である。
【図９】 図７のＤ―Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ エレメント
２ａ 通路穴
２ｂ 円筒部
２ｄ 感温部
４ バイパス通路
４ｂ、５ｂ、６ａ 周壁面
５ 冷却側通路
５ａ 出口部
６ 入口通路
７ エレメント穴
８ 隔壁
１００ サーモスタット
１００ａ 中心軸
１０１ エンジン
１０１ａ 前端部
１０２ 清水冷却器
１０３ 清水ポンプ
１０４、１０８ 冷却水管
１０５ バイパス管
１０６ 冷却水出口管
１０７ 冷却水入口管
１０９ 補機類
Claims (3)
- エンジン、ガスタービン等の熱機関からの冷却水、潤滑油等の液体出口管路に接続されて該液体の温度により作動し、液体温度が設定温度を超えるときは前記液体を冷却器側に送り該液体温度が設定温度以下のときは前記液体をバイパス管路を通して前記熱機関に還流させるサーモスタットにおいて、前記液体出口管路に接続されて前記熱機関出口の液体が導入される入口通路と、前記冷却器側の液体管路に接続される冷却側通路と、前記バイパス管路に接続されるバイパス通路と、前記液体の温度により前記入口通路と冷却側通路またはバイパス通路とを連通あるいは遮断するエレメントとを備え、前記エレメントは前記入口通路側に臨んで環状に複数個配設され、前記液体が前記入口通路から前記複数個のエレメントを並流して前記冷却側通路またはバイパス通路に流出するように構成されてなることを特徴とするサーモスタットの構造。
- 前記複数個のエレメントは、その中心を前記入口通路の中心軸に対して円形状に配置してなり、該入口通路の周壁面は前記複数個のエレメントの外周縁に沿った円形状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のサーモスタットの構造。
- 前記入口通路と前記冷却側通路及びバイパス通路とは前記複数個のエレメントが収納されるケース内に隔壁を隔てて形成されるとともに、前記冷却側通路が前記ケースの中央部側に前記バイパス通路が該冷却側通路の外側に略同心に夫々形成され、前記隔壁には前記複数個のエレメントの夫々に連通される複数のエレメント穴が開設され、前記入口通路内の液体が前記複数のエレメント穴及びエレメントを経て前記ケース中央部側の前記冷却側通路あるいはケース外周側の前記バイパス通路に流動するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載のサーモスタットの構造。
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