JPH01170708A - Cooling structure of engine - Google Patents

Cooling structure of engine

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JPH01170708A
JPH01170708A JP33146387A JP33146387A JPH01170708A JP H01170708 A JPH01170708 A JP H01170708A JP 33146387 A JP33146387 A JP 33146387A JP 33146387 A JP33146387 A JP 33146387A JP H01170708 A JPH01170708 A JP H01170708A
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JP
Japan
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refrigerant
oil
heat
head
cooling
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JP33146387A
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Japanese (ja)
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Tazumi Hagiwara
多津美 萩原
Hiroaki Jitsumatsu
実松 弘明
Akio Wakasaki
若崎 章夫
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/22Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Abstract

PURPOSE:To improve radiation efficiency of a condenser by cooling the head and cylinder portions of a combustion chamber respectively with the utilization of heat of vaporization of refrigerant and oil while introducing vaporized refrigerant into the condenser after heating it with high temperature oil. CONSTITUTION:After refrigerant liquid in a tank 16 is forcibly sent by a pump 17, a boiling and cooling means 19 boils and vaporizes the refrigerant liquid by injecting the refrigerant liquid into a head cooling chamber 13 from a nozzle 14 to cool the cylinder head 3 side portion of a combustion chamber 7. On the other hand, an oil cooling means 23, after supplying oil in an oil pan 4 to a cylinder cooling chamber 12 by a pump 20, cools the cylinder block 2 side portion of combustion chamber 7 by injecting oil from a nozzle 22 to a piston 6. The heat of oil is transmitted to the vaporized refrigerant in a heat exchanger 26. The vaporized refrigerant receiving heat is cooled by the atmosphere in a condenser 28 to be condensed and liquefied.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの冷却構造に関し、特に、冷媒を蒸
発気化させてその気化熱により冷却するものの改良技術
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a cooling structure for an engine, and in particular to an improved technique for evaporating a refrigerant and cooling it by the heat of evaporation.

(従来の技術) 従来より、エンジンの冷却方式として、エンジンのシリ
ンダないしウォータジャケット内のウォータジャケット
を流れる冷却水によりエンジンを冷却し、その熱交換に
伴って温度上昇した冷却水をラジェータにより放熱冷却
するようにした水冷式が一般に広く採用されているが、
近年、冷却性能の向上を目的として、例えば実開昭60
−77726号公報等に開示されるように、沸騰冷却方
式と呼ばれるものが注目されている。すなわち、このも
のは、エンジン内の冷却室に貯溜された冷媒液をエンジ
ンの発生熱により沸騰させて蒸発気化させ、その際の気
化熱によりエンジンを冷却するとともに、その冷却によ
り気化した冷媒をエンジン外部のコンデンサで大気との
熱交換により放熱冷却して元の冷媒液に凝縮し、しかる
後、その冷媒液を再度エンジンの冷却室に供給する循環
系を持つものであり、冷媒循環系内の冷媒圧力に応じて
冷媒の沸点を変化させ得ることから、エンジンの多様な
運転状態に良好に対処できる等の利点を有するものであ
る。
(Prior art) Conventionally, as an engine cooling method, the engine is cooled by cooling water flowing through the engine cylinder or water jacket, and the cooling water whose temperature rises due to heat exchange is cooled by heat radiation by a radiator. Water-cooled systems are generally widely used, but
In recent years, for the purpose of improving cooling performance, for example,
As disclosed in Japanese Patent No. 77726 and the like, a so-called boiling cooling method is attracting attention. In other words, this system boils the refrigerant liquid stored in the cooling chamber inside the engine using the heat generated by the engine, evaporates it, and uses the heat of vaporization to cool the engine, and the refrigerant that has been vaporized by the cooling is transferred to the engine. It has a circulation system in which the refrigerant is cooled by heat radiation through heat exchange with the atmosphere in an external condenser, condenses to the original refrigerant liquid, and then supplies the refrigerant liquid again to the cooling chamber of the engine. Since the boiling point of the refrigerant can be changed depending on the refrigerant pressure, it has the advantage of being able to cope with various operating conditions of the engine.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、このような沸騰冷却方式のものでは、そのコ
ンデンサにおける冷媒蒸気の温度の大気との温度差が大
きいほど、コンデンサでの放熱効率が高くなり、その容
量を小さくして小形化を図ることができる。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, in such a boiling cooling system, the larger the temperature difference between the refrigerant vapor in the condenser and the atmosphere, the higher the heat dissipation efficiency in the condenser, and the larger the capacitance. It is possible to achieve miniaturization by reducing the size.

しかし、上記従来のものの如く、シリンダヘッド部にお
ける冷却室内で発生した冷媒蒸気がそのままコンデンサ
に供給される場合、その冷媒蒸気の温度は冷媒自体の沸
点温度にとどまり、それ以上の温度上昇を望めず、コン
デンサの容量を小さくするのに限度がある。
However, when the refrigerant vapor generated in the cooling chamber of the cylinder head is directly supplied to the condenser as in the conventional system described above, the temperature of the refrigerant vapor remains at the boiling point temperature of the refrigerant itself, and no further increase in temperature can be expected. , there is a limit to reducing the capacitance of the capacitor.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、上記のようにエンジンのシリンダヘ
ッド部分で気化した冷媒をそのままコンデンサに導くの
ではなく、所定の手段により加熱してその冷媒蒸気の温
度を大気温度に対し大きく上昇させた後に導くようにし
、よってコンデンサでの放熱効率を高めて、その容量の
低減化および小形化を図ろうとすることにある。
The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to heat the refrigerant by a predetermined means, instead of directly guiding the refrigerant vaporized in the cylinder head of the engine to the condenser as described above. The purpose of the present invention is to raise the temperature of the refrigerant vapor significantly relative to the atmospheric temperature before introducing the vapor, thereby increasing the heat dissipation efficiency in the condenser and reducing the capacity and size of the condenser.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成のため、本発明の解決手段は、エンジン
のシリンダヘッド部分では冷媒を沸騰気化させてその気
化熱により冷却する一方、シリンダブロック部分はオイ
ルによって冷却することとし、上記気化した冷媒蒸気を
シリンダブロック部分の冷却に供した高温のオイルと熱
交換して加熱昇温させた後にコンデンサに供給する。
(Means for solving the problem) In order to achieve this object, the solution of the present invention boils and vaporizes the refrigerant in the cylinder head part of the engine and cools it by the heat of vaporization, while the cylinder block part is cooled by oil. The vaporized refrigerant vapor is heated and heated by exchanging heat with the high-temperature oil used to cool the cylinder block, and then supplied to the condenser.

具体的には、本発明の構成は、液化した冷媒を蒸発気化
させてその気化熱により燃焼室ヘッド部分を冷却する沸
騰冷却手段と、オイルにより燃焼室シリンダ部分を冷却
するオイル冷却手段と、該オイル冷却手段のオイルの熱
を上記沸騰冷却手段により気化した冷媒蒸気に伝える熱
交換手段と、該熱交換手段によりオイルから伝熱された
冷媒蒸気を大気との熱交換により冷却して凝縮液化する
コンデンサとを備えたことを特徴としている。
Specifically, the configuration of the present invention includes: a boiling cooling means that evaporates a liquefied refrigerant and cools a combustion chamber head portion with the heat of vaporization; an oil cooling means that cools a combustion chamber cylinder portion with oil; a heat exchange means for transmitting the heat of the oil in the oil cooling means to the refrigerant vapor vaporized by the boiling cooling means; and a heat exchange means for cooling the refrigerant vapor heat transferred from the oil by the heat exchange means to condense and liquefy it by heat exchange with the atmosphere. It is characterized by being equipped with a capacitor.

(作用) 上記の構成により、本発明では、エンジンのシリンダヘ
ッド部分において冷媒液は沸騰冷却手段により蒸発気化
され、その気化熱により燃焼室ヘッド部分が冷却される
(Function) With the above configuration, in the present invention, the refrigerant liquid is evaporated and vaporized by the boiling cooling means in the cylinder head portion of the engine, and the combustion chamber head portion is cooled by the heat of vaporization.

一方、エンジンのシリンダブロックにはオイル冷却手段
によりオイルが供給されて、そのオイルにより燃焼室シ
リンダ部分が冷却され、同時に、この冷却に伴って逆に
オイルが高温度に加熱される。そして、上記沸騰冷却手
段において気化した冷媒蒸気は熱交換手段に供給されて
、そこで上記高温のオイルと熱交換された後にコンデン
サに供給され、そのコンデンサで大気との熱交換により
冷却されて元の冷媒液に凝縮液化され、しかる後に上記
燃焼室ヘッド冷却手段に供給される。
On the other hand, oil is supplied to the cylinder block of the engine by an oil cooling means, and the cylinder portion of the combustion chamber is cooled by the oil, and at the same time, the oil is conversely heated to a high temperature as a result of this cooling. The refrigerant vapor vaporized in the boiling cooling means is supplied to the heat exchange means, where it exchanges heat with the high-temperature oil, and is then supplied to the condenser, where it is cooled by heat exchange with the atmosphere and returned to its original state. It is condensed into a refrigerant liquid and then supplied to the combustion chamber head cooling means.

その場合、上記熱交換手段において、冷媒蒸気が高温の
オイルとの熱交換により加熱されて冷媒沸点温度よりも
高い温度に昇温する。そして、この昇温した冷媒蒸気が
コンデンサに供給されることとなり、その冷媒蒸気と大
気との温度差を大きく確保でき、よってコンデンサでの
放熱効率を増大させてその容量を小さくできるのである
In that case, in the heat exchange means, the refrigerant vapor is heated by heat exchange with the high-temperature oil, and is heated to a temperature higher than the refrigerant boiling point temperature. This heated refrigerant vapor is then supplied to the condenser, ensuring a large temperature difference between the refrigerant vapor and the atmosphere, thereby increasing the heat dissipation efficiency of the condenser and reducing its capacity.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明の第1実施例の全体構成を示し、1は、
シリンダブロック2とその上面に気密接合されたシリン
ダヘッド3と該シリンダヘッドの下端に接合されたオイ
ルパン4とを主な構成要素とするエンジンであって、こ
のエンジン1は、上記シリンダブロック2内に形成され
たシリンダ5と、該シリンダ5内を往復動するピストン
6の頂面と、シリンダヘッド3下面とで密閉されてなる
燃焼室7を有する。
FIG. 1 shows the overall configuration of a first embodiment of the present invention, and 1 is:
The engine 1 mainly includes a cylinder block 2, a cylinder head 3 hermetically sealed to the upper surface of the cylinder block 2, and an oil pan 4 joined to the lower end of the cylinder head. The engine has a combustion chamber 7 which is sealed by a cylinder 5 formed in the cylinder 5, the top surface of a piston 6 that reciprocates within the cylinder 5, and the lower surface of the cylinder head 3.

上記シリンダヘッド3内には、上記燃焼室7に吸気弁8
を介して吸気を供給する吸気ポート9と、燃焼室7内の
排気ガスを排気弁10を介して排出する排気ポート11
とが形成されている。
Inside the cylinder head 3, an intake valve 8 is provided in the combustion chamber 7.
An intake port 9 that supplies intake air through the combustion chamber 7, and an exhaust port 11 that discharges exhaust gas in the combustion chamber 7 through the exhaust valve 10.
is formed.

また、上記シリンダブロック2には、上記燃焼室7下部
を含むシリンダ5周囲の位置に密閉状の空洞からなるシ
リンダ冷却室12が形成されている。一方、シリンダヘ
ッド3には、上記燃焼室7上部に対応する位置に密閉状
の空洞からなるヘッド冷却室13が形成されている。そ
して、第2図に拡大詳示するように、このシリンダヘッ
ド3におけるヘッド冷却室13の土壁にはシリンダ5の
略中心線上の部位に冷媒液噴射ノズル14がその下端部
を上記ヘッド冷却室13内に臨ませて取り付けられてい
る。この冷媒液噴射ノズル14は、第3図に拡大詳示す
るようにそのヘッド冷却室13に臨む下端部に、燃焼室
7の直上位置に対応するバルブブリッジ3a(第2図参
照)に向けて開口する第1の噴出口14aと、上記吸気
および排気ポート9,11の壁部外壁面にそれぞれ向け
て開口する1対の第2の噴出口14b、14bとを有し
、上記第2の噴出口14bには冷媒液の吐出圧(後述す
るポンプ17の吐出圧)が所定圧以上に上昇したときに
のみ開弁する常時閉の圧力弁15が装着されている。
Further, in the cylinder block 2, a cylinder cooling chamber 12 formed of a sealed cavity is formed at a position around the cylinder 5 including the lower part of the combustion chamber 7. On the other hand, in the cylinder head 3, a head cooling chamber 13 consisting of a sealed cavity is formed at a position corresponding to the upper part of the combustion chamber 7. As shown in enlarged detail in FIG. 2, on the clay wall of the head cooling chamber 13 of this cylinder head 3, a refrigerant liquid injection nozzle 14 is installed at a position approximately on the center line of the cylinder 5, and its lower end is connected to the head cooling chamber 13. It is installed facing inside 13. As shown in enlarged detail in FIG. 3, this refrigerant liquid injection nozzle 14 is located at its lower end facing the head cooling chamber 13, and is directed toward the valve bridge 3a (see FIG. 2) corresponding to the position directly above the combustion chamber 7. It has a first jet nozzle 14a that opens, and a pair of second jet nozzles 14b, 14b that open toward the outer wall surfaces of the walls of the intake and exhaust ports 9, 11, respectively. A normally closed pressure valve 15 is attached to the outlet 14b and opens only when the discharge pressure of the refrigerant liquid (discharge pressure of the pump 17 described later) rises to a predetermined pressure or higher.

そして、上記冷媒液噴射ノズル14はフロン化合物等の
冷媒液を貯溜する冷媒タンク16にポンプ17を介設し
た冷媒液供給通路18を介して接続されており、冷媒タ
ンク16内の冷媒液をポンプ17により圧送して噴射ノ
ズル14からヘッド冷却室13内に噴射供給することに
より、その冷媒液を燃焼室7で発生した熱により沸騰気
化させて、その気化熱により燃焼室ヘッド部分つまり燃
焼室7のシリンダヘッド3側部分(上部)を冷却するよ
うにした沸騰冷却手段19が構成されている。
The refrigerant liquid injection nozzle 14 is connected to a refrigerant tank 16 that stores a refrigerant liquid such as a fluorocarbon compound through a refrigerant liquid supply passage 18 in which a pump 17 is interposed, and the refrigerant liquid in the refrigerant tank 16 is pumped. 17 and injected into the head cooling chamber 13 from the injection nozzle 14, the refrigerant liquid is boiled and vaporized by the heat generated in the combustion chamber 7, and the vaporization heat is used to cool the head portion of the combustion chamber, that is, the combustion chamber 7. A boiling cooling means 19 is configured to cool the side portion (upper part) of the cylinder head 3.

一方、20は上記オイルパン4内のオイルを吸引して吐
出するオイルポンプであって、該オイルポンプ20はオ
イル通路21を介して上記シリンダブロック2内のシリ
ンダ冷却室12に接続されている。また、上記オイル通
路21の下流端部には分岐オイル通路21aが接続され
、該分岐オイル通路21aは上記ピストン6の下面に向
けて開口するオイル噴射ノズル22に接続されており、
オイルポンプ20の作動によりオイルパン4内のオイル
をシリンダ冷却室12に供給するとともに、オイル噴射
ノズル22からオイルジェットとしてピストン6下面に
向けて噴射することにより、燃焼室シリンダ部分つまり
燃焼室7のシリンダブロック2側部分をオイルによって
冷却するようにしたオイル冷却手段23が構成されてい
る。
On the other hand, 20 is an oil pump that sucks and discharges oil in the oil pan 4, and the oil pump 20 is connected to the cylinder cooling chamber 12 in the cylinder block 2 via an oil passage 21. Further, a branch oil passage 21a is connected to the downstream end of the oil passage 21, and the branch oil passage 21a is connected to an oil injection nozzle 22 that opens toward the lower surface of the piston 6.
The oil in the oil pan 4 is supplied to the cylinder cooling chamber 12 by the operation of the oil pump 20, and the oil is injected from the oil injection nozzle 22 as an oil jet toward the lower surface of the piston 6. An oil cooling means 23 is configured to cool the cylinder block 2 side portion with oil.

また、上記シリンダヘッド3のヘッド冷却室13上端部
は外部に開口され、該開口部にはブロワ24を介設した
蒸気通路25の上流端が接続されている。そして、この
蒸気通路25と上記オイル通路21とはその途中で互い
に重ね合わされていて、その重合部分により熱交換器2
6が形成されており、この熱交換器26において、上記
オイル冷却手段23のオイルの熱を上記沸騰冷却手段1
9により気化した冷媒蒸気に伝えるようになされている
。すなわち、該熱交換器26は、第4図および第5図に
拡大詳示するように、内管26aとその外側に同心状に
配置された外管26bとからなり、上記内管26a内に
蒸気通路25が、内管26aと外管26bとの間にオイ
ル通路21がそれぞれ形成されている。また、内管26
aの内周壁には蒸気通路25内に向かって半径方向内方
に突出する内側フィン26c、26c、・・・が、外管
26bの外周壁には大気に接触する放射状の外側フィン
26d、26d、・・・がそれぞれ一体形成されており
、オイル通路21内のオイルと蒸気通路25内の冷媒蒸
気との間で熱交換させて、オイルの熱の冷媒蒸気−への
伝達によりオイルを冷却しかつ逆に冷媒蒸気については
加熱するとともに、オイル通路21内のオイルを大気と
熱交換させて冷却するように構成されている。
The upper end of the head cooling chamber 13 of the cylinder head 3 is opened to the outside, and the upstream end of a steam passage 25 in which a blower 24 is interposed is connected to the opening. The steam passage 25 and the oil passage 21 are overlapped with each other in the middle, and the overlapping portion allows the heat exchanger 2
6 is formed, and in this heat exchanger 26, the heat of the oil in the oil cooling means 23 is transferred to the boiling cooling means 1.
9 to transmit the vaporized refrigerant vapor. That is, as shown in enlarged detail in FIGS. 4 and 5, the heat exchanger 26 consists of an inner tube 26a and an outer tube 26b disposed concentrically outside the inner tube 26a. A steam passage 25 and an oil passage 21 are formed between an inner tube 26a and an outer tube 26b, respectively. In addition, the inner pipe 26
The inner peripheral wall of the tube a has inner fins 26c, 26c, . , . Conversely, the refrigerant vapor is heated, and the oil in the oil passage 21 is cooled by exchanging heat with the atmosphere.

また、上記蒸気通路25の下流端は冷却ファン27によ
って強制冷却されるコンデンサ28に接続され、このコ
ンデンサ28は冷媒液還流通路29を介して上記冷媒タ
ンク16に接続されており、コンデンサ28により、上
記熱交換器26によりオイルから伝熱された冷媒蒸気を
大気との熱交換により冷却して凝縮液化するように構成
されている。
Further, the downstream end of the steam passage 25 is connected to a condenser 28 that is forcibly cooled by a cooling fan 27, and this condenser 28 is connected to the refrigerant tank 16 via a refrigerant liquid return passage 29. The refrigerant vapor transferred from the oil by the heat exchanger 26 is cooled by heat exchange with the atmosphere, and is condensed and liquefied.

上記ポンプ17はCPU内蔵のコントロールユニット3
0により作動制御される。このコントロールユニット3
0には、シリンダヘッド3において上記冷媒液噴射ノズ
ル14の3つの噴射口14a、14b、14bから噴射
される冷媒液の噴射方向に略対応する3つの部位、つま
りバルブブリッジ3aおよび吸/排気ボート9.11の
壁部の温度をそれぞれ検出する第1〜第3の温度センサ
31〜33の出力信号が入力されており、コントロール
ユニット30によりヘッド冷却室13内の温度に応じて
ポンプ17を作動制御するようになされている。すなわ
ち、そのコントロールユニット30における制御の信号
処理手順について第6図により説明するに、まず、ステ
ップS1でイグニッションキースイッチ等の0N10F
F状態を検出してエンジン1が運転中かどうかを判定し
、この判定がエンジン1の運転停止状態のNOのときに
は制御を終了する。判定がYESのときには、ステップ
82〜S4に進んでそれぞれ上記第1〜第3の温度セン
サ31〜33の検出値が例えば3oo’cよりも高いか
否かを順に判定し、いずれの検出値も300@C以下の
Noと判定されたときには、エンジン1が暖機中ないし
低負荷域にあると見做し、ステップS5に進んでポンプ
17をその冷媒液吐出圧が低くなるように低圧作動状態
とした後、最初のステップS1に戻る。
The pump 17 is a control unit 3 with a built-in CPU.
The operation is controlled by 0. This control unit 3
0 includes three parts of the cylinder head 3 that substantially correspond to the injection direction of the refrigerant liquid injected from the three injection ports 14a, 14b, and 14b of the refrigerant liquid injection nozzle 14, that is, the valve bridge 3a and the intake/exhaust boat. The output signals of the first to third temperature sensors 31 to 33, which respectively detect the temperature of the wall of 9.11, are input, and the control unit 30 operates the pump 17 according to the temperature in the head cooling chamber 13. It is designed to be controlled. That is, to explain the control signal processing procedure in the control unit 30 with reference to FIG. 6, first, in step S1, the 0N10F of the ignition key switch
It is determined whether the engine 1 is in operation by detecting the F state, and when this determination is NO indicating that the engine 1 is in a stopped state, the control is terminated. When the determination is YES, the process proceeds to steps 82 to S4, where it is determined in order whether the detected values of the first to third temperature sensors 31 to 33 are higher than, for example, 3oo'c, and all detected values are If the determination is No, the engine 1 is warmed up or in a low load range, and the process proceeds to step S5, where the pump 17 is placed in a low pressure operating state so that the refrigerant discharge pressure is low. After that, the process returns to the first step S1.

一方、上記ステップ82〜S4の判定が1つでもYES
となったときには、エンジン1が高負荷域にあると見做
し、ステップS8に進んで上記ポンプ17を冷媒液吐出
圧が高くなるように高圧作動状態とした後にステップS
1に戻る。
On the other hand, if at least one of the determinations in steps 82 to S4 is YES,
When this happens, it is assumed that the engine 1 is in a high load range, and the process proceeds to step S8, where the pump 17 is put into a high pressure operating state so that the refrigerant liquid discharge pressure becomes high, and then the process proceeds to step S.
Return to 1.

尚、上記シリンダヘッド3のヘッド冷却室13内の底部
には開閉弁34を介設したドレン通路35の上流端が開
口され、該ドレン通路35の下流端は上記冷媒タンク1
6に連通されている。
The upstream end of a drain passage 35 with an on-off valve 34 interposed therein is opened at the bottom of the head cooling chamber 13 of the cylinder head 3, and the downstream end of the drain passage 35 is connected to the refrigerant tank 1.
It is connected to 6.

次に、上記実施例の作用について説明するに、エンジン
1の運転時、ポンプ17、ブロワ24および冷却ファン
27が作動し、上記ポンプ17の作動により、冷媒タン
ク16内の冷媒液が冷媒液供給通路18を介してエンジ
ン1のシリンダヘッド3におけるヘッド冷却室13に供
給され、そのヘッド冷却室13内底部に向けて噴射ノズ
ル14から噴き出される。この冷媒液はヘッド冷却室1
3内の底部に燃焼室7からの発生熱を受けて沸騰状態で
溜まるとともに順次蒸発し、その蒸発の際の気化熱によ
り燃焼室7のシリンダヘッド3部分が冷却される。
Next, to explain the operation of the above embodiment, when the engine 1 is operated, the pump 17, the blower 24, and the cooling fan 27 are operated, and the operation of the pump 17 causes the refrigerant liquid in the refrigerant tank 16 to be supplied to the refrigerant liquid. It is supplied to the head cooling chamber 13 in the cylinder head 3 of the engine 1 through the passage 18, and is ejected from the injection nozzle 14 toward the inner bottom of the head cooling chamber 13. This refrigerant liquid is in the head cooling chamber 1.
The cylinder head 3 receives heat generated from the combustion chamber 7 and accumulates in a boiling state at the bottom of the combustion chamber 7 and gradually evaporates, and the cylinder head 3 portion of the combustion chamber 7 is cooled by the heat of vaporization during the evaporation.

その際、シリンダヘッド3におけるバルブブリッジ3a
および吸/排気ボート9,11の壁部の3箇所の温度が
それぞれ温度センサ31〜33により検出され、この温
度センサ31〜33の出力信号を受けたコントロールユ
ニット30により、検出温度がいずれも300’C以下
で低いときには、エンジン1は暖機状態ないし低負荷域
にあると判断され、上記ポンプ17が低圧作動してその
冷媒液吐出圧が低く保たれる。この状態では、上記冷媒
液噴射ノズル14における2つの第2の噴射口14b、
14bに装着された圧力弁15,15が開かず、冷媒液
は常時開いている第1の噴射口14aのみを通ってヘッ
ド冷却室13に噴射される。このため、少ない冷媒液が
ヘッド冷却室13における温度上昇し易いバルブブリッ
ジ3a部分のみに向かって供給される。一方、上記3つ
の検出温度が1つでも300”Cを越えると、それはエ
ンジン1が高負荷域に移行したことによるものであると
判断され、上記ポンプ17が高圧作動してその冷媒液吐
出圧が上昇する。この状態では、上記冷媒液噴射ノズル
の2つの圧力弁15.15が井に開き、冷媒液は第1の
噴射口14aのみならず2つの第2の噴射口14b、1
4bをも通ってヘッド冷却室13に噴射される。このた
め、上記低負荷域等に比べて概ね3倍の多量の冷媒液が
ヘッド冷却室13に供給される。以上の結果、エンジン
1の燃焼室ヘッド部分をエンジン発生熱量の変化に対応
して冷却することが可能となり、エンジン1を広範囲な
運転領域に亘って安定して冷却することができる。
At that time, the valve bridge 3a in the cylinder head 3
The temperatures at three locations on the walls of the intake/exhaust boats 9 and 11 are detected by temperature sensors 31 to 33, respectively, and the control unit 30 that receives the output signals from the temperature sensors 31 to 33 determines that the detected temperatures are all 300. When the temperature is lower than 'C, it is determined that the engine 1 is in a warm-up state or a low load region, and the pump 17 operates at a low pressure to maintain the refrigerant discharge pressure low. In this state, the two second injection ports 14b in the refrigerant liquid injection nozzle 14,
The pressure valves 15, 15 attached to the head 14b do not open, and the refrigerant liquid is injected into the head cooling chamber 13 only through the first injection port 14a, which is always open. Therefore, a small amount of refrigerant liquid is supplied only toward the valve bridge 3a portion of the head cooling chamber 13 where the temperature tends to rise. On the other hand, if even one of the three detected temperatures exceeds 300"C, it is determined that this is due to the engine 1 shifting to a high load range, and the pump 17 operates at high pressure to reduce the refrigerant liquid discharge pressure. In this state, the two pressure valves 15.15 of the refrigerant liquid injection nozzle open to the well, and the refrigerant liquid flows not only to the first injection port 14a but also to the two second injection ports 14b, 1.
4b and is injected into the head cooling chamber 13. Therefore, approximately three times as much refrigerant liquid is supplied to the head cooling chamber 13 as compared to the above-mentioned low load region. As a result, the combustion chamber head portion of the engine 1 can be cooled in response to changes in the amount of heat generated by the engine, and the engine 1 can be stably cooled over a wide range of operating ranges.

また、上記冷媒液がヘッド冷却室13内に対し噴射ノズ
ル14により噴射供給されるので、ヘッド冷却室13に
貯溜される冷媒液の撹拌が十分に行われ、ヘッド冷却室
13内で熱的境界面が形成されず、ヘッド冷却室13壁
面と冷媒との熱交換効率を高めることができ、冷媒の蒸
発気化を促進することができる。
Further, since the refrigerant liquid is injected into the head cooling chamber 13 by the injection nozzle 14, the refrigerant liquid stored in the head cooling chamber 13 is sufficiently stirred, and thermal boundaries are formed within the head cooling chamber 13. Since no surface is formed, the heat exchange efficiency between the wall surface of the head cooling chamber 13 and the refrigerant can be increased, and the evaporation of the refrigerant can be promoted.

一方、オイルポンプ20の作動により、オイルパン4内
のオイルが吸い上げられてオイル通路21を介してシリ
ンダブロック2におけるシリンダ冷却室12に供給され
るとともに、オイル噴射ノズル22からオイルジェット
なってピストン6の下面に吹き付けられ、このオイルに
よって燃焼室7のシリンダ部分が冷却される。このよう
な冷却の後、オイルは上記オイルパン4内に戻る。
On the other hand, due to the operation of the oil pump 20, the oil in the oil pan 4 is sucked up and supplied to the cylinder cooling chamber 12 in the cylinder block 2 via the oil passage 21. The cylinder portion of the combustion chamber 7 is cooled by this oil. After such cooling, the oil returns to the oil pan 4.

そして、上記ヘッド冷却室1°3内で発生した冷媒蒸気
は上記ブロワ24により吸引されて蒸気通路25を介し
て熱交換器2δに供給され、この熱交換器26で上記オ
イル通路21内のオイルと熱交換される。
The refrigerant vapor generated in the head cooling chamber 1°3 is sucked by the blower 24 and supplied to the heat exchanger 2δ via the steam passage 25. Heat is exchanged with.

その際、上記ヘッド冷却室13において気化した冷媒蒸
気の温度は冷媒の沸点であるのに対し、上記オイルパン
4に貯溜されているオイルは上記燃焼室シリンダ部分を
冷却するのに伴い、その温度が上記冷媒の沸点よりも高
温度に上昇する。このため、熱交換器26においては、
オイル通路21を流れる高温のオイルから蒸気通路25
内の冷媒蒸気に伝熱され、該冷媒蒸気の温度が沸点以上
に上昇して加熱蒸気となる。
At this time, the temperature of the refrigerant vapor vaporized in the head cooling chamber 13 is the boiling point of the refrigerant, whereas the oil stored in the oil pan 4 cools the cylinder part of the combustion chamber. rises to a temperature higher than the boiling point of the refrigerant. Therefore, in the heat exchanger 26,
From the high temperature oil flowing through the oil passage 21 to the steam passage 25
Heat is transferred to the refrigerant vapor inside, and the temperature of the refrigerant vapor rises above its boiling point to become heated vapor.

また、オイルについては、逆に、冷媒蒸気によって冷却
されることとなり、その温度が低下する。
On the other hand, oil is cooled by refrigerant vapor, and its temperature decreases.

しかも、熱交換器26におけるオイル通路21は外側フ
ィン26d、26d、・・・によって大気と熱交換可能
に外側に配置されているため、上記オイルは空冷されて
さらに温度低下する。そして、この冷却されたオイルが
シリンダ冷却室12等に供給されるので、上記燃焼室シ
リンダ部分を有効に冷却することができる。
Moreover, since the oil passage 21 in the heat exchanger 26 is disposed on the outside so as to be able to exchange heat with the atmosphere by the outer fins 26d, 26d, . Since this cooled oil is supplied to the cylinder cooling chamber 12 and the like, the cylinder portion of the combustion chamber can be effectively cooled.

さらに、上記熱交換器26を経由した。温度上昇した冷
媒蒸気はコンデンサ28に流入し、その大気との熱交換
により冷却凝縮されて元の液状態に戻り、その冷媒液は
冷媒液還流通路29を介して上記冷媒タンク16内に還
流される。
Furthermore, the heat exchanger 26 was passed through. The refrigerant vapor whose temperature has increased flows into the condenser 28 and is cooled and condensed through heat exchange with the atmosphere to return to its original liquid state, and the refrigerant liquid is returned to the refrigerant tank 16 via the refrigerant liquid return passage 29. Ru.

その際、上記コンデンサ28に流入する前の冷媒蒸気の
温度が高温度に上昇しているため、その大気との温度差
が大きくなり、その分、熱移動が急速に行われてコンデ
ンサ28での放熱効率が上昇する。その結果、コンデン
サ28の容量を小さくして、そのコンパクト化を図るこ
とができる。
At this time, since the temperature of the refrigerant vapor before flowing into the condenser 28 has risen to a high temperature, the temperature difference between the refrigerant vapor and the atmosphere increases, and heat transfer occurs rapidly to that extent. Heat dissipation efficiency increases. As a result, the capacitance of the capacitor 28 can be reduced, making it more compact.

また、この場合、冷媒液供給通路18、蒸気通路25お
よび冷媒液還流通路29で構成されるクローズドサイク
ルを冷媒がポンプ17およびブロワ24により強制的に
循環するため、オーブンサイクルの場合にように冷媒が
大気に放出されることはなく、大気汚染等に対して有利
である。
In addition, in this case, since the refrigerant is forcibly circulated by the pump 17 and the blower 24 through a closed cycle composed of the refrigerant liquid supply passage 18, the steam passage 25, and the refrigerant liquid return passage 29, the refrigerant is is not released into the atmosphere, which is advantageous in preventing air pollution.

(他の実施例) 第7図は第2実施例の全体構成を示し、エンジンの暖機
促進を図るようにしたものである。尚、第1図と同じ部
分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略す
る。また、エンジンについては概略構造を示す。
(Other Embodiments) FIG. 7 shows the overall configuration of a second embodiment, which is designed to promote warm-up of the engine. Note that the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. Also, the schematic structure of the engine is shown.

すなわち、本実施例では、ポンプ17を介設した冷媒液
供給通路18はシリンダヘッド3におけるヘッド冷却室
13内の底部に開口されている。
That is, in this embodiment, the refrigerant liquid supply passage 18 with the pump 17 interposed therein is opened at the bottom of the head cooling chamber 13 in the cylinder head 3 .

また、上記冷媒液供給通路18の上流端と同還流通路2
9′の下流端とが直接接続されており、この冷媒液供給
通路18の上流端(冷媒液還流通路29′の下流端)と
蒸気通路25との間に、冷媒液を貯溜する冷媒タンク1
6′が冷媒通路37を介して接続されている。また、上
記冷媒タンク16′ と冷媒液供給通路18の上流端と
を接続する冷媒通路37には開閉弁38と、図で矢印に
て示す如く冷媒液供給通路18から冷媒タンク16′側
へ冷媒液を圧送する補助ポンプ39とが配設されている
。さらに、上記冷媒通路37との分岐接続部よりも下流
側の蒸気通路25には開閉弁40が配設されている。そ
して、以上の2つの開閉弁38.40および2つのポン
プ17.39はコントロールユニット30’ によって
作動制御されるように構成され、このコントロールユニ
ット30′には、エンジン1のシリンダヘッド3の温度
を検出する温度センサ31′ と、ヘッド冷却室13内
の冷媒液の液面レベルを検出する液面センサ41との各
出力信号が入力されている。
Further, the upstream end of the refrigerant liquid supply passage 18 and the recirculation passage 2
A refrigerant tank 1 that stores refrigerant liquid is directly connected to the downstream end of the refrigerant liquid supply passage 18 (downstream end of the refrigerant liquid return passage 29') and the vapor passage 25.
6' are connected via a refrigerant passage 37. Further, a refrigerant passage 37 connecting the refrigerant tank 16' and the upstream end of the refrigerant liquid supply passage 18 is provided with an on-off valve 38, and a refrigerant is supplied from the refrigerant liquid supply passage 18 to the refrigerant tank 16' side as shown by the arrow in the figure. An auxiliary pump 39 for pumping liquid is provided. Further, an on-off valve 40 is provided in the steam passage 25 downstream of the branch connection with the refrigerant passage 37. The above two on-off valves 38.40 and the two pumps 17.39 are configured to be operated and controlled by a control unit 30', and this control unit 30' is configured to control the temperature of the cylinder head 3 of the engine 1. Output signals from a temperature sensor 31' for detecting the temperature and a liquid level sensor 41 for detecting the level of the refrigerant liquid in the head cooling chamber 13 are inputted.

上記開閉弁38.40およびポンプ17.39に対する
コントロールユニット30′の制御手順について第8図
により概略的に説明する。ステップShoで温度センサ
31′の出力信号を読み込み、次のステップSoでその
検出温度に基づきエンジン1が暖機中かどうかを判定す
る。暖機中のYESと判定されたときにはステップS+
2に進み、蒸気通路25の開閉弁40を閉じかつ冷媒通
路37の開閉弁38を開くとともに、補助ポンプ39を
停止保持してポンプ17を運転させる。このことにより
、冷媒タンク16′内の冷媒液を冷媒通路37および冷
媒液供給通路18を介してヘッド冷却室13に供給して
その室内に充満させるとともに、その後、蒸気通路25
および冷媒通路37を介して冷媒タンク16′内に還流
させるというクローズドサイクルを形成し、冷媒液自体
で燃焼室ヘッド部分を冷却する。
The control procedure of the control unit 30' for the on-off valves 38, 40 and the pumps 17, 39 will be schematically explained with reference to FIG. In step Sho, the output signal of the temperature sensor 31' is read, and in the next step So, it is determined whether the engine 1 is being warmed up based on the detected temperature. If it is determined as YES during warming up, step S+
2, the on-off valve 40 of the steam passage 25 is closed and the on-off valve 38 of the refrigerant passage 37 is opened, and the auxiliary pump 39 is kept stopped and the pump 17 is operated. As a result, the refrigerant liquid in the refrigerant tank 16' is supplied to the head cooling chamber 13 via the refrigerant passage 37 and the refrigerant liquid supply passage 18 to fill the head cooling chamber 13.
The refrigerant liquid then flows back into the refrigerant tank 16' through the refrigerant passage 37, forming a closed cycle, and the refrigerant liquid itself cools the head portion of the combustion chamber.

一方、上記検出温度が冷媒の沸点近くまで上昇して、ス
テップSoでエンジン1の暖機が完了したNoと判定さ
れたときには、ステップSI3に進み、上記ポンプ17
の運転を停止しかつ補助ポンプ39を運転させて、上記
ヘッド冷却室13に充満している冷媒液を冷媒タンク1
6′に戻し、その液面レベルを低下させる。この後、ス
テップS宵において液面センサ41により検出した上記
冷媒液の液面レベルが設定値まで低下したかどうかを判
定し、その液面の設定値までの低下を待って、ステップ
S+5で上記開閉弁38を閉じるとともに、補助ポンプ
39を運転停止させる。しかる後、ステップS+6に進
んで、上記開閉弁40を開きかつポンプ17を再度運転
させて、上記第1実施例と同様の沸騰冷却を行う。
On the other hand, when the detected temperature rises close to the boiling point of the refrigerant and it is determined in step So that warming up of the engine 1 is completed, the process proceeds to step SI3, and the pump 17
The operation of the head cooling chamber 13 is stopped and the auxiliary pump 39 is operated to drain the refrigerant liquid filling the head cooling chamber 13 into the refrigerant tank 1.
6' to lower the liquid level. After that, in step S, it is determined whether the liquid level of the refrigerant liquid detected by the liquid level sensor 41 has decreased to a set value, and after waiting for the liquid level to drop to the set value, in step S+5, The on-off valve 38 is closed and the auxiliary pump 39 is stopped. Thereafter, the process proceeds to step S+6, where the on-off valve 40 is opened and the pump 17 is operated again to perform boiling cooling similar to that in the first embodiment.

したがって、この実施例においては、温度センサ31′
により検出されたシリンダヘッド3の温度が低くて、エ
ンジン1が暖機状態にあるときには、開閉弁40が閉じ
かつ開閉弁38が開かれて、ポンプ17が運転される。
Therefore, in this embodiment, the temperature sensor 31'
When the detected temperature of the cylinder head 3 is low and the engine 1 is warmed up, the on-off valve 40 is closed, the on-off valve 38 is opened, and the pump 17 is operated.

このため、冷媒タンク16′内の冷媒液がヘッド冷却室
13に供給されてその室内に充満した後、蒸気通路25
および冷媒通路37を介して冷媒タンク16′内に還流
するサイクルとなる。この状態では、ヘッド冷却室13
で冷媒が蒸発せず、燃焼室ヘッド部分は冷媒の気化熱で
はなくて冷媒液自体と熱交換して冷却されることになり
、その分、冷却能力を低下させてエンジン1の暖機を促
進することができる。
For this reason, after the refrigerant liquid in the refrigerant tank 16' is supplied to the head cooling chamber 13 and the chamber is filled, the vapor passage 25 is
Then, the refrigerant flows back into the refrigerant tank 16' via the refrigerant passage 37. In this state, the head cooling chamber 13
The refrigerant does not evaporate, and the head of the combustion chamber is cooled not by the heat of vaporization of the refrigerant, but by exchanging heat with the refrigerant liquid itself, which reduces the cooling capacity and promotes warm-up of the engine 1. can do.

その際、上記ヘッド冷却室13から冷媒タンク16′ 
に戻る冷媒液がコンデンサ28を通過しないので、冷媒
液の大気との熱交換による温度低下が抑えられ、エンジ
ン1の暖機をより一層有効に促進することができる。
At that time, from the head cooling chamber 13 to the refrigerant tank 16'
Since the refrigerant liquid that returns to the engine 1 does not pass through the condenser 28, a temperature drop due to heat exchange between the refrigerant liquid and the atmosphere is suppressed, and warm-up of the engine 1 can be promoted more effectively.

一方、上記検出温度が冷媒の沸点近くまで上昇して、エ
ンジン1の暖機が完了したときには、まず、上記ポンプ
17の運転が停止され、それに代えて補助ポンプ39が
運転される。このため、上記ヘッド冷却室13に充満し
ている冷媒液が冷媒タンク16′に戻されて、その液面
レベルが低下する。そして、該液面レベルが設定値まで
低下すると、上記開閉弁38が閉じられ、かつ補助ポン
プ39の運転が停止されて、冷媒が冷媒タンク16′内
に収容保持される。この後、蒸気通路25の開閉弁40
が開かれるとともに、ポンプ17が運転され、冷媒液が
ヘッド冷却室13で蒸発気化するとともに、その冷媒蒸
気がコンデンサ28で凝縮液化する通常の沸騰冷却が行
われる。
On the other hand, when the detected temperature rises to near the boiling point of the refrigerant and warm-up of the engine 1 is completed, the operation of the pump 17 is first stopped and the auxiliary pump 39 is operated instead. Therefore, the refrigerant liquid filling the head cooling chamber 13 is returned to the refrigerant tank 16', and its liquid level is lowered. When the liquid level falls to a set value, the on-off valve 38 is closed, the operation of the auxiliary pump 39 is stopped, and the refrigerant is stored and held in the refrigerant tank 16'. After this, the on-off valve 40 of the steam passage 25
is opened, the pump 17 is operated, and the refrigerant liquid is evaporated in the head cooling chamber 13, and the refrigerant vapor is condensed and liquefied in the condenser 28, thereby performing normal boiling cooling.

よって、本実施例の場合、冷却性能の優れた沸騰冷却方
式を採用しつつ、エンジン1の暖機を促進して、エンジ
ン1を素早く暖機完了状態に移行させることができる利
点がある。
Therefore, in the case of the present embodiment, there is an advantage that, while employing the boiling cooling method with excellent cooling performance, warm-up of the engine 1 can be promoted and the engine 1 can be quickly shifted to a warm-up completion state.

第9図は本発明の第3実施例を示し、上記実施例の如き
沸騰冷却方式において、車両のヒータ用熱源として低沸
点冷媒の蒸気を利用する場合には、極寒時での冷媒蒸気
温度が低いためにヒータの熱量不足が懸念されるが、そ
れを解消するものである。
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention, in which in the boiling cooling system as in the above embodiment, when the vapor of a low boiling point refrigerant is used as a heat source for a vehicle heater, the refrigerant vapor temperature in extremely cold conditions is There is a concern that the heat capacity of the heater may be insufficient due to the low temperature, but this problem is solved.

この実施例の場合、エンジン1のシリンダヘッド3にお
けるヘッド冷却室13にはヒータ用冷媒通路42の両端
が開口され、該ヒータ用冷媒通路42の途中には、車室
内と連通する熱交換器からなるヒータコア43とヒータ
バルブ44とブロワ45とが直列に配設されている。4
6はヒータコア43に送風する送風ファンである。
In the case of this embodiment, both ends of a heater refrigerant passage 42 are opened in the head cooling chamber 13 of the cylinder head 3 of the engine 1, and a heat exchanger communicating with the passenger compartment is located in the middle of the heater refrigerant passage 42. A heater core 43, a heater valve 44, and a blower 45 are arranged in series. 4
6 is a fan that blows air to the heater core 43.

また、上記ヘッド冷却室13内の冷媒蒸気をコンデンサ
28に送る蒸気通路25には開閉弁47が配設されてい
る。上記開閉弁34.47、ヒ−タバルブ44およびブ
ロワ45は、シリンダヘッド3の温度を検出する温度セ
ンサ31′の出力信号を入力したコントロールユニット
30’l:より作動制御される。その制御手順を第10
図に示すフローチャートに沿って説明すると、まず、ス
テップS?aにおいて温度センサ31′により検出され
た温度を読み込み、ステップS2+でその温度を所定値
と比較する。そして、検出温度が所定値よりも低いYE
Sのとき(極寒時)には、ステップS22に進んで上記
両開閉弁34.47を閉じ、かつヒータバルブ44を開
いてブロワ45を運転させる。
Further, an on-off valve 47 is provided in the steam passage 25 that sends refrigerant vapor in the head cooling chamber 13 to the condenser 28 . The on-off valves 34, 47, the heater valve 44, and the blower 45 are operated and controlled by a control unit 30'l that receives an output signal from a temperature sensor 31' that detects the temperature of the cylinder head 3. The control procedure is the 10th
To explain along the flowchart shown in the figure, first, step S? At step a, the temperature detected by the temperature sensor 31' is read, and at step S2+, the temperature is compared with a predetermined value. Then, the detected temperature is lower than the predetermined value YE
When S (extremely cold), the process proceeds to step S22, where both the on-off valves 34 and 47 are closed, the heater valve 44 is opened, and the blower 45 is operated.

一方、上記検出温度が所定値以上に高いNOのときには
、ステップS23において上記両開閉弁34.47を開
弁させるとともに、ポンプ17を運転させて、通常の沸
騰冷却状態に移行させる。
On the other hand, when the detected temperature is higher than a predetermined value (NO), in step S23, both the on-off valves 34 and 47 are opened, and the pump 17 is operated to shift to a normal boiling cooling state.

したがって、この実施例においては、温度センサ31点
により検出された温度が所定値よりも低いときには、極
寒時と見做されて、開閉弁34゜47が閉じられ、かつ
ヒータバルブ44も開かれてブロワ45が運転状態とな
る。この状態では、ヘッド冷却室13内に冷媒蒸気が密
閉されてその蒸気圧が高くなり、冷媒の沸点が上昇する
。この温度上昇した冷媒蒸気がヘッド冷却室13とヒー
タコア43との間を循環するため、ヒータコア43の放
熱温度を高めることができ、よって好適なヒータ用熱源
を確保することができる。
Therefore, in this embodiment, when the temperature detected by the 31 temperature sensors is lower than a predetermined value, it is assumed that it is extremely cold, and the on-off valves 34 and 47 are closed, and the heater valve 44 is also opened. The blower 45 becomes operational. In this state, the refrigerant vapor is hermetically sealed within the head cooling chamber 13, its vapor pressure increases, and the boiling point of the refrigerant increases. Since this refrigerant vapor whose temperature has increased circulates between the head cooling chamber 13 and the heater core 43, the heat radiation temperature of the heater core 43 can be increased, and a suitable heat source for the heater can therefore be secured.

一方、上記温度センサ31′による検出温度が所定値以
上に高い非極寒時には、上記両開閉弁34.47が開弁
され、かつポンプ17も運転されて、通常の沸騰冷却状
態になる。
On the other hand, when the temperature detected by the temperature sensor 31' is not extremely cold and is higher than a predetermined value, both the on-off valves 34 and 47 are opened and the pump 17 is also operated, resulting in a normal boiling cooling state.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によると、蒸発冷媒の気化
熱によりエンジンを冷却するとともに、その気化した冷
媒蒸気をエンジン外のコンデンサにより冷却して凝縮液
化するようにした沸騰冷却方式の冷却構造に対し、エン
ジンの燃焼室ヘッド部分を冷媒の気化熱により冷却する
一方、燃焼室シリンダ部分はオイルにより冷却し、上記
気化した冷媒蒸気を燃焼室シリンダ部分の冷却に使用し
た高温のオイルと熱交換して加熱昇温させた後にコンデ
ンサに導くようにしたことにより、コンデンサに流入す
る冷媒蒸気の温度を冷媒沸点温度以上に高め得、その大
気との温度差を大きく確保して、コンデンサでの放熱効
率を増大でき、よってコンデンサの容量を小さくしてそ
のコンパクト化を図ることができるものである。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the engine is cooled by the heat of vaporization of the evaporative refrigerant, and the vaporized refrigerant vapor is cooled by a condenser outside the engine to condense and liquefy it. In contrast to this cooling structure, the engine's combustion chamber head section is cooled by the heat of vaporization of the refrigerant, while the combustion chamber cylinder section is cooled by oil, and the vaporized refrigerant vapor is used to cool the combustion chamber cylinder section. By exchanging heat with oil to raise the temperature and then leading it to the condenser, the temperature of the refrigerant vapor flowing into the condenser can be raised to above the refrigerant boiling point temperature, and a large temperature difference between it and the atmosphere is ensured. The heat dissipation efficiency of the capacitor can be increased, and therefore the capacitance of the capacitor can be reduced to make it more compact.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第6図は本発明の第1実施例を示し、第1図は
全体構成図、第2図はエンジンのシリンダヘッド部分の
拡大断面図、第3図は冷媒液噴射ノズルの要部拡大断面
図、第4図は熱交換器の要部を示す縦断面図、第5図は
第4図の■−V線断面図、第6図はコントロールユニッ
トにおいて行われる信号処理手順を概略的に示すフロー
チャート図である。第7図および第8図は第2実施例を
示し、第7図は第1図相当図、第8図は制御手順のフロ
ーチャート図である。第9図および第10図は第3実施
例を示し、第9図は第1図相当図、第10図は制御手順
のフローチャート図である。 1・・・エンジン、2・・・シリンダブロック、3・・
・シリンダヘッド、7・・・燃焼室、12・・・シリン
ダ冷却室、13・・・ヘッド冷却室、19・・・沸騰冷
却手段、21・・・オイル通路、23・・・オイル冷却
手段、25・・・蒸気通路、26・・・熱交換器(熱交
換手段)、28・・・コンデンサ、30.30’、30
’・・・コントロールユニット。 特許出願人  マツダ株式会社    ・÷−゛−・2
′(°−・−1△ 代理人 弁理士前1)弘ぢ:r5− 第1図 第3図 ]4 第4図 第5図 第8図 第7図
1 to 6 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is an overall configuration diagram, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the cylinder head portion of the engine, and FIG. 3 is an essential part of a refrigerant liquid injection nozzle. Figure 4 is a vertical cross-sectional view showing the main parts of the heat exchanger, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the ■-V line in Figure 4, and Figure 6 is a schematic diagram of the signal processing procedure performed in the control unit. FIG. 7 and 8 show a second embodiment, FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1, and FIG. 8 is a flowchart of the control procedure. 9 and 10 show the third embodiment, FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 1, and FIG. 10 is a flowchart of the control procedure. 1...Engine, 2...Cylinder block, 3...
- Cylinder head, 7... Combustion chamber, 12... Cylinder cooling chamber, 13... Head cooling chamber, 19... Boiling cooling means, 21... Oil passage, 23... Oil cooling means, 25... Steam passage, 26... Heat exchanger (heat exchange means), 28... Condenser, 30.30', 30
'···control unit. Patent applicant Mazda Motor Corporation ・÷−゛−・2
'(°-・-1△ Agent Patent Attorney 1) Hiroji: r5- Figure 1 Figure 3] 4 Figure 4 Figure 5 Figure 8 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)液化した冷媒を蒸発気化させてその気化熱により
燃焼室ヘッド部分を冷却する沸騰冷却手段と、オイルに
より燃焼室シリンダ部分を冷却するオイル冷却手段と、
該オイル冷却手段のオイルの熱を上記沸騰冷却手段によ
り気化した冷媒蒸気に伝える熱交換手段と、該熱交換手
段によりオイルから伝熱された冷媒蒸気を大気との熱交
換により冷却して凝縮液化するコンデンサとを備えたこ
とを特徴とするエンジンの冷却構造。
(1) A boiling cooling means that evaporates the liquefied refrigerant and cools the head portion of the combustion chamber with the heat of vaporization, and an oil cooling means that cools the cylinder portion of the combustion chamber with oil.
a heat exchange means for transmitting the heat of the oil in the oil cooling means to the refrigerant vapor vaporized by the boiling cooling means; and a heat exchange means for transmitting the heat of the oil in the oil cooling means to the refrigerant vapor vaporized by the boiling cooling means, and cooling the refrigerant vapor heat transferred from the oil by the heat exchange means to condensation and liquefaction by heat exchange with the atmosphere. An engine cooling structure characterized by being equipped with a condenser.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008121615A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 Toyota Motor Corp Engine
JP2008196379A (en) * 2007-02-13 2008-08-28 Toyota Motor Corp Exhaust heat recovering device and engine
JP2008248703A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Toyota Motor Corp Engine waste heat recovery system
GB2498782A (en) * 2012-01-27 2013-07-31 Gm Global Tech Operations Inc Engine block cooling with oil around and sprayed into a cylinder

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