JPH01203612A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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JPH01203612A
JPH01203612A JP63320787A JP32078788A JPH01203612A JP H01203612 A JPH01203612 A JP H01203612A JP 63320787 A JP63320787 A JP 63320787A JP 32078788 A JP32078788 A JP 32078788A JP H01203612 A JPH01203612 A JP H01203612A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
cooler
heat pipe
refrigerant
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JP63320787A
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English (en)
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Erich Poehlmann
エーリッヒ、ペールマン
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Poehlmann Anwendungstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Poehlmann Anwendungstechnik GmbH and Co KG
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P9/00—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00
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    • F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P3/04—Liquid-to-air heat-exchangers combined with, or arranged on, cylinders or cylinder heads

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱源をなす機関ブロック、ヒートシンクをな
す冷却器１機関ブロック内に形成され又は配置された冷
媒導管及び空間の糸、及び冷却器に冷媒導管及び空間の
系を接続する少なくとも２つの送り導管を有する内燃機
関。
従来の技術 内燃機関は、今まで常に空冷又は水冷であり。
近頃では主として水冷になっている。
空冷の場合、燃焼の間に機関ブロックのシリンダヘッド
及びシリンダブロックに伝達される熱は。
これらの部分に冷たい空気を吹付けることによって放出
される。その際空気は相応してあたためられる。冷却す
べき機関部分の表面積は、フィンによって増大される。
空冷内燃機関は、比較的迅速に動作温度に達するが、こ
の温度は、水冷内燃機関の動作温度よりも高く、かつ冷
却も、水の場合よりも不均一である。
水冷内燃機関の場合、シリンダヘッドとシリンダブロッ
クは２重壁に構成されており、その際存在する空間内に
おいて下から上へ冷媒として水／不凍液混合物が流れて
いる。加熱された冷媒は。
機関ブロックの最高位置から出て、かつ空気冷却器を通
って流れ、ここにおいて冷媒は、互いに平行に配置され
た多数の流れ通路を通って上から下へ流れる。冷却器に
おいて冷却された冷媒は、最も低い位置から機関ブロッ
クに再び供給され、かつ機関ブロック内にある冷媒導管
及び空間の系に分配される。冷たい内燃機関を急速に動
作温度にするため、冷媒導管及び空間の糸は、水ポンプ
を含めた内部回路内で閉じることができ、この時ここに
おいて１機関ブロックの動作温度に達しかつサーモスタ
ットスイッチが冷却器への大きな循環路を開くまで、わ
ずかな冷媒量だけが循環する。
それにもかかわらず、水冷内燃機関においては相応して
大きな熱容量を有する比較的多くの冷媒量のため、動作
温度に達するまでに比較的長い時間がかかる。この段階
において内燃機関の磨耗はかなりのものであり、かつ動
作温度に達するまで。
排気ガス中には比例以上の量の有害物質成分が生じる。
その他にポンプ、サーモスタット、ホース導管、冷却器
ブロック等を有する水案内部の構造費用は無視できない
。最後に水／不凍液混合物の通常の冷媒の場合、１００
℃以上の温度に達するにはかなりの付加的な費用を要す
る。なぜなら冷却系を耐圧構成にしなければならないか
らである。
効率のために有利なｌｏｏ’ｃ以上の内燃機関の動作温
度は、従って水冷内燃機関ではほとんど不可能である。
発明の目的 本発明の課題は１機関ブロックの高速加熱及び内燃機関
の高い効率を可能にする基本的に別種の構想の冷却系を
備えた内燃機関を提供することにある。
発明の構成 この課題は、初めに述べたような内燃機関において次の
ようにして解決される。すなわち冷却器が、冷媒導管及
び空間の系の上方に配置されており、かつ冷媒導管及び
空間と送り導管が、系の最も低い点から冷却器へ上昇し
て通っており、かつ冷却器と冷媒導管及び空間の系と送
り導管とが。
密閉したヒートパイプ系として構成されており。
すなわち少量の液状冷媒１例えば水で満たされており、
かつその他に一部空になっている。従って本発明によれ
ば、内燃機関の冷却系はヒートパイプ方式によって構成
される。ヒートパイプ上。小量の液状冷媒１例えば水又
は冷却剤を充填しかつその他に一部空になった密閉系で
あり、ここにおいて液状冷媒は、熱源の方に向いた端部
で蒸発し。
ヒートシンクの方に向いた端部へ蒸気として上昇し、ヒ
ートシンクの方に向いた端部で凝縮し、かつ凝縮物とし
て、従って液化して再び熱源の方に向いた端部に戻る。
熱の取出しは、熱源の方に向いたヒートパイプの端部に
おいて状態変化により行われるので、この熱伝達系の効
率は極めて高い。
本発明による内燃機関の場合、ヒートパイプの方式で構
成された冷却系は熱源からヒートシンクへ上昇して案内
されており、かつ逆行する凝縮物はできるだけ均一に冷
媒導管及び空間の県内で分配され、それにより均一な冷
却能力を保証するようにすることに注意する。
冷媒の量は少ないので１本発明により冷却された内燃機
関は極めて急速に動作温度に達し、全体として内燃機関
の動作温度を高くすることができ。
その結果効率が改善され、有害物質放出量が減少し、か
つ総合的な構造費用がわずかになり、特に冷媒ポンプが
不要なのでわずかになる。
本発明による内燃機関のその他の有利な構成及び変形は
、特許請求の範囲第２項以後に記載されている。その他
にここでは、ヒートパイプ系の特に有利な構成について
、ドイツ連邦共和国実用新案登録第８７０９８２６号明
細書も参照されたい。それにより本発明による内燃機関
の構成の際に実現できる多くの細部が明らかである。
実施例 本発明の実施例を以下図面によって詳細に説明する。
図には、まず内部に形成されたシリンダ２．連接棒４を
介してクランク軸５に関節結合されてシリンダ２内で動
くピストン３及びオイルパン６を備えた機関ブロック１
が示しである。機関ブロック１は、シリンダブロック７
とシリンダヘッド８に分割されている。内燃機関には、
ヒートシンクをなす冷却器９１機関ブロック１内に形成
され又は配置された冷媒導管及び空間１０の系、及び冷
媒導管及び空間１０の系を冷却器９に接続する送り導管
１１も含まれている。
この時本発明によれば、冷却器９は冷媒導管及び空間１
０の系の上方に配置されており、かつ冷媒導管及び空間
１０と送り導管１１は、系の最も低い点から冷却器９へ
上昇して通っており、かつ冷却器９と冷媒導管及び空間
１０の系と送り導管１１は。
密閉したヒートパイプ系１２として構成されており。
すなわち少量の液状冷媒１例えば水で満たされており、
かつその他に一部空になっている。
実施例に示した内燃機関は次の点で優れている。
すなわち機関ブロック１に、場合によっては機関ブロッ
ク１内のそれぞれのシリンダ範囲に、独立した複数のヒ
ートパイプ糸１２が付属しており、特にそれぞれ１つの
側部ヒートパイプ系１ｚ及び第３の中央ヒートパイプ系
１ｚが付属している。ここに図示した実施例において２
つの側部ヒートパイプ糸１２はシリンダブロック７の壁
に付属しており。
一方中央ヒートパイブ系１２はシリンダヘッド８に付属
している。多シリンダ内燃機関の場合、それぞれのシリ
ンダ範囲に複数のヒートパイプ系１２を設けてもよく、
その際複数のヒートパイプ系１２の冷却器９を共通の１
つの冷却器ブロックにまとめてもよい。このような冷却
器ブロックは空気冷却器として構成できる。
図には１機関ブロック１内の冷媒導管及び空間ｌＯの糸
がヒートパイプ系１２の下部ユニット部分を形成してお
り、かつ送り導管１１が、上方への蒸気流だけを可能に
する前進通路、及びこれに対して実質的に平行であって
下方への液体流だけを可能にする戻し通路を形成してお
り、かつ冷却器９が、前進通路と戻し通路を接続するヒ
ートパイプ系１２の分路を含んでいるという点において
優れた糸が示されている。図においては、前進通路は幅
広い、従って大きな直径の通路として示されており、そ
れに対して戻し通路は狭い、従って小さな直径の通路と
して示されている。前進通路と戻し通路を接続するヒー
トパイプ系１２０分路は、前進通路の最高点から戻し通
路へ低下して通じている。
その他にここに図示した実施例において、戻し通路の流
れ断面は、前進通路の流れ断面に対して特に小さくなっ
ている。
前進通路と戻し通路への分割は、まず上側部分。
特に機関ブロック１の端部で行うと有利である。
ヒートパイプ系１２も熱伝達導管内で制御でき、しかも
蒸気として冷却器９に達した冷媒を凝縮の後にここに留
めることによって制御できる。従ってこの時状態変化回
路は実際にしゃ断される。そのため本発明の別の教示は
次のようＫなっている。
すなわちヒートパイプ系１２内の蒸気／液体流は。
制御部材１３によって、特に戻し通路内に配置された制
御部材１３によって制御できる。制御部材１３は冷却器
９の比較的近くに配置され、弁として、特に調節弁とし
て構成され、かつ電気又は電磁又は電子制御装置に接続
されていると有利である。この時サーモスタットにより
制御され、制御部材１３は、制御装置により開き又は閉
じることができる。
パルス状に開き又は閉じることによって、比較的微細な
温度制御又は温度調整を行うことができる。
冷却器９自体が適当に構成されていない場合。
制御部材１３の上方に液状冷媒用の収集空間１４を形成
すると有利である。この収集空間１４内には、制御部材
１３の上方で液状冷媒を問題なく集めることができる。
最後に図の中央のヒートパイプ系１２ＶＣ示すように、
１つの冷却器９に複数の戻し通路を付属させることは望
ましい。それにより冷・媒導管及び空間１０の糸へ均一
な凝縮物の戻しを行うことができる。
冷媒導管及び空間の系に、液状冷媒の分配を容易にする
素子１例えば毛細管素子が設けられていると有利なこと
は、全く一般的に成立する。それにより液状冷媒は９機
関ブロックの特に問題のある点を目標として供給できる
。
その他にこれ以上の提案及び示唆については。
もう−度ドイツ連邦共和国実用新案登録第８７０９８２
６号明細書を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
図は１本発明による冷却系を備えた内燃機関の断面を示
す略図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）熱源をなす機関ブロック（１）、ヒートシンクを
    なす冷却器（９）、機関ブロック（１）内に形成され又
    は配置された冷媒導管及び空間（１０）の系、及び冷却
    器（９）に冷媒導管及び空間（１０）の系を接続する少
    なくとも２つの送り導管（１１）を有する内燃機関にお
    いて、 冷却器（９）が、冷媒導管及び空間（１０）の系の上方
    に配置されており、かつ冷媒導管及び空間（１０）と送
    り導管（１１）が、系の最も低い点から冷却器（９）へ
    上昇して通っており、かつ冷却器（９）と冷媒導管及び
    空間（１０）の系と送り導管（１１）とが、密閉した熱
    ヒートパイプ系（１２）として構成されており、すなわ
    ち少量の液状冷媒、例えば水で満たされており、かつそ
    の他に一部空になっていることを特徴とする内燃機関。
  2. （２）機関ブロック（１）に、場合によっては機関ブロ
    ック（１）内のそれぞれのシリンダ範囲に、独立した複
    数のヒートパイプ系（１２）が付属しており、例えばそ
    れぞれ１つの側部ヒートパイプ系（１２）及び第３の中
    央ヒートパイプ系（１２）が付属している、請求項１記
    載の内燃機関。
  3. （３）機関ブロック（１）内の冷媒導管及び空間（１０
    ）の系が、ヒートパイプ系（１２）の下部ユニット部分
    を形成しており、かつ送り導管（１１）が、上方への蒸
    気流だけを可能にする前進通路、及びこれに対して実質
    的に平行でありかつ下方への液体流だけを可能にする戻
    し通路を形成しており、かつ冷却器（９）が、前進通路
    と戻し通路を接続するヒートパイプ系（１２）の分路を
    含んでいる、請求項１又は２記載の内燃機関。
  4. （４）前進通路と戻し通路への分割部分が、機関ブロッ
    ク（１）の端部にある、請求項３記載の内燃機関。
  5. （５）ヒートパイプ系（１２）内の蒸気／液体流が、制
    御部材（１３）、例えば戻し通路内に配置された制御部
    材（１３）によって制御可能である、請求項１〜４の１
    つに記載の内燃機関。
  6. （６）制御部材（１３）の上方に、液状冷媒用の収集空
    間（１４）が形成されている、請求項５記載の内燃機関
    。
  7. （７）冷却器（９）に複数の戻し通路が付属している、
    請求項１〜６の１つに記載の内燃機関。
  8. （８）冷媒導管及び空間の系に、液状冷媒の分配を容易
    にする素子、例えば毛細管素子が設けられている、請求
    項１〜７の１つに記載の内燃機関。
JP63320787A 1988-02-01 1988-12-21 内燃機関 Pending JPH01203612A (ja)

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DE3805131A DE3805131A1 (de) 1988-02-01 1988-02-01 Verbrennungsmotor
DE3805131.1 1988-02-01

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