JPH01503320A - 動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路 - Google Patents

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】 動力作動機関、特に内燃機関のための 流体冷却回路 本発明は請求項１に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路に 関し、さらに請求項８，１０゜１１．２１に記載の種類の冷却回路にも関するも のである。

西ドイツ特許公開第３２２６５０８号公報（欧州特許公開第０１００９１７号公 報、日本国特許公開第５９−２３０２９合公報、米国特許第４５１０８９３号公 報に対応）に記載のこの種の公知の装置では、空気分離容器は充填管としての戻 し吸込管を介して冷媒ポンプの吸込側と結合されている。充填時には冷媒は空気 分離容器の底部領域から戻し吸込管を介して低い位置にある冷媒ポンプへ流れ、 ここから下方へエンジンの冷却ジャケットのなかへ流れる。冷却器還流管のなか にはサーモスタットが配置され、エンジンが十分に冷えているときには冷却弁よ り冷媒ポンプと還流部氷室とが直接に接続されるので、冷媒はまず冷却ジャケッ トのなかにだけ流れ、これを充填する。しかしながらこの充填過程は、冷却ジャ ケットの出口にサーモスタットを配置した場合でも、冷却器注流部から充填接続 部（この充填接続部を通って。

排除されるべき空気がもっばら冷却ジャケットと冷却器から漏れることがある） へ通じる脱気管の内部横断面積が狭いので遅滞する。これによって生じる遅い充 填速度は必要な作業時間の浪費を高めるばかりでなく、冷却ジャケット及び他の 小さな勾配の管部分または勾配のない管部分に残っている残留空気の体積をも増 大させる。冷却ジャケットが完全に充填されてから冷媒が通常は殆ど勾配のない 注流管を介して冷却器のなかへ達し、それによって充填速度がかなり遅くなり、 冷却器のなかに残っている残留空気の体積は好都合になる。従ってエンジンの作 動時及び閉塞カバーを取外した際に脱気過程を付加的に遅らせることが必要であ る。この場合冷却回路のなかに残っている。特に冷媒に解けている残留空気は、 高温度で過圧弁に存在している溶解物から沈殿した後も過圧弁の開口値を超えた ときにだけ、空気遮断部として作用する補償容器を介して大気へ排出される。従 って十分に脱気されるために生じる。冷媒高温時の急激な圧力発生、冷却器構成 要素及び冷媒そのものに対する腐食危険度の少なさといった空気のない冷却器の 利点は殆ど作用せず、或いはエンジンの暖冷サイクルが何度も終わった後かなり 時間的に遅れて作用する。さらにエンジンを作動させるためにかなり高温の作動 温度になるまでゆっくり行なわれる脱気過程後、冷媒の熱膨張によるその圧力発 生は十分に得られない、この場合冷媒の熱膨張が閉塞カバーを閉じる前に圧力が 発生しないままに行なわれるので１作動温度が更に上昇すると急激に沸騰限界値 或いはポンプキャビテーション限界値に達し、その直後の高負荷のエンジン作動 時にエンジンの過熱は避けられない。

逆に、高負荷時に燃焼ガスの漏れが冷却回路内に侵入し、一般には始動温度が低 いとき、特にマイナス温度のとき燃焼ガスの漏れが冷却回路内に侵入するような 内燃機関の冷却回路内には、比較的低い冷媒温度に関連して。

過圧弁の開口値の範囲内で過圧が高まる。この高まった過圧は、作動中断時にエ ンジンを冷却しても十分に衰えない、さらに冷却回路内に残っている燃焼ガスが 冷媒添加物に常に悪影響を及ぼしたり、冷却回路の構成要素を腐食させたりする 。

最後に、高負荷のためにエンジンを急に切ると、冷却ジャケットの過熱個所で冷 媒が局所的に強く過熱されるとともに、高圧の蒸気泡が発生する。この蒸気泡は 冷却回路内全体の圧力を強く高めるばかりか、過圧弁を介して冷媒を噴出させ、 補償容器を溢れさせるにいたる場合すらある。また冷媒の構成成分、特に湯垢が 過熱個所で遊離して沈積することもある。

本発明の課題は、流体冷却される内燃機関の作動限界条件（充填、脱気、ガス抜 き、ポンプキャビテーション、過熱、エンジンを切った後の加熱、始動温度或い は周囲温度が低い場合及び平均作動温度の範囲で燃焼ガスが冷却回路内に侵入す る場合に冷媒の圧力が冷媒温度の変化に不必要なほどに高まること）の範囲内で の上記の欠点を解消すると共に構造、コスト、重量、構成要素の多様性、誤作動 の可能性を軽減させることである。さらに、従来のように上記のような悪影響を 相殺させるために必要であったように冷却回路の構成要素、特に冷却管が大きす ぎることのないようにすることをも課題とするものである。

本発明は、上記課題を解決するため、請求項１に記載の特徴部分によって達成さ れる。

本発明によれば、冷却ジャケットと冷却回路の充填は早められ、残留空気による 影響は減少する。なぜなら冷媒は充填穴から等価に且つ迅速に冷却ジャケットと 冷却回路内に流入し、空気は逆流で直接排出され、その結果冷媒の高い流動速度 によって残留空気の泡が連行され。

冷媒を案内する冷却回路の種々の管と中空空間内にわずかな量の残留空気の泡が 残る。次にエンジンがまず作動すると、残っている残留空気成分は注流部高点か ら、ここから出ている脱気管を介して空気分離容器内に迅速に流九る。この場合 その出口をエンジン近くに配置すると、冷却器へ降下している冷却器性流部によ って冷却器を低く配置して乗用車のフロントを強く傾斜させる上で好都合になり 、暖機運転に取り入れられる冷媒の体積を少なくさせることができ、それによっ て暖機時間を短くさせることができる。このことは、脱気管を冷却器性流部氷室 の高点に配置することに該当する。冷却器性流部氷室は少なくとも部分的には、 検流冷却器の場合冷却領域の一部分と共に暖機運転に取り入れられる。

温度制御される脱気弁によって、脱気とガス抜き及びシステム圧の発生とが温度 と回転数に関して改善され、冷却段階の際に燃焼ガスの漏れによって高められる 冷却回路の圧力が再び弱められる。この場合サーモ弁によって低作動温度時に開 かれる。空気分離容器から補償容器に通じる管結合部により、充填後の非常に簡 単な脱気過程が可能になる。その際エンジンの回転数が強く変化することにより 閉塞カバーが閉じることにより、冷媒と残留空気とは絶えず補償容器へ排出され 、冷媒は空気分離容器内へ流入する。このことは回転数が減少する際のポンプ吸 込圧の上昇と、回転数が上昇する際のポンプ吸込圧の減少とにより生じる。請求 項７と８によれば、空気分離容器内に設けられる充填レベル発信器と関連して、 回転数が増大するにつれてオンにされる表示ランプを点灯しはじめることにより 脱気が行なわれ、或いは脱気が進行していることが認識される。冷却回路の弾性 、特にホースの長さと弾性と、温度とポンプ回転数とに依存した圧力発生に同調 する脱気弁の閉弁温度は、冷媒温度が比較的低いときの必要以上に高い冷却回路 過圧値を防止しするとともに、ポンプ吸込圧の変化とポンプキャビテーション限 界値の変化との距離を十分に大きくする。サーモ弁の切換え点での高エンジン回 転数による高いポンプ搬送出力は、その際冷却回路の平均過圧によって強く減少 するポンプ吸込圧にして開弁じた脱気弁により大気圧に等しくなっている一定の ポンプ吸込圧により、温度が更に上昇する際の冷媒の熱膨張から圧力を発生させ るためのより高い基準圧力を生じさせる。従って比較的高回転数の作動時には、 ポンプキャビテーションが付加的に防止される。すべての制御要素を閉塞カバー に配置することによってコンパクトで安価で軽量な構造が得られると共に、保守 及び修理も好都合になる。

請求項２の特徴により、空気分離容器を冷却器性流部と充填接続部とに対して簡 単に且つ空間的に付設することが可能になり、それによって構造空間が非常に狭 くなる。

請求項３と４の特徴はさらに構造を簡潔にして同様に空間節約的な構成を維持す るものである。というのも。

副流管の一部分が完全に閉塞カバー内に形成され且つ請求項４に従って閉塞カバ ーに固定される挿入体に形成されているからである。この場合挿入体は空気分離 容器を冷却器性流部から分離させ、閉塞カバーを取外した際に冷却器性流部を連 通させる。従ってエンジン冷却ジャケット、冷却器、空気分離容器の充填と脱気 とが同時に且つ迅速に行なわれる。

請求項５は空気分離容器の体積拡大部としてホース接続部を利用し、それによっ て空気分離容器のサイズが小さくなり、構造が簡単になる。

請求項６に従って冷媒レベル発信器を空気分離容器に付設することにより、過圧 冷却回路の充填状態を確実に監視することができ、冷媒の容量が作動安全上十分 であっても警告表示が行なわれる。なぜなら温度によって決定される冷媒の体積 変化は、冷却回路が冷えている場合には、作動で温まっている冷媒が再び表示レ ベルを越え作動の安全性を保証するときにすでに表示を発生させるからである。

この場合付加的に、新たな充填或いは再充填後の冷却回路の脱気の際に充填状態 警告表示は監視表示を形成する。即ち大気に通じる補償容器を介した残留空気の ポンプ排出は、空気分離容器と補償容器とを接続させている管結合部が開く際に 回転数が強く変化することを利用してエンジンの作動の簡単な手段により行なう が、このような残留空気のポンプ排出は、残留空気の体積を減少せながら、通常 のレベル警告ランプの点灯開始時期をより高い回転数の方へずれさせる。

請求項７に記載のレベル発信器の構成により、レベル発信器ケーシングを空気分 離容器と一体に或いは別個に設ける場合、請求項３と４に記載の構成と組合せる ことができる。

請求項８に記載の特徴は、空気分離容器を充填接続部及び充填カバーと共に、脱 気副流管の延在範囲内で冷却器性流部の高点に配置させるという基本的な構成を 含んでいる。それによって本発明による冷却回路の利点の大部分は請求項１に従 って過圧弁と負圧弁と脱気弁とを配置することとは独立に得られる。即ち有利な 充填と脱気及び迅速な暖機運転が得られる。この場合弁は公知の前記の構成と配 置或いは接続で選定することができ、即ち空気分離容器、補償容器、または両容 器に直列に配置することができる。最後に挙げた２つの配置の場合、空気膨張容 積部を備えた補償容器が必要である。

請求項９は、冷却器に作用を及ぼす圧力値の直接の限界に対して、冷却器注流部 内の圧力によって過圧弁を制御することを提案するものである。これは、請求項 ８に記載のすべての構成では弁が冷却器還流部内で作用するからである。

請求項１０の特徴は温度制御される脱気弁を提案するものである。この脱気弁は 、空気分離容器から補償容器に通じる結合管内に、補償容器の配置とは独立に設 けられる。付加的に構造が簡潔で軽量である点を除いてはこの構成は請求項１の 特徴部分に記載の残りのすべての機能上の利点、特に冷却器性流部の高点に公知 の態様で配置される付加的な充填カバーに関連した利点を特徴とする 請求項１１に記載の脱気弁の構成は特に構造が簡潔で、閉塞カバーをユニットと して検査及び／または交換することによる極めて簡単な保守と修理を可能にする 。この場合自動車技術で何度もその性能が実証された構成要素が使用される。弁 の構成要素を付設することは弁の機能をも好都合にする。なぜならスナップはね は空気を完全に排出した後で冷媒の温度の作用を受け、その結果閉塞切換え温度 に達したことを介して脱気が冷媒によって好都合にされるからである。従って閉 塞ばねの代わりのフロートは、脱気条件が特に難しい場合にだけ必要である。

閉じた脱気弁は、冷媒の圧力が上昇するにつれてそのパツキン機能の点でも好都 合になる。なぜならこの場合サーモ弁はますますパツキンリングに対して押圧さ れるからである。

このような弁構成は、請求項１及び１０に記載の弁構成とは異なっていても少な くとも大気に通じる補償容器を有しているような冷却回路にも適用可能である。

請求項１２に記載の特徴は、残留空気を空気分離容器に逃すことによる充填及び 脱気を好都合にする。残留空気は横流冷却器の還流部水室内での充填の際に残存 し。

或いは運転時にはそこに有利に集められる。冷たい冷媒の貫流は通常の暖機運転 では阻止され、従って暖機運転時間への影響が防止される。他方、還流部水室内 の冷媒の温度が周囲温度を越える（例えば６０℃）ときに暖機運転後脱気弁が開 くことによって、還流部氷室に集まる燃焼ガス漏れと残留空気とはすぐに空気分 離容器へ逃される。冷却回路内の過圧が侵入する燃焼ガス漏れによって過圧弁の 開弁値に加速的に達するので；燃焼ガス漏れと残留空気とは過圧弁が開くと空気 分離容器から補償容器を介して大気へ排出される。場合によってそれでも残って いる燃焼ガスの漏れは、請求項１と１０に記載の脱気弁の開弁温度以下で冷却す る際に補償容器を介して排出され、その際同時に冷却回路は、この温度制御され る脱気弁の閉弁温度を下回るまで常時大気圧に保持される。

冷却回路内の負圧とそれによって生じる空気の侵入（例えば冷媒ポンプのパツキ ンを介して）とは付加的に防止されている。

請求項１３の特徴は、請求項１２に記載の脱気及び／またはガス抜き弁の機能的 で構造上有利な構成を含んでいる。脱気及び／またはガス抜き弁は、もっばらフ ロートを配置することと、その切換え温度以上で閉弁する代わりに開くようにし て逆の温度制御を行なう点とを除いては請求項１１に記載の脱気弁と一致してい る。フロートの代わりに通常の閉塞ばねと特殊な球状または取って状の脱気弁を 使用することができる。これは冷媒サーモ弁では通常である。

請求項１４に記載の特徴により、ポンプ搬送出力と共に上昇する注流範囲内での 過圧に関して、閉塞カバー内の過圧弁の注流圧力上昇を一定にすることができる 。この場合注流圧力上昇を、その都度の適用例の必要な最大過圧開弁値に適合さ せる必要はない、同時に、往流領域と還流領域の過圧弁は等しい過圧開弁値にす ることができる。このことは構造をＮ潔にさせるばかりでなく、異なるエンジン 或いは自動車型式に対する弁或いは閉塞カバーの多様性を回避し、少なくともそ れを減少させる。

請求項１５に記載された他の過圧弁の直列配置は、通常運転時の燃焼ガス漏れが 冷媒のなかに導入されたときも冷媒の圧力を比較的低いレベルに保つものである ９作動付加と周囲温度が高い場合にだけ、温度に依存して付加的に接続される過 圧弁によってそのとき必要なより高い冷媒圧力に切換えられる。従って燃焼ガス の漏れによって生じる冷却回路の不必要な高い付加は回避され、同時にこの燃焼 ガスは循環しながら冷却回路から排出される。従って冷媒添加物への燃焼ガスの 影響が少なくなる６請求項１６は、二者択一的に及び／または請求項１と１０に 記載の空気分離容器と補償容器とを結合させている管結合部の弁制御を補足する ものとして、手動で操作可能な脱気過程を含んでいる。二〇脱気過程は、閉塞カ バーの脱気回転位置では複雑な構造を要することなく、また脱気ねじの場合には 簡単な構造で、条件が特に難しい冷却回路の脱気をサーモ弁の切換え温度を介し て可能にする。この場合も脱気方法それ自体は、ポンプ入口側に集まった空気泡 をポンプ圧力側へ逃すことができるようにするため、回転数が強く変化するエン ジンの作動、場合によっては短い中断を伴ったエンジンの作動に限定される。

請求項１７の特徴により、補償容器の圧力過負荷を阻止する簡単な方法で、冷却 回路の設計上の作動過圧を。

保守及び／または修理の際に冷媒の熱膨張による必要な圧力発生がもはや不可能 なほどに冷媒の温度が高くなったときに冷却回路を閉じる場合にですら保証する ことができる。このことは、請求項１６に記載の手動で操作可能な脱気過程及び 冷却回路の構成が不都合であるときの脱気条件の菫しさにあてはまる。この構成 に伴う構造の付加的な複雑性に関しては、請求項１８と１９に記載の構成により 従来の冷却回路に比べて完全に回避される。

なぜなら従来からある構成要素が適当に選定されるからであり、即ち補償容器の 耐圧性、付属の充填カバーの固定、付属の溢れホースに対する接続部のサイズが 選定されるからである。

請求項２０に記載の特徴によって、大気へ通じる補償容器のための充填カバーの 代わりに付属の閉塞カバーが間違って開くことにより冷却回路の過圧が不慮に下 がることが阻止さ九でいるので、冷却回路保守時の誤作動が防止されている。こ の場合、再充填のために取り外されるべき充填カバーが開いたときにはじめて閉 塞カバーに接近しやすくなる。保守員にとっては、閉塞カバーの通常の警告文字 だけでは閉塞カバーが外れることを確実に予想することはできない。この手段の ための構造は、充填カバーをわずかに大きくするだけでよい、充填カバーはエン ジン室のスタイリングにとって好都合な形状及び色彩を有することができる。

請求項２１に記載の特徴により、特にすでに暖房回路・付加ポンプが設けられて いる自動車の場合、切換え弁とその制御部分の構造を付加的にわずかに複雑にす るだけで、高作動負荷からエンジンを切った後の冷媒の再充填の際に過圧弁の過 圧開弁値に達する過圧の発生を防止することができる。この過圧の発生は、静止 している冷媒が冷却ジャケットの加熱個所で局所的に加熱されることによって生 じることがある。この場合加熱個所に残っている蒸気泡は、暖房回路付加ポンプ によって生じる冷媒流によって継続的に洗い流されて残りの冷媒内で急速に圧縮 される。このようにして冷却回路内にさらに生じる冷媒の体積増加が最小にされ る。この体積増加は１局所的な冷媒温度とこれに関連した沸騰圧とに対応する過 圧を冷却回路全体に生じさせる。従って過圧弁による補償容器内への冷媒の過度 の排出と補償容器が溢れた後の大気への排出とが阻止される。

請求項１乃至２１に記載の特徴ある個々の構成用件はすでに従来技術として多数 の印刷物から知られているが。

請求項の特徴部分に対応してこれらの構成用件を目的に応じて組合せることは個 々の印刷物から示唆されるものではなく、また発明性があるように導出できるも のではない、特に印刷物としてはニラサンの乗用車ＺＸ−３００−モデルシリー ズ２３１のための手引書１９８４−ＬＣ−８／−１３と／１８、西ドイツ特許第 ２５０９９９５号、第２８１７９７６号公報、西ドイツ実用新案登録第１９３１ ７３６号公報、英国特許第１４１５６９８号公報、欧州特許第０１０１３３９号 公報、及び米国特許第２１９５２６６号、第３０４７２３５号、第３２８４００ ４号、第４１６７１５９号、第４４８９８８３号公報が挙げられる。

次に本発明の有利な実施例を添付の図面を用いて説明する。

図面の簡単な説明 第１図　自動車車内用の暖房回路をも含めて図示した内燃機関のための冷却回路 の構成図、第２図　第１図に従って配置され形成された充填接続部を閉塞カバー 及び空気分離容器と共に図示した断面図、 第３図　第１図による脱気弁を備えた横流回路の還流部氷室の高点を示す図、 第４図　第１図の冷却回路内の温度に依存する圧力変化を示すグラフ、 第５図−第１０図 本発明による冷却回路のいくつかの変形実施例を図式的に示した概略図、 第１１図　第１図の充填接続部を構造を簡潔にして且つ製造技術上好都合にした 実施例の断面図。

内燃機関１は冷却ジャケット２（矢印）を有している。

冷却ジャケット２には冷媒ポンプ３によって冷媒が圧送される。冷却ジャケット ２の出口４には、検流冷却器６へ通じる任意の通路を備えた冷却器注流部５が接 続し、該冷却器注流部５はその注流部水室７に通じている。冷却器注流部５から は短絡部８が分岐し、該短絡部８は混合サーモスタット９に通じている。還流部 氷室１０からは還流管１１が検流冷却器６から同様に混合サーモスタット９に通 じている。ポンプ吸込管１２は混合サーモスタット９をポンプ３の吸込側１３と 結合させている。

冷却器注流部５の、可能な限りエンジンに近い高点５′には、副流吐出し管１４ が接続されている。副流吐出し管１４は絞られずに往流圧力制御室１５に案内さ れ、且つ絞り位置１６を介して空気分離容器１７の底部領域に案内されている。

この案内は空気の分離を確実にするため、底部領域から出ている副流吐出し管１ ４の出口位置からずれている。空気分離容器１７の下面には電気的なレベル発信 器１８が配置されている。このレベル発信器１８は市販の構成であり、空気分離 容器１７に空気及び／またはガスが集合して機能に支障を来す恐れがある場合に 警告器を制御する。

空気分離容器１７は、冷却器注流部５の高点５″の領域と、これに上方へ接続し ている副流吐出し管１４の領域とを同心的に取り囲んでいる。副流吐出し管１４ のこの領域は同時に充填接続部１９として形成されており。

その一部は閉塞カバー２０の内部に配置されている。この場合吐出し副流方向に は順次充填接続部１９と、閉塞カバー２０内に設けられる制御室１５及び絞り位 置１６と、空気分離容器１７の底部領域に設けられる管部分とが設けられている 。閉塞カバー２０内には通常の過圧弁２１と負圧弁２２とが設けられているが、 本発明にしたがって著しく変形さ九、且つ機能的に改善されている。

過圧弁２１は、空気分離容器１７の高点に通じている管接続部２１′を介して空 気分離容器１７内の過圧により直接制御され、他方制御ダイアフラム１５″を用 いて制御室１５内の注流過圧により間接的に制御され、いずれの場合も空気分離 容器１７の高点からでている管接続部２］′を大気へ開口させる。

負圧弁２２は通常のように過圧弁２１の弁箱内に組み込まれており、同時に温度 弁及び二者択一的に且つ付加的にフロート制御される吐出し弁として形成されて いる（第２図）、空気分離容器１７内を負圧が支配する場合以外は負圧弁２２は バイメタル・スナップ皿ばね２３とＯリングパツキンとの協働により閉じている 。Ｏリングパツキンの代わりに、バイメタル・スナップ皿ばね２３の制御温度が 超過している場合及び空気分離容器１７が吐きだされている場合にかぎりばね２ ４またはフロート２４′と協働させても良い、なぜならバイメタル・スナップ皿 ばね２３は十分高温の冷媒によって付勢されるに及んではじめて閉塞位置に切換 えられるからである。それによって吐き出しが付加的に好都合になる。フロート は新たに空気が接触する場合に吐出し弁の切換え状態に関係なく該吐出し弁を開 くが、これは圧力の差がなくて残りの冷媒が吐きだされない場合に限られる。一 方空気分離容器１７内の過圧は、空気及び／または燃焼ガスが空気分離容器１７ 内に集まる場合にもバイメタル・スナップ皿ばね２３を閉塞位置に保持する。そ れによって内燃機関１が作動している間冷媒の圧力が危険なほどに低下しないよ うに維持される。しかしながら、冷却及びその後の暖機運点を伴う冷間スタート 時には、空気分離容器１７の完全な吐出しか行なわれ、従って冷却回路全体の吐 出しか行なわれる。バイメタル・スナップ皿ばね２３はその切換え温度（第４図 では５０℃）により、空気分離容器１７から負圧弁２１を通って侵入してきた冷 媒の温度かつぎのような値になったときに冷却回路を閉じる。即ち無負荷運転時 とエンジンを切ったときに冷却回路全体の弾性、特に冷媒ホース管の弾性と協働 して冷媒の熱膨張によって生じる静力学的なシステム圧力ＳＤの発生により、最 大回転数時に最も低くなるポンプ吸込圧力ＰＤがポンプキャビテーション限界Ｋ Ｇと冷媒の佛騰限界ＳＧに十分であるように変化するような温度に冷媒の温度が なったときにバイメタル・スナップ皿ばね２３は冷却回路を閉じる（第４図）、 従って過圧弁２１のために設定される西ドイツ特許公開第３２２６５０８号公報 から公知の測定規則に関連して、ポンプ吸込圧力ＦＤが危険なほどに低下するこ とも、また冷却器注流圧力ＶＤが必要以上に高くなることも阻止される。

過圧弁２１と負圧弁２２には、大気へ通じる管接続部２５が温度制御される他の 過圧弁２６を介して大気の補償・備蓄・空気遮断容器２７の底部領域に案内され ている。この他の過圧弁２６は、負圧弁２２と同様にバイメタル・スナップ皿ば ね２８を有している。バイメタル・スナップ皿ばね２８は０リングパツキンと協 働し、過圧値を決定する円錐はね２９によってパツキンに対し押圧される。この 過圧弁２６のケーシングは、注流管５及び／または空気分離容器１７のケーシン グと熱的に結合して、該過圧弁２６のケーシングでの冷媒の温度がバイメタル・ スナップ皿ばね２８を付勢するように配置されている。バイメタル・スナップ皿 ばね２８の切換え温度はサーモスタット９の調整温度範囲の上限にほぼ相当する ように設定され１通常は９０乃至１００℃である。従って過圧弁２１と２６の過 圧値の合計は、サーモスタット調整範囲を超えたとき、即ち高い周囲温度と高い エンジン負荷とが同時に生じたときにだけ作用する（第４図）。

従ってエンジン負荷が高い場合の燃焼ガスの漏れによって冷却回路が過剰に高く なったシステム圧力ＳＤ、往流圧ＶＤ、ポンプ吸込圧ＰＤの作用を不必要に受け ることがなく、燃料ガスの漏れは補償容器２７を介してもっばら第１の過圧弁２ １によって大気へ排出される。

補償容器２７はその容積の一部に冷媒備蓄部３０を有し、他の部分に膨張容積部 ３１を有している。補償容器２７の充填カバー３２は通常の止め突起固定部を具 備しているが、この止め突起固定部は本発明では、補償容器２７内の過圧値があ る一定の値のときに充填カバー３２を外すことによって一種の過圧弁機能が得ら れるように構成されている１例えば１　ｂａｒの過圧を補償容器２７へ導入し且 つ負圧弁２２を介して冷却回路全体にも同じ大きさの過圧を導入するため、充填 カバー３２はホース接続部３３を具備している。このホース接続部３３は溢れホ ース３４を担持し、該溢れホース３４を引き抜いた後もタイヤ充填器具或いは空 気ポンプの接続に適している。従ってエンジンの作動温度で冷却回路を閉じた後 も、特に長い時閉の吐出し過程の後、または修理のために圧力を抜き取って引き 続き高い周囲温度で高荷重作動した後も冷却回路の機能を簡単に且つ安価に保証 することができる。

空気及び漏れガスの集積場所を形成している横流冷却器６の還流水室１０の高点 １０’には、吐出し弁３５と絞り位置３６とを介して、副流吐出し管１４に通じ る他の吐出し管３７が接続されている。吐出し弁３５もバイメタル・スナップ皿 ばね３８を有している。このバイメタル・スナップ皿ばね３８はＯリングパツキ ンと協働し。

高点１０’で冷媒または空気或いは燃焼ガスが接するときにフロート３９によっ て作動され、或いは作動停止される。バイメタル・スナップ皿ばね３８は約６０ ℃の切換え温度を有しているので、冷却回路が通常の作動温度にあるときには常 に脱気副流が空気分離容器１７のために存在している。これに対してエンジンが 暖機作動している間は吐出し弁３５は空気または燃焼ガスの排出後宮に閉じてお り、その結果この脱気流の冷却作用によってエンジンの暖機作動が長くなること はない。

それぞれ１つの暖房性流管４０或いは暖房還流管４１を介して冷却回路には車内 暖房装置が接続されている。

車内暖房装置は、それぞれ１つの左側及び右側暖房用熱交換器４２或いは４３と 、それぞれ１つの左側及び右側暖房用調整弁４４或いは４５と、電気的な暖房用 補助ポンプ４６とを有している。暖房性流管４ｏは冷却器性流部５から分岐し、 暖房還流管４１は高い位置にあるサーモスタット９に通じている。暖房用補助ポ ンプ４６と調整弁４４及び４５との間には切換え弁４７が配置されている。切換 え弁４７は図示していない電気的な制御スイッチにより、高作動温度でエンジン １が切れたときに暖房性流管４０をシリンダヘッド還流管４８に切換える。

これによってエンジン１が切れたときに冷媒が高温のシリンダヘッドを貫流し、 高温個所に生じる冷媒の蒸気を洗い流し、引き続き他の冷媒流を凝縮し、従って 冷却回路全体において適当な圧力をもった蒸気が局所的に集まることが阻止され ると共に、圧力をもった蒸気が集まることによって生じる冷媒の噴出（極端な場 合には補償容器２７を溢れさせる）が防止される。

第５図から第１０図までは１本発明による冷却回路の変形実施例である。

第５図には、冷却器性流部５の高点５′に空気分離容器１７を配置し、大気に通 じる補償容器２７を別の構成で配置した実施例が図示されている。還流氷室１０ を吐出し弁３５に配置することは第１図から第３図までに図示した実施例と同じ である。

これに対して第６図では、冷却器性流部５はその高点５′に充填接続部１９と弁 のない閉塞カバー２０′だけを具備している。空気分離容器１７は還流氷室１０ に取付けられ、或いは一体的に形成され、補償容器２７と統合されている。補償 容器２７の充填カバー３２は補償容器２７の閉塞カバー２０のための一体的に形 成されるカバー３２′を有している。閉塞カバー２０は補償容器２７内への再充 填の際の誤操作を阻止し、従って冷媒が作動により熱くなっている場合の過圧損 を防止する。

第７図から第１０図においては、空気分離容器１７と大気に通じる補償容器２７ とは第６図の実施例の場合と同様に統合されているが、しかし冷却器６とは独立 に別に配置されている。この場合第７図の副流吐出し管１４は冷却器性流部５の 高点５′に接続し、第８図では注流部水室７の高点に接続し、第９図と第１０図 では直接内燃機関１の冷却ジャケット２の高点に接続している。

さらに第９図と第１０図の実施例では、付加的な充填管１９′が冷却器性流部５ から分岐している。この充填管１９′は閉塞カバー２０によって直接に密閉され ている。この場合第９図では空気分離容器１７の横に充填接続部１９が配置され ており、一方第１０図では空気分離容器１７の内部で充填管１９′が閉塞カバー ２０に接続している。

どの実施例においても、個々の構成要素の液圧制御は第１図から第３図までに図 示した実施例と同じ態様で行なわれる。

第１１図では、冷却器性流部５と空気分離容器１７及び充填接続部１９とが第２ 図のように、同軸に且つ同心に配置されるのではなく、互いに交差するように並 設されている。この場合、環状に分岐している冷却器性流部５の部分領域の中心 部に充填接続部１９を配置して、充填接続部１９と冷却器性流部５との連通穴に して同様に環状に取り囲んでいる連通穴を挿入体４９で閉塞するようにすること もできる、いずれの場合も充填接続部１９は下方では同軸の空気分離容器１７に 通じ、側方では冷却器性流部５に通じ、その結果迅速に充填するためのそれぞれ １つの大きな連通穴１７′と５″が閉塞カバー２０を取外した際に得られる。閉 塞カバー２０は、充填接続部１９の充填穴の側方で連通穴１７′と５″を相互に 閉塞している。このため閉塞カバー２０の下面には中空筒状の挿入体４９が密に 接続し、その下部端面ば、Ｏパツキンリング５０を介して空気分離容器１７の上 縁で支持されている。挿入体４９の内部は空気分離容器１７を上方へ閉塞カバー ２０の下面の方向へ継続させている。閉塞カバー２０の内部構造は第２図のそれ と一致しているが、その注流圧力制御室１５は冷媒が逆方向に冷却器性流部５の 高点５′から半径方向内側へ且つ軸方向下方へ絞り位置１６とこれに接続してい る副流吐出し管１４の一部とを通って流動するように制御する。絞り位置１６に 接続している副流吐出し管１４の一部は、挿入体４９のなかに同軸の管５１とし て一体的に形成されている。閉塞カバー２０の下面は、半径方向に分割された穴 ５２を介して内側にある過圧弁２１及び負圧弁２２（第２図）と結合されており 、その結果空気とガスの混合体を常にまず弁穴を通して空気分離容器１７の高点 から排出させることができる。空気分離容器１７の下面には、比較的大きな横断 面をもったホース５４のためのホース接続部５３が一体的に形成されている。ホ ース接続部５３とホース５４とは空気分離容器１７の容積を拡大させると共に、 その機能をも改善させる。

側方に設けられる接続部５５と５６を介して、下方では空気分離容器１７に、上 方では閉塞カバー２０に設けられる弁２１と２２に、電気的な冷媒レベル発信器 １８のフロート室５７が接続している。検流冷却器６の還流部水室コ、０（第１ 図と第３図）から出ている他の吐出し管３７は、簡単にフロート室５７に接続す ることができる。なぜならフロート室５７はその接続部により脱気室としても適 しているからである。図示した差し込み式接続部５５と５６以外にも、充填接続 部１９、空気分離容器１７、及び冷却器性流部５との一体構成も可能である。

閉塞カバー２０内に設けられる弁２１と２２の機能障害を防止するため、挿入体 ５０の下面及びフロート室５７の領域にはそれぞれ微細フィルタ５８が設けられ ている。微細フィルタ５８は弁２１と２２を通って流入及び流出する冷媒の作用 だけを受け、従って循環する冷媒に含まれる塵埃の作用を受けることがない。

第１図の構成図に従って液圧制御するのとは異なり。

補償容器２７の充填カバー３２（第１図）は適当な過圧弁及び負圧弁を具備する ことができる。これらの過圧弁及び負圧弁は充填接続部１９の閉塞カバー２０内 に設けられる弁２１と２２の代用であり、或いは弁２１と２２に直列に設けられ る。その結果エアークッションを備えた過圧補償容器が得られる。この場合も、 充填と吐出しか改善され内燃機関の冷却回路の加熱過程を短くした空気分離容器 １７の作用が利用される。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路であって、 空気分離容器（１７）が設けられ、該空気分離容器（１７）が、 冷却器往流部（５，内燃機関の冷却ジャケット２と冷却器入口水室７とを有して いる）の高点（５′）から冷却器還流部（１１，冷却器出口水室１０と内燃機関 冷却ジャケット入口に設けられる冷媒ポンプ３の吸込側１３とを有している）へ 通じている副流脱気管（１４）内に設けられ、且つ その高点に充填穴と閉塞カバー（２０）とを備えた充填接続部（１９）を有し、 且つ その高点が、閉塞カバー（２０）内に設けられるそれぞれ１つの過圧弁（２１） と負圧弁（２２）とを介して、大気に通じる補償容器（２７）の底部領域と管に より接続されており、 少なくとも１つの過圧弁（２１）が、空気分離容器（１７）内の圧力と制御管に より冷却器往流部（５）内の圧力とを決定している、 動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路において、 空気分離容器（１７）が冷却器往流部（５）の高点（５′）に配置されているこ とと、 充填接続部（１９）が冷却器往流部（５）及び空気分離容器（１７）の高点への 連通穴を有していることと、 閉塞カバ−（２０）が充填接続部（１９）の充填穴のほかに連通穴をも閉塞させ ていることとと、冷却器往流部（５）の高点（５′）から空気分離容器（１７） の底部に近い領域へ、絞られる管結合部（絞り１６）が副流脱気管（１４）の一 部として通じていることと、 閉塞カバー（２０）が、充填接続部（１９）と冷却器往流部（５）との連通穴と 、冷却器往流部（５）内の圧力を決定している過圧弁（２１）或いはそのサーボ モータ（制御ダイアフラム１５′）との間に設けられる制御管としての管結合部 を有していることと、 空気分離容器（１７）の高点から補償容器（２７）への管結合部のなかに、閉塞 切換え温ド度をもった温度制御される脱気弁（熱スナップばね２３）が配置され 、前記閉塞切換え温度は熱力学的に調整される冷媒の標準作動温度以下であり、 且つこの閉塞切換え温度から、熱膨張と弾性とポンプにより決定される冷媒圧力 変化がキャビテーションのない作動のための保証されていることと を特徴とする動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 ２．充填接続部（１９）が直接冷却器往流部（５）の高点（５′）に通じている ことと、 空気分離容器（１７）が充填接続部（１９）を同心に取り囲み、且つその高点の 連通穴を介して閉塞カバー（２０）内に設けられる弁（２１と２２）に接続され ていることと、 冷却器往流部（５）が充填接続部（１９）に通じる領域で空気分離容器（工７） を貫通していることと を特徴とする、請求項１に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却 回路。 ３．充填接続部（１９）と冷却器往流部（５）が横側で管結合され、互いに交差 及び／または貫通していることと、 空気分離容器（１７）が下方で充填接続部（１９）と往流管（５）に接続してい ることと、充填接続部（１９）と冷却器往流部（５）の結合、交差及び／または 貫通領域に、閉塞カバー（２０）と空気分離容器（１７）に緊密に接続している 挿入体（４９）が配置されていることと、 挿入体（４９）の内部空間が、空気分離容器（１７）を上方へ閉塞カバー（２０ ）の下面方向へ継続させ、且つ閉塞カバー（２０）の下面の穴（５２）を介して 閉塞カバー（２０）の弁（２１と２２）に連通していることと、 挿入体（４９）の内部空間に脱気副流管（１４）が通じ、該脱気副流管（１４） が冷却器往流部（５）の高点（５′）から絞られない制御管としての管結合部を 介して閉塞カバー（２０）に通じ、そして絞られて（絞り１６）ここから閉塞カ バー（２０）の下面で挿入体（４９）或いは空気分離容器（１７）に出ているこ とと を特徴とする、請求項１に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却 回路。 ４．挿入体（４９）が閉塞カバー（２０）に固定され、且つ同心に設けられる脱 気管部分（５１）を有し、該脱気管部分（５１）が閉塞カバー（２０）の出口（ 絞り１６）に接続し、且つ挿入体（４９）の内部空間或いは空気分離容器（１７ ）とともに空気逆流阻止部を形成していることを特徴とする、請求項３に記載の 動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 ５．比較的大きな横断面をもった空気分離容器（１７）がホース接続部（５３） とこれに接続しているホース部分（５４）に突出していることを特徴とする、請 求項１に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 ６．空気分離容器（１７）が冷媒レベル発信器（１８）を有していることを特徴 とする、請求項１に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 ７．冷媒レベル発信器（１８）が空気分離容器（１７）から仕切られるフロート 室（５７）を有し、該フロート室（５７）が下方で空気分離客器（１７）と、上 方で閉塞カバ−（２０）の弁室と管結合されていることを特徴とする、請求項１ に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 ８．動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路であって、 充填接続部（１９）と、冷却器往流部（５）の高点（５′）の充填穴に設けられ る充填カバー（２０）と、 充填カバー（３２）と膨張備蓄容積部（３０と３１）とを備えた補償容器（２７ ）と、 充填カバー（２０と３２）の一方に設けられる過圧弁（２１）及び負圧弁（２２ ）と、 充填接続部（１９）の高点から補償容器（２７）の底部領域へ通じている管結合 部（２５）とを有している動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路に おいて、 冷却器往流部（５）の充填接続部（１９）に空気分離容器（１７）が配置され、 該空気分離容器（１７）が、冷却器往流部（５）の高点（５′）から冷却器往流 部（５）と空気分離容器（１７）の間に横断面絞り位置（１６）を備えた冷却器 還流部（１１）へ延びている脱気副流管（１４）のなかにあり、その高点が、充 填接続部（１９）から補償容器（２７）の底部領域に通じている管結合部に接続 していることを特徴とする動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 ９．閉塞カバ−（２０）内の過圧弁（２１）が制御管を介して冷却器往流部（５ ）内の圧力によって制御されていることを特徴とする、請求項８に記載の動力作 動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 １０．動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路であって、 空気分離容器（１７）が設けられ、該空気分離容器（１７）が、 冷却器往流部（５）の高点（５′）から冷却器還流部（１１）へ通じている副流 説気管（１４）内に設けられ、且つ その高点に充填穴と閉塞カバー（２０）とを備えた充填接続部（１９）を有し、 且つ その高点が、閉塞カバー（２０）内に設けられるそれぞれ１つの過圧弁（２１） と負圧弁（２２）とを介して、大気に通じる補償容器（２７）の底部領域と管に より接続されており、 脱気管（１４）が空気分離容器（１７）への入口の前方に絞り位置（１６）を有 している動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路において、 空気分離容器（１７）の高点から補償容器（２７）へ通じている管結合部（２５ ）内に、閉塞切換え温度をもった温度制御される脱気弁（２３）が配置され、前 記閉塞切換え温度は熱力学的に調整される冷媒の標準作動温度以下であり、且つ この閉塞切換え温度から、熱膨張と弾性とポンプにより決定される冷媒圧力変化 がキャビテーションのない作動のための保証されていることを特徴とする動力作 動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 １１．動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路であって、 大気に通じる補償容器（２７）を備え、該補償容器に過圧弁、負圧弁、脱気弁が 接続されている、特に請求項１または１０に記載の冷却回路において、温度制御 される脱気弁（２３）が同時に閉塞カバー（２０）内に設けられる負圧弁（２２ ）として形成され、その弁体がサーモスナップばね（２３）を形成し、且つ弁座 及び弁開口部としてのパッキンと協働し、且つばね（２４）及び／またはフロー ト（２４′）によってパッキンリングの方へ付勢され、ばね（２４）或いはフロ ート（２４′）と弁体（２３）とパッキンリングとがこの順番で過圧弁（２１） の弁体内に鉛直方向に同軸に重設され、該過圧弁（２１）はその弁開口部に対し て平行に配置される弁開口部を有している ことを特徴とする動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 １２．空気分離容器（１７）に他の脱気管（３７）が通じ、該脱気管（３７）が 、冷却器出口水室（１０）の高点（１０′）から出ており、且つそこの接続部に 、空気／ガス制御され且つ少なくとも１つの温度制御される脱気弁（３５）を有 し、該脱気弁（３５）が空気及び／またはガスの接触時、或いは冷却回路が所定 の温度になったときから開弁ずることを特徴とする、請求項１，８，１０のいず れか１つに記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 １３．脱気弁（３５）が、閉塞器間としてのフロート（３９）と、弁体としての サーモスナップばね（３８）と、弁座及び弁開口部としてのＯパッキンリングと をこの順番で弁室内に同軸に且つ鉛直方向に重設されるようにして有しているこ とを特徴とする、請求項１２に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体 冷却回路。 １４．エンジンの回転数或いは冷媒ポンプの搬送効率が上昇したときに上昇する 冷却器往流部（５）内の過圧が目的に応じて可変に制御管（１４）に導入される ように制御管（１４）と冷却器往流部（５）との接続部が吸込放射ポンプ状の構 成を有していることを特徴とする、請求項１または９記載の動力作動機関、特に 内燃機関のための流体冷却回路。 １５．空気分離客器（１７）と補償容器（２７）とを接続させる管結合部（２５ ）に設けられる過圧弁（２１）に直列に、温度に依存して制御される他の過圧弁 （２６）が接続され、該過圧弁（２６）の切換え温度が熱力学的に調整される冷 媒の標準作動温度以上であり、 他の過圧弁（２６）が切換え温度にあり且つエンジン回転数或いはポンプ搬送出 力が最大にあるときにポンプ入口（１３）での過圧がポンプキャビテーション限 界に対して十分な間隔を有するように過圧弁（２１と２６）が同調した開口値を 有していることと、 設計上の作動温度が最大にあるときに前記条件が過圧弁（２１と２６）の付加開 口値によって達成され、且つこの付加開口値が、高負荷からエンジン（１）を切 った後に局所的に生じる設計上の最大冷媒温度に対応していることと を特徴とする請求項１または１０に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための 流体冷却回路。 １６．空気分離容器（１７）と補償容器（２７）の間の管結合部（２５）が手動 で操作可能な脱気装置を有し、 該脱気装置が、その脱気位置で脱気ねじにより、または閉塞カバ−（２０）の脱 気回転位置で過圧弁（２１）及び負圧弁（２２）及び脱気及び／またはサーモ弁 （２３）の１つ或いはこれらに対して平行な脱気開口部を開口させることを特徴 とする、請求項１または１０に記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流体 冷却回路。 １７．補償容器（２７）がその充填レベル領域の上に、一時的に冷媒レベルに誘 導可能な圧縮ガス搬送のための接続部（３３）を有し、圧縮ガスの搬送が、空気 分離容器（１７）に通じる管結合部（２５）と、負圧弁（２２）、脱気及び／ま たはサーモ弁（２３）或いは脱気開口部とにより、冷媒の搬送を冷却回路内に適 当な圧力を発生させながら該冷却回路内に生じさせることを特徴とする、請求項 １，１０，１６のいずれか１つに記載の動力作動機関、特に内燃機関のための流 体冷却回路。 １８．補償容器（２７）が冷却回路のほぼ平均作動圧力に応じて圧力に耐え得る ように形成され、過圧安全弁を有していることを特徴とする、請求項１７に記載 の動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。 １９．補償容器（２７）の充填カバ−（３２）が過圧安全弁として形成され、 その補償容器（２７）での固定が圧力が高くなった場合のその取外しに同調して おり、 圧縮ガス搬送のための接続部として、引き出し可能な過負荷ホース（３４）のた めの接続部が用いられることを特徴とする、請求項１８に記載の動力作動機関、 特に内燃機関のための流体冷却回路。 ２０．空気分離容器（１７）と補償容器（２７）とその充填カバー（２０と３２ ）がそれぞれ直接に並設されていることと、 補償容器（２７）の充填カバー（３２）がその閉塞位置で空気分離容器（１７） の充填カバー（２０）を蔽うことと を特徴とする、請求項１，８，１０のいずれか１つに記載の動力作動機関、特に 内燃機関のための流体冷却回路。 ２１．高い位置にある冷却ジャケット出口から分岐している暖房用副回路（４０ ，４１）と、電気的な付加ポンプ（４６）と、暖房装置（４２，４３）とを有す る、動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路において、 付加ポンプ（４６）が、エンジン（１）を加熱のために切ったときに生じる冷媒 及び／または構成要素最低温度に依存してオン可能であり、この場合同時に操作 される切換え弁（４７）が、冷却ジャケット（２）から出る冷媒を暖房装置（４ ２，４３）に戻す代わりに、出口に対向している入口を通って冷却ジャケット（ ２）に戻すことと、蒸気泡を切り離し圧縮させる強度が加熱位置で保証されてい るように冷媒が冷却ジャケット（２）を、特に内燃機関のシリンダヘッド冷却ジ ャケットを流動することと を特徴とする動力作動機関、特に内燃機関のための流体冷却回路。