JPH0248663Y2 - - Google Patents

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JPH0248663Y2
JPH0248663Y2 JP375185U JP375185U JPH0248663Y2 JP H0248663 Y2 JPH0248663 Y2 JP H0248663Y2 JP 375185 U JP375185 U JP 375185U JP 375185 U JP375185 U JP 375185U JP H0248663 Y2 JPH0248663 Y2 JP H0248663Y2
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refrigerant
engine
water jacket
condenser
temperature
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は、冷媒の気化潜熱を利用した内燃機
関の沸騰冷却装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a boiling cooling device for an internal combustion engine that utilizes the latent heat of vaporization of a refrigerant.

(従来の技術) エンジンウオータジヤケツトとラジエータとの
間で冷却水を循環させる水冷冷却装置は、ラジエ
ータの能率及び寸法上の制限並びに水の熱容量の
関係上、要求放熱量を満足させるためには大量の
冷却水を循環させる必要があり、このためにウオ
ータポンプが大きな駆動損失になつており、また
エンジン運転条件に応じて冷却水を適温に可変制
御するのは困難である。
(Prior Art) A water-cooled cooling system that circulates cooling water between an engine water jacket and a radiator is difficult to satisfy the required amount of heat radiation due to efficiency and dimensional limitations of the radiator and heat capacity of water. It is necessary to circulate a large amount of cooling water, which causes a large drive loss in the water pump, and it is difficult to variably control the cooling water to an appropriate temperature depending on engine operating conditions.

一方、実開昭57−18714号等により、水の気化
潜熱を利用して少量の冷却水循環量でエンジン冷
却を行えるようにした冷却装置が提案されてい
る。これは、ウオータジヤケツトに貯溜した冷却
水をエンジン発生熱で沸騰させ、発生蒸気を放熱
器で液化してウオータジヤケツトに戻すというサ
イクルで冷却を行うようにしたものであるが、冷
却水蒸気が流通する経路を大気に連通して圧力変
動を避ける構造となつているため、冷却水の沸点
を変化させることができず、やはりエンジン運転
条件に応じて可変的な温度制御を行うことは難し
かつた。
On the other hand, Utility Model Application Publication No. 57-18714 and others have proposed a cooling device that utilizes the latent heat of vaporization of water to cool the engine with a small amount of circulating water. This system uses a cycle in which the cooling water stored in the water jacket is boiled using the heat generated by the engine, and the generated steam is liquefied in a radiator and returned to the water jacket. Because the structure is such that the circulation path is connected to the atmosphere to avoid pressure fluctuations, the boiling point of the cooling water cannot be changed, and it is difficult to perform variable temperature control depending on engine operating conditions. Ta.

そこで、液相冷媒(冷却水)を貯溜したウオー
タジヤケツトと、このウオータジヤケツトにて生
じた冷媒蒸気を冷却化するコンデンサとを、外部
に対して密閉的に接続して冷却閉回路を構成し、
ウオータジヤケツト内の圧力を可変制御すること
により液相冷媒の沸点を任意かつ速やかに変化さ
せ、運転条件に応じた応答性の良い温度制御を実
現した沸騰冷却装置が考えられている(特願昭58
−145467号等)。
Therefore, a closed cooling circuit is constructed by connecting a water jacket that stores liquid phase refrigerant (cooling water) and a condenser that cools the refrigerant vapor generated in this water jacket in a sealed manner to the outside. death,
A boiling cooling device has been proposed that can arbitrarily and rapidly change the boiling point of a liquid phase refrigerant by variable control of the pressure inside the water jacket, thereby achieving highly responsive temperature control according to operating conditions (patent application). Showa 58
−145467, etc.)

(考案が解決しようとする問題点) ところで、このような冷却装置では、少量の冷
却液でエンジンの冷却が行えるため、ウオータジ
ヤケツトやコンデンサ等も小さくてすみ、冷却系
の小型化、軽量化が図れるのと共に、エンジンの
暖機時間を短縮することができるという利点があ
る。
(Problem that the invention aims to solve) By the way, with this kind of cooling system, the engine can be cooled with a small amount of coolant, so the water jacket and condenser can be made smaller, making the cooling system smaller and lighter. This has the advantage that the engine warm-up time can be shortened.

しかしこの場合、暖機時間の短縮が図れるとい
つても、ウオータジヤケツト内の冷却液を暖めな
がら暖機するため、まだ相当の暖機時間が必要で
あつた。
However, in this case, even if the warm-up time could be shortened, a considerable amount of warm-up time was still required because the coolant in the water jacket was warmed up while being warmed up.

この考案はこのよううな問題点に着目してなさ
れたもので、さらに暖機時間の短縮化を図ること
を目的とする。
This invention was made with attention to such problems, and the purpose is to further shorten the warm-up time.

(問題点を解決するための手段) そのため、この考案は、大部分を液相冷媒で満
たしたエンジンウオータジヤケツトと内部を気相
状に保つたコンデンサとを、上部の冷媒蒸気を流
す蒸気通路とコンデンサからの液化冷媒を供給ポ
ンプを介して戻す冷媒通路とで連通して冷媒が循
環する閉回路を形成し、コンデンサに強制冷却風
を供給する冷却フアンを設けた内燃機関の沸騰冷
却装置において、途中に電磁弁及び電動ポンプを
介装した通路を介してエンジンウオータジヤケツ
トに連通される補助タンクを設けると共に、エン
ジン運転状態を検出する手段と、エンジン始動時
にウオータジヤケツト内の液相冷媒を補助タンク
に抜きとるように、上記電磁弁及び電動ポンプの
駆動をそれぞれ制御する手段とを設ける。
(Means for solving the problem) Therefore, this invention connects the engine water jacket, which is mostly filled with liquid phase refrigerant, and the condenser, which maintains the interior in a vapor phase state, to a vapor passageway through which the refrigerant vapor flows from the upper part. In a boiling cooling system for an internal combustion engine, the system is connected to a refrigerant passage that returns liquefied refrigerant from a condenser via a supply pump to form a closed circuit in which refrigerant circulates, and is equipped with a cooling fan that supplies forced cooling air to the condenser. In addition to providing an auxiliary tank that communicates with the engine water jacket through a passage with a solenoid valve and an electric pump interposed in the middle, a means for detecting the engine operating state and a means for detecting the liquid phase refrigerant in the water jacket when the engine is started are provided. Means for controlling the drive of the electromagnetic valve and the electric pump, respectively, is provided so that the electromagnetic valve and the electric pump are drawn into the auxiliary tank.

(作用) 従つて、ウオータジヤケツト内の液相冷媒はエ
ンジン始動時に電磁弁及び電動ポンプを介して補
助タンクに抜きとられるため、その分、機関温度
が速やかに上昇し、デイーゼル機関にあつては、
白煙や臭いの発生量も低減する。
(Function) Therefore, when the engine is started, the liquid phase refrigerant in the water jacket is drawn out to the auxiliary tank via the solenoid valve and the electric pump, so the engine temperature rises quickly and the engine temperature increases. teeth,
It also reduces the amount of white smoke and odors generated.

(実施例) 第1図はこの考案に係る沸騰冷却装置の一実施
例を示すもので、まず基本的構造を説明すると、
1はエンジン(本体)、2は大部分が水等の液相
冷媒で満たされるウオータジヤケツト、3はウオ
ータジヤケツト2からの冷媒蒸気を冷却液化する
コンデンサ、4はコンデンサ3からの液化冷媒を
貯溜するロワタンク、5はロワタンク4の貯溜冷
媒をウオータジヤケツト2へと戻す供給ポンプ、
6はコンデンサ3に強制冷却風を供給する冷却フ
アンである。
(Example) Figure 1 shows an example of the boiling cooling device according to this invention. First, the basic structure will be explained.
1 is the engine (main body), 2 is a water jacket filled mostly with liquid phase refrigerant such as water, 3 is a condenser that cools and liquefies the refrigerant vapor from the water jacket 2, and 4 is the liquefied refrigerant from the condenser 3. a lower tank for storing refrigerant, 5 a supply pump for returning the stored refrigerant in the lower tank 4 to the water jacket 2;
A cooling fan 6 supplies forced cooling air to the condenser 3.

ウオータジヤケツト2はエンジン1のシリンダ
及び燃焼室を包囲するようにシリンダブロツク1
a及びシリンダヘツド1bにかけて形成され、そ
の内部には所定量の液相冷媒が封入されている。
ウオータジヤケツト2の上方部分は冷媒蒸気が充
満する気相空間になつており、多気筒エンジンで
は前記気相空間は各気筒部間で相互に連通され
る。
The water jacket 2 is attached to the cylinder block 1 so as to surround the cylinders and combustion chambers of the engine 1.
a and cylinder head 1b, and a predetermined amount of liquid phase refrigerant is sealed inside.
The upper part of the water jacket 2 is a gas phase space filled with refrigerant vapor, and in a multi-cylinder engine, the gas phase space is communicated with each other between cylinder sections.

ウオータジヤケツト2は、その気相空間に面し
て接続した蒸気通路7を介してコンデンサ入口部
に連通している。
The water jacket 2 communicates with the condenser inlet via a steam passage 7 connected facing the gas phase space.

コンデンサ3のロワタンク4は、冷媒通路8を
介してウオータジヤケツト2に連通し、ウオータ
ジヤケツト2とコンデンサ3との間で冷媒が循環
する閉回路を形成する。
The lower tank 4 of the condenser 3 communicates with the water jacket 2 via a refrigerant passage 8, forming a closed circuit in which refrigerant circulates between the water jacket 2 and the condenser 3.

コンデンサ3は自動車の場合走行風が流通する
位置に設けられ、冷却フアン6はその前面または
背面側に位置してコンデンサ3に強制冷却風を供
給する。供給ポンプ5は冷媒通路8の途中に位置
し、後述する制御系統からの指令に基づいてロワ
タンク4に溜つた液相冷媒をウオータジヤケツト
2へと圧送する。なお、冷却フアン6と供給ポン
プ5は、共に電動式である。
In the case of an automobile, the condenser 3 is installed in a position where the wind flows through the vehicle, and the cooling fan 6 is positioned on the front or rear side of the vehicle to supply forced cooling air to the condenser 3. The supply pump 5 is located in the middle of the refrigerant passage 8, and pumps the liquid phase refrigerant accumulated in the lower tank 4 to the water jacket 2 based on a command from a control system to be described later. Note that both the cooling fan 6 and the supply pump 5 are electric.

10は上記供給ポンプ5並びに冷却フアン6の
作動を司る制御回路であり、シリンダヘツド1b
に設けられた液面センサ11と蒸気通路7に設け
られた温度センサ12と同じく差圧センサ9及び
エンジン運転状態を検出するその他の手段(図示
せず)とともに制御系統を形成している。
10 is a control circuit that controls the operation of the supply pump 5 and the cooling fan 6;
The liquid level sensor 11 provided in the steam passage 7 and the temperature sensor 12 provided in the steam passage 7 form a control system together with the differential pressure sensor 9 and other means (not shown) for detecting the engine operating state.

液面センサ11は、その検出部に対する冷媒液
面の位置に応じてオンオフ的に出力が変化する一
種のスイツチである。制御回路10はこの出力の
変化に基づいて、冷媒液面が液面センサ11の位
置に応じた所定値よりも低下した場合には供給ポ
ンプ5を駆動して再び所定液面レベルに達するま
でロワタンク4の貯溜冷媒をウオータジヤケツト
2に補給する。このため、ウオータジヤケツト2
には常に所定量以上の冷媒液が確保される。な
お、この冷却案内に封入される液相冷媒の量(標
準量)は、ウオータジヤケツト2に前述のように
して所定液面レベルにまで冷媒が確保された状態
でコンデンサ3の内部が気相状態になる程度に設
定されている。
The liquid level sensor 11 is a type of switch whose output changes on and off depending on the position of the refrigerant liquid level with respect to its detection section. Based on this change in output, the control circuit 10 drives the supply pump 5 when the refrigerant liquid level falls below a predetermined value depending on the position of the liquid level sensor 11, and operates the lower tank until the refrigerant level reaches the predetermined level again. 4. Replenish the water jacket 2 with the stored refrigerant. For this reason, water jacket 2
A predetermined amount or more of refrigerant liquid is always ensured. Note that the amount (standard amount) of liquid phase refrigerant sealed in this cooling guide is such that the inside of the condenser 3 is in the gas phase while the refrigerant is secured to the predetermined liquid level in the water jacket 2 as described above. It is set to the extent that it is in the state.

温度センサ12は、冷媒の温度または圧力から
エンジン温度を検出し、エンジン温度に応じた出
力を実温度信号として制御回路10に付与する。
The temperature sensor 12 detects the engine temperature from the temperature or pressure of the refrigerant, and provides an output corresponding to the engine temperature to the control circuit 10 as an actual temperature signal.

制御回路10はこの温度センサ12からの実温
度の検出値とともにエンジン回転、燃料供給量等
の周知のセンサ類を介して検出してエンジンの運
転状態を判別し、前記実温度との比較に基づいて
そのときの運転状態に応じた所定のエンジン温度
になるように冷却フアン6の作動または停止を制
御する。
The control circuit 10 determines the operating state of the engine by detecting the actual temperature detected by the temperature sensor 12 through well-known sensors such as engine rotation and fuel supply amount, and determines the operating state of the engine based on the comparison with the actual temperature. The cooling fan 6 is controlled to operate or stop so that the engine temperature reaches a predetermined temperature depending on the operating state at that time.

エンジン運転状態と制御温度値との関係は、こ
れをエンジンの仕様や目的、用途に応じて自由に
設定できることは言うまでもないが、一般に自動
車用エンジンでは市街地走行時のように負荷また
は回転速度が低い運転域では比較的高温に保ち、
高速高負荷域では温度が低下するように図る。
It goes without saying that the relationship between the engine operating state and the control temperature value can be set freely depending on the engine specifications, purpose, and application, but in general, automobile engines are operated at low loads or rotational speeds, such as when driving around town. Maintains a relatively high temperature in the operating range,
The temperature should be lowered in the high-speed, high-load range.

上記構成に基づく冷却系統としての基本的な作
用について説明すると、ウオータジヤケツト2内
の液相冷媒は、エンジン燃焼熱をうけて加熱され
ると、そのときの系内の圧力に応じた沸点に達し
たところで沸騰を開始し、気化潜熱を奪つて蒸発
気化する。
To explain the basic function of the cooling system based on the above configuration, when the liquid phase refrigerant in the water jacket 2 is heated by the engine combustion heat, it reaches a boiling point according to the pressure in the system at that time. When the temperature reaches that point, it starts boiling, takes away the latent heat of vaporization, and evaporates.

このとき、冷媒はエンジン1の高温部ほど盛ん
に沸騰して気化潜熱相当分の冷却を行うことにな
るので、燃焼室やシリンダ壁はほぼ均一の温度に
保たれる。このことから、異常燃焼等の不都合を
生じない限界温度の近くにまで燃焼室全体の温度
を高めることが可能になる。
At this time, the refrigerant boils more actively in the higher temperature parts of the engine 1 and cools the part corresponding to the latent heat of vaporization, so that the combustion chamber and the cylinder wall are kept at a substantially uniform temperature. This makes it possible to raise the temperature of the entire combustion chamber to near the limit temperature that does not cause problems such as abnormal combustion.

上記沸騰冷却作用の結果発生した冷媒蒸気は蒸
気通路7を介してウオータジヤケツト2の気相空
間からコンデンサ3へと流れ、コンデンサ3での
外気との熱交換により冷却されて凝集液化し、逐
次ロワタンク4に貯溜される。
The refrigerant vapor generated as a result of the boiling cooling action flows from the gas phase space of the water jacket 2 to the condenser 3 via the vapor passage 7, is cooled by heat exchange with outside air in the condenser 3, condenses and liquefies, and is successively It is stored in the lower tank 4.

この場合、既述したようにコンデンサ3の内部
は気相になつており、高温の冷媒蒸気がコンデン
サ3を構成する金属面との間の良好な熱伝達状態
の下に温度差の大きい外気で冷やされることにな
るため、液相で放熱する場合よりも大幅に放熱効
率が高められる。因みに、このことからコンデン
サ3並びに冷却フアン6は著しく小型のものを使
用できる。
In this case, as mentioned above, the inside of the condenser 3 is in a gas phase, and the high temperature refrigerant vapor is in the outside air with a large temperature difference due to good heat transfer between it and the metal surface that constitutes the condenser 3. Since it is cooled, the heat dissipation efficiency is significantly increased compared to when heat is dissipated in the liquid phase. Incidentally, for this reason, the condenser 3 and the cooling fan 6 can be extremely small.

コンデンサ3で液化しロワタンク4に貯溜され
た冷媒は、ウオータジヤケツト2での冷媒液面レ
ベルの低下に伴う供給ポンプ5の作動により再び
ウオータジヤケツト2へと戻されるのであり、以
上の繰り返しにより沸騰冷却が続けられる。
The refrigerant liquefied in the condenser 3 and stored in the lower tank 4 is returned to the water jacket 2 by the operation of the supply pump 5 as the refrigerant level in the water jacket 2 decreases, and by repeating the above steps. Boiling cooling continues.

このようにして、エンジンの運転状態に応じて
速やかに放熱量を制御でき、したがつてエンジン
を常に最適な温度条件で運転できるので、燃費の
向上や出力の増強が図れる。
In this way, the amount of heat dissipation can be quickly controlled according to the operating state of the engine, and the engine can therefore always be operated under optimal temperature conditions, thereby improving fuel efficiency and increasing output.

ところで、このような閉回路状の沸騰冷却装置
では、エンジン停止時には系内が必ず負圧化す
る。そこでこの負圧化対策として、外部に設けた
リザーバタンク13の液相冷媒で系内の気相空間
を置き換えるようにしてある。
By the way, in such a closed-circuit boiling cooling device, the pressure inside the system always becomes negative when the engine is stopped. Therefore, as a countermeasure against this negative pressure, the gas phase space within the system is replaced with liquid phase refrigerant in the reservoir tank 13 provided outside.

リザーバタンク13には少なくとも気相空間と
同程度の容量の液相冷媒が貯溜され、その内部は
通気機能を有するキヤツプ13aを介して大気圧
が導入される。
The reservoir tank 13 stores liquid phase refrigerant at least as much in volume as the gas phase space, and atmospheric pressure is introduced into the interior thereof through a cap 13a having a ventilation function.

このリザーバタンク13は、途中に電磁弁14
を介装した補助通路15を介してロワタンク4に
連通する。
This reservoir tank 13 has a solenoid valve 14 in the middle.
It communicates with the lower tank 4 through an auxiliary passage 15 interposed therebetween.

エンジン停止後に前記差圧センサ9の検出に基
づいて電磁弁14と開くと、温度低下に伴う圧力
の減少に応じてリザーバタンク13の貯溜冷媒が
系内へと導入され、やがて系内の空間部分は大部
分が液相冷媒で置換されることになる。
When the solenoid valve 14 is opened based on the detection of the differential pressure sensor 9 after the engine is stopped, the refrigerant stored in the reservoir tank 13 is introduced into the system as the pressure decreases due to the temperature drop, and eventually the space inside the system will be mostly replaced by liquid phase refrigerant.

これにより、エンジン停止時に冷却系内に有害
な空気が侵入するのを確実に防止できる。
This reliably prevents harmful air from entering the cooling system when the engine is stopped.

そして、上記状態からエンジンを始動すると、
燃焼熱をうけて沸騰気化した冷媒蒸気の圧力で系
内の液相冷媒は補助通路15及びリザーバタンク
13へと押し戻される。ウオータジヤケツト2の
冷媒液量は供給ポンプ5の補給作動により所定値
に維持されるので、ほぼコンデンサ3の液量のみ
が減少してその液面レベルが低下していく。やが
てコンデンサ3の内部が気相になると、ロワタン
ク4の液面レベルからこれを検知した液面センサ
16からの信号に基づいて電磁弁14が閉じ、以
後は既述した沸騰冷却を行う。
Then, when starting the engine from the above condition,
The liquid phase refrigerant in the system is pushed back to the auxiliary passage 15 and the reservoir tank 13 by the pressure of the refrigerant vapor that has been boiled and vaporized by the heat of combustion. Since the amount of refrigerant liquid in the water jacket 2 is maintained at a predetermined value by the replenishment operation of the supply pump 5, only the amount of liquid in the condenser 3 decreases, and the liquid level thereof decreases. When the inside of the capacitor 3 eventually becomes a gas phase, the electromagnetic valve 14 closes based on a signal from the liquid level sensor 16 that detects this from the liquid level in the lower tank 4, and thereafter the boiling cooling described above is performed.

また、この装置では、もし系内に空気が侵入し
た場合にはこれを排除するために、リザーバタン
ク13と冷媒通路8とを第2の補助通路17を介
して連通可能とし、エンジン始動直後等に三方電
磁弁18を介して供給ポンプ5の吸込側をロワタ
ンク4側から補助通路17へと切り換えるととも
に供給ポンプ5を駆動してリザーバタンク13の
冷媒をウオータジヤケツト2へと圧送する。この
とき、冷却系回路の最頂部をリザーバタンク13
の内部(大気圧)に連通する通路19の電磁弁2
0を開いて、侵入空気を排出する。
In addition, in this device, in order to eliminate air intrusion into the system, the reservoir tank 13 and the refrigerant passage 8 are made to communicate via the second auxiliary passage 17, such as immediately after starting the engine. Then, the suction side of the supply pump 5 is switched from the lower tank 4 side to the auxiliary passage 17 via the three-way solenoid valve 18, and the supply pump 5 is driven to pump the refrigerant in the reservoir tank 13 to the water jacket 2. At this time, the top of the cooling system circuit is connected to the reservoir tank 13.
Solenoid valve 2 of passage 19 communicating with the inside (atmospheric pressure) of
0 to vent intruding air.

一方、冷却運転中、走行風による冷却効果が大
きく冷却フアン6が停止しているにもかかわらず
エンジン温度が設定温度に達しない場合、補助通
路15の電磁弁14を開いてリザーバタンク13
の貯溜冷媒をコンデンサ3に導入し、コンデンサ
3の放熱面積を減少する。
On the other hand, during cooling operation, if the engine temperature does not reach the set temperature even though the cooling fan 6 is stopped due to the large cooling effect of the running wind, the solenoid valve 14 of the auxiliary passage 15 is opened and the reservoir tank 13 is
of the stored refrigerant is introduced into the condenser 3 to reduce the heat dissipation area of the condenser 3.

これにより、エンジンの過冷却を防止すると共
に、運転中、系内の負圧化による空気の侵入も防
止する。
This prevents overcooling of the engine and also prevents air from entering due to negative pressure in the system during operation.

さらに、この装置では、何らかの原因で系内の
温度が異常高温となつた場合、電磁弁14を開い
て系内を大気圧下に開放する。
Further, in this device, if the temperature inside the system becomes abnormally high for some reason, the solenoid valve 14 is opened to release the inside of the system to atmospheric pressure.

従つて、高圧の蒸気が若干の液相冷媒とともに
ロワタンク4からリザーバタンク13に排出され
ることにより、系内の圧力が低下し、これに伴つ
て温度が低下される。なお、排出された蒸気はリ
ザーバタンク13の液相冷媒中に放出されるの
で、大気中に失われる量は極めて少ない。
Therefore, the high-pressure vapor is discharged from the lower tank 4 to the reservoir tank 13 together with some liquid-phase refrigerant, thereby reducing the pressure in the system and the temperature accordingly. Note that since the discharged vapor is released into the liquid phase refrigerant in the reservoir tank 13, the amount lost to the atmosphere is extremely small.

そして、このような沸騰冷却装置において前記
リザーバタンク13は途中に電磁弁30、電動ポ
ンプ31(ポンプ負荷信号を出力する)及び流量
制御弁32を介装した冷媒回収通路33を介し
て、エンジンウオータジヤケツト2に連通され
る。
In such an evaporative cooling system, the reservoir tank 13 is connected to the engine water via a refrigerant recovery passage 33 which is provided with a solenoid valve 30, an electric pump 31 (which outputs a pump load signal), and a flow rate control valve 32. It is communicated with the jacket 2.

この場合、冷媒回収通路33のウオータジヤケ
ツト側開口部33aは、後述のように、リザーバ
タンク13に抜きとつた液相冷媒を戻すときに、
ウオータジヤケツト2に流入する冷媒によつてシ
リンダ壁が急冷されないように、第2図のように
ピストン下死点での燃焼室よりもさらに低い位置
(ウオータジヤケツト2内の低温部)に設定され
る。
In this case, the water jacket side opening 33a of the refrigerant recovery passage 33 is used when returning the liquid phase refrigerant extracted to the reservoir tank 13, as will be described later.
In order to prevent the cylinder wall from being rapidly cooled by the refrigerant flowing into the water jacket 2, it is set at a position lower than the combustion chamber at the bottom dead center of the piston (low-temperature area within the water jacket 2), as shown in Figure 2. be done.

また、制御系統には既述の各種センサのほかに
シリンダ壁温を検出する温度センサ35(壁温セ
ンサ)が設けられる。
In addition to the various sensors described above, the control system is also provided with a temperature sensor 35 (wall temperature sensor) that detects the cylinder wall temperature.

そして、制御回路10はシリンダ壁温信号に基
づいて、暖機運転時にウオータジヤケツト2内の
液相冷媒を一時的にリザーバタンク13に抜きと
るように電磁弁30、電動ポンプ31及び流量制
御弁32等の駆動を制御する。
Based on the cylinder wall temperature signal, the control circuit 10 controls the solenoid valve 30, the electric pump 31, and the flow control valve so as to temporarily drain the liquid phase refrigerant in the water jacket 2 into the reservoir tank 13 during warm-up operation. 32 etc. is controlled.

具体的には、暖機運転の開始を検出すると、電
磁弁20を開いて冷却系内を大気圧下に開放する
と同時に、電磁弁30を開き電動ポンプ31を駆
動して、ウオータジヤケツト2内の液相冷媒をリ
ザーバタンク13にくみ上げる。
Specifically, when the start of warm-up operation is detected, the solenoid valve 20 is opened to release the inside of the cooling system to atmospheric pressure, and at the same time, the solenoid valve 30 is opened and the electric pump 31 is driven to drain the inside of the water jacket 2. liquid phase refrigerant is pumped into the reservoir tank 13.

ウオータジヤケツト2内の液面レベルが通路開
口部33aにまで低下し、電動ポンプ31のポン
プ負荷が急激に下がると、電動ポンプ31を停止
して電磁弁30を閉じる。この状態で、シリンダ
壁はウオータジヤケツト2内がほとんど空のため
に、燃焼熱を受けて速やかに温度が上昇する。そ
して、シリンダ壁温が設定値、例えば80℃以上に
なると、電磁弁30を開き、電動ポンプ31を駆
動(冷媒抜取り時と逆回転)して、リザーバタン
ク13内の冷媒をウオータジヤケツト2に戻す。
この時、制御回路10は流量制御弁32を介して
冷媒回収通路33を流れる冷媒の流量をシリンダ
壁温に応じて加減する。
When the liquid level in the water jacket 2 drops to the passage opening 33a and the pump load on the electric pump 31 drops rapidly, the electric pump 31 is stopped and the solenoid valve 30 is closed. In this state, since the inside of the water jacket 2 is almost empty, the temperature of the cylinder wall rapidly rises due to the heat of combustion. When the cylinder wall temperature reaches a set value, for example 80 degrees Celsius or higher, the solenoid valve 30 is opened and the electric pump 31 is driven (rotating in the opposite direction to when removing the refrigerant) to transfer the refrigerant in the reservoir tank 13 to the water jacket 2. return.
At this time, the control circuit 10 adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant recovery passage 33 via the flow rate control valve 32 according to the cylinder wall temperature.

ウオータジヤケツト2内の液面レベルが所定レ
ベルに達すると、液面センサ11の検出に基づい
て、電磁弁30を閉じて電動ポンプ31を停止す
る。ついで、既述のように補助通路17の電磁弁
18を開き、供給ポンプ5を駆動してリザーバタ
ンク13内の貯溜冷媒をウオータジヤケツト2に
圧送することにより、冷却系内の空気を電磁弁2
0を介してリザーバタンク13側に排除した後、
通常の沸騰冷却制御へと移行する。
When the liquid level in the water jacket 2 reaches a predetermined level, the electromagnetic valve 30 is closed and the electric pump 31 is stopped based on the detection by the liquid level sensor 11. Next, as described above, the solenoid valve 18 of the auxiliary passage 17 is opened, and the supply pump 5 is driven to forcefully feed the refrigerant stored in the reservoir tank 13 to the water jacket 2, thereby discharging the air in the cooling system through the solenoid valve. 2
0 to the reservoir tank 13 side,
Shifts to normal boiling cooling control.

なお、この空気抜き作用は、電動ポンプ31を
そのまま利用して行うこともできる。
Note that this air purge action can also be performed using the electric pump 31 as is.

このように、暖機運転時にウオータジヤケツト
2内の液相冷媒をリザーバタンク13に一時的に
抜きとる(つまり、ウオータジヤケツト2内はほ
とんど空の状態になる)ようにしたので、従来の
場合に比べて機関温度が速やかに上昇し、暖機時
間の大幅な短縮が図れると共に、例えば第3図の
ように、白煙濃度も急速に低下する。
In this way, the liquid phase refrigerant in the water jacket 2 is temporarily drained into the reservoir tank 13 during warm-up (in other words, the inside of the water jacket 2 is almost empty), which is different from the conventional method. The engine temperature rises more quickly than in the case where the engine temperature rises, the warm-up time can be significantly shortened, and the white smoke concentration also decreases rapidly, as shown in FIG. 3, for example.

(考案の効果) 以上要するにこの考案によれば、暖機運転時に
エンジンウオータジヤケツト内の液相冷媒を補助
タンクに一時的に抜きとるようにしたので、暖機
性能が著しく向上するという効果が得られる。
(Effects of the invention) In summary, according to this invention, the liquid phase refrigerant in the engine water jacket is temporarily drained into the auxiliary tank during warm-up operation, which has the effect of significantly improving the warm-up performance. can get.

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

第1図はこの実施例を示す構成断面図、第2図
はその一部拡大断面図、第3図は同じく白煙濃度
特性図である。 2……ウオータジヤケツト、3……コンデン
サ、5……供給ポンプ、6……冷却フアン、7…
…蒸気通路、8……冷媒通路、10……制御回
路、30……電磁弁、31……電動ポンプ、33
……冷媒回収通路。
FIG. 1 is a structural sectional view showing this embodiment, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view thereof, and FIG. 3 is a white smoke density characteristic diagram. 2...Water jacket, 3...Condenser, 5...Supply pump, 6...Cooling fan, 7...
...Steam passage, 8...Refrigerant passage, 10...Control circuit, 30...Solenoid valve, 31...Electric pump, 33
...Refrigerant recovery passage.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 大部分を液相冷媒で満たしたエンジンウオータ
ジヤケツトと内部を気相状に保つたコンデンサと
を、上部の冷媒蒸気を流す蒸気通路とコンデンサ
からの液化冷媒を供給ポンプを介して戻す冷媒通
路とで連通して冷媒が循環する閉回路を形成し、
コンデンサに強制冷却風を供給する冷却フアンを
設けた内燃機関の沸騰冷却装置において、途中に
電磁弁及び電動ポンプを介装した通路を介してエ
ンジンウオータジヤケツトに連通される補助タン
クを設けると共に、エンジン運転状態を検出する
手段と、エンジン始動時にウオータジヤケツト内
の液相冷媒を補助タンクに抜きとるように、上記
電磁弁及び電動ポンプの駆動をそれぞれ制御する
手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の沸騰
冷却装置。
The engine water jacket, which is mostly filled with liquid-phase refrigerant, and the condenser, which maintains the interior in the vapor phase, are connected to a vapor passage through which the refrigerant vapor flows in the upper part, and a refrigerant passage, which returns the liquefied refrigerant from the condenser via a supply pump. to form a closed circuit in which refrigerant circulates,
In a boiling cooling system for an internal combustion engine that is equipped with a cooling fan that supplies forced cooling air to a condenser, an auxiliary tank is provided that communicates with the engine water jacket through a passage that includes a solenoid valve and an electric pump, and It is characterized by being provided with means for detecting the engine operating state, and means for controlling the drive of the electromagnetic valve and the electric pump, respectively, so that the liquid phase refrigerant in the water jacket is drained into the auxiliary tank when the engine is started. Boiling cooling system for internal combustion engines.
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