JPH042815Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、冷媒の気化潜熱を利用した車両用内
燃機関の沸騰冷却装置の改良に関し、更に詳しく
は冷媒蒸気を液化するコンデンサの配置に関す
る。

（従来の技術） 車両用の内燃機関は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
却装置により冷却を行なうものが多いが、このよ
うな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、このためのウオータポンプが大きな駆
動損失になるうえ、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。

そこで、冷媒の気化潜熱を利用して少量の冷媒
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
トに貯溜した冷媒をエンジン発生熱で沸騰させ、
発生蒸気をコンデンサ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なうもので
ある（特開昭56−32027号公報、公表特許公報昭
60−500140号）。

（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にあつては、コ
ンデンサで液化した冷媒をウオータジヤケツトに
戻すためにポンプを使用するか、またはコンデン
サをエンジンより高い位置に設けなければならな
い。しかし、冷媒の循環にポンプを使用する場合
にはポンプだけでなくポンプの制御手段も必要と
なるため、冷却装置の構造が複雑化して装置の信
頼性を維持することがそれだけ困難になるうえ、
コストも大幅に増加する。一方、第６図に示すよ
うにコンデンサ３をエンジンルーム４０内の最上
部に取り付けてエンジン１より高い位置に来るよ
うにしたものもあるが、スペースの限られたエン
ジンルーム４０内ではコンデンサ３とエンジン１
のウオータジヤケツトとの間に十分な落差を確保
できず、液相の冷媒がコンデンサ３に流出した
り、コンデンサ３で液化された冷媒が速やかにウ
オータジヤケツトへ戻らないなど、ウオータジヤ
ケツトの冷媒レベルが不安定になりがちなため、
冷却性能を十分に発揮することは困難であつた。

本考案は、沸騰冷却装置の冷媒循環に関するこ
のような問題を解決するために、ポンプを使用せ
ずに冷媒の循環がスムーズに行なえるとともに冷
却性能も優れた沸騰冷却装置を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、所定量の液体冷媒を充填したエンジ
ンウオータジヤケツトと該ウオータジヤケツトか
らの冷媒蒸気を冷却して液化するコンデンサと
を、冷媒蒸気を通す蒸気通路と液化した冷媒を戻
す冷媒通路とで連通した車両用内燃機関の沸騰冷
却装置において、コンデンサをエンジンの上方
で、かつキヤブとバンとの間に配置するととも
に、走行風をコンデンサに導くガイドをキヤブと
バンの間の車両側面に形成している。

（作用） コンデンサをエンジンの上方で、かつキヤブと
バンとの間に配置し、コンデンサに走行風を導く
ガイドを車両側面に設けたため、コンデンサをエ
ンジンルーム内のウオータジヤケツトに対して十
分高い位置に置くことができ、冷媒の循環が速や
かに行なわれるとともに、走行時にはガイドに導
かれた走行風がコンデンサを効率良く冷却する。

（実施例） 第１図〜第５図に本考案の実施例を示す。

第１図において３は沸騰冷却装置のコンデンサ
であり、キヤブ３２の背面３３とバン４４の間に
配設される。コンデンサ３はキヤブ３２の下方の
シヤーシ上に固設された図示されないエンジンに
対して十分高い位置に取り付けられる。キヤブ３
２とバン４４との間の車両側面はサイドシール３
５で覆われ、サイドシール３５にはコンデンサ３
に走行風を導くガイドとしてルーバ３６が形成さ
れる。ルーバ３６は車両前方に向けて開口し、キ
ヤブ３２の側面を通過する走行風を開口部より取
り入れてキヤブ３２とバン４４との間に誘導す
る。キヤブ３２の上方はデフレクタ３７で覆い、
デフレクタ３７の後端をバン４４の前端頂部にお
いて後方に向けて開口する。

このコンデンサ３を含む沸騰冷却装置全体の構
成は第２図に示される。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に冷却風を供給する冷却フアンである。

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か
らシリンダヘツドにかけて形成され、コンデンサ
３は前述のようにキヤブ３２とバン３４の間にエ
ンジン１から十分な高さをとつて配設される。

ウオータジヤケツト２は上部の気相空間に開口
する蒸気通路５を介してコンデンサ３の入口部
（上部）６と連通し、コンデンサ３の出口部（下
部）７が冷媒通路８を介してウオータジヤケツト
２の液相中に連通して閉回路を構成する。

蒸気通路５の途中には気液分離用のウオータト
ラツプ９が設置され、ウオータトラツプ９と、ウ
オータジヤケツト２の間に逆止弁１０を介装した
戻り通路１１が形成される。また、冷媒通路８の
途中にはウオータジヤケツト２内の冷媒液面が冷
媒蒸気の圧力により低下することのないように逆
止弁１２を設ける。

一方、閉回路の外に所定量の液相冷媒を貯溜し
た補助タンク１３が設けられ、この補助タンク１
３の液中に開口して前記コンデンサ３の下部７に
接続する空気排出通路１４と、補助タンク１３の
所定の位置（液面付近）に開口して前記ウオータ
トラツプ９上方の蒸気通路５に接続する吸入通路
１５とが形成される。なお、補助タンク１３は上
部の空気抜き口１９を介して外気と連通する。

空気排出通路１４には逆止弁１６と電磁弁１７
を介装し、また吸入通路１５に蒸気通路５内の圧
力が負圧の時に開く負圧応動弁１８を介装する。

そして、ウオータジヤケツト２近傍の蒸気通路
５に冷媒蒸気の圧力に応じて導通する圧力スイツ
チ２０，２１が設置される。

圧力スイツチ２０は、蒸気の圧力が設定値に達
すると、電源と前記冷却フアン４との間に設けた
リレー２２を作動して冷却フアン４を駆動し、設
定値よりも低くなると冷却フアン４を停止する。
圧力スイツチ２１は、蒸気の圧力が設定値よりも
低い時には前記電磁弁１７を開き、設定値以上の
ときには、電源と電磁弁１７との間に設けたリレ
ー２３を作動して電磁弁１７を閉じる。

２４はウオータジヤケツト２内の冷媒液面の下
限レベルを検出するレベルセンサーで、冷媒液面
がレベルセンサー２４の位置まで下がると、警報
装置２５を作動させる。また、蒸気通路５には閉
回路中の蒸発量が異常に増加した場合に、圧力上
昇によつて閉回路内が損傷するのを防止するた
め、リリーフバルブ２６を設ける。

以上のように構成された本考案の沸騰冷却装置
の作用を次に説明する。

エンジンの停止時には、冷却系内は所定量の冷
媒と空気とで満たされており、エンジンを始動す
ると、エンジン発生熱を受けてウオータジヤケツ
ト２内の冷媒の温度が上昇し、やがて冷媒が沸騰
し始めると、気化潜熱を奪いながら蒸気を発生す
る。

この蒸気はウオータジヤケツト２から蒸気通路
５を介してキヤブ３２の背面外部に配置したコン
デンサ３へと流入するが、この蒸気と一緒にウオ
ータジヤケツト２及び蒸気通路５内の空気がコン
デンサ３へと押しやられ、コンデンサ３の下部７
に接続する空気排出通路１４を通つて補助タンク
１３の貯留液中に排出される。排出された空気は
貯留液中を浮上し、空気抜き口１９から外気中に
放出される。この時、空気排出通路１４から補助
タンク１３内へは、空気とともに若干の蒸気も排
出されるが、蒸気は貯留液中で凝縮し、タンク１
３の中に回収される。

そして、この後蒸気の発生が増えて蒸気圧力が
高まると、圧力スイツチ２１が入つて、リレー２
３が作動し、空気排出通路１４の電磁弁１７が閉
じる。これにより閉回路内の気相空間は冷媒蒸気
のみとなる。

通常走行運転に入ると、第１図及び第３図に矢
印で示されるようにキヤブ３２の側面外側を通過
する走行風がルーバ３６に案内されてキヤブ３２
とバン４４の間に流入し、コンデンサ３を冷却す
る。コンデンサ３を冷却した走行風はデフレクタ
３７とバン４４の間から後方へ逃げるため、キヤ
ブ３２とバン４４との間には常に冷たい走行風が
供給され、コンデンサ３は冷媒蒸気を効率的に冷
却して凝縮、液化する。このようにしてコンデン
サ３の中で液化した冷媒はコンデンサ３とウオー
タジヤケツト２との大きな落差により冷媒通路２
８を速やかに移動してウオータジヤケツト２に供
給される。このため、ポンプ等を用いずとも冷媒
の循環が十分に確保され、コンデンサ３の高い液
化能力と相まつてエンジン１は効率良く冷却され
る。

そして運転中、閉回路内の蒸気量がそれほど多
くない時は、走行風のみでコンデンサ３の冷却を
行なうが、蒸気量が増加して蒸気通路５の圧力が
高くなると、圧力スイツチ２０が切換わつて冷却
フアン４が作動し、強制冷却風によりコンデンサ
３の放熱、凝縮をさらに促進する。

エンジン１を停止すると、エンジン１の発熱が
止まり、閉回路内の温度が徐々に低下するにした
がい、蒸気が凝縮して圧力も低下する。その場合
には圧力低下に応じて吸入通路１５の負圧応動弁
１８が開き、吸入通路１５から補助タンク１３内
の空気を吸入することにより閉回路内の負圧化を
防止する。この時、補助タンク１３の貯留液面
は、コンデンサ３からの空気排出時に一緒に補助
タンク１３に排出された冷媒蒸気により、僅かに
上昇しているため、エンジン始動前の貯留液面付
近に開口する吸入通路１５はこの上昇分の冷媒を
空気と一緒に吸入して閉回路内に回収する。これ
により、閉回路内の冷媒は常に適性量に保持され
る。

なお、コンデンサ３に走行風を導くガイドとし
て、サイドシール３５にルーバ３６を設ける代わ
りに第４図または第５図のようなガイド板３８ま
たは３９をキヤブ３２とバン４４の間の車両側面
に形成しても良い。

（考案の効果） 以上のように本考案は、コンデンサをエンジン
の上方で、かつキヤブとバンとの間に配置したた
め、コンデンサをエンジンルーム内のウオータジ
ヤケツトに対して十分高い位置に置くことがで
き、コンデンサで液化した冷媒はこの落差により
速やかにウオータジヤケツトに戻る。したがつて
冷却系内の冷媒循環をポンプによる圧送を必要と
せずに円滑に行なえる。また、コンデンサに走行
風を導くガイドをキヤブとバンの間の車両側面に
設けたため、走行中はキヤブの側面を通過する走
行風がガイドに導かれてコンデンサ方向に誘導さ
れ、コンデンサを効率良く冷却する。したがつ
て、本考案の沸騰冷却装置によれば、簡単な構造
で高い冷却性能が得られる。

さらに、本考案においてはコンデンサをエンジ
ンルーム内に収納しないため、エンジンルーム内
のスペースを節約でき、エンジンルーム内の設備
配置を容易にする効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例におけるコンデンサの
配置を示すキヤブオーバ型車両前部の概略側面
図、第２図は同実施例全体の構成図、第３図は同
実施例におけるルーバの作用を示す車両前部の概
略平面図、第４図及び第５図はコンデンサに走行
風を導くガイドについて別の実施例を示した車両
前部の概略平面図である。また、第６図は沸騰冷
却装置におけるコンデンサの配置の従来例を示す
車両前部の概略断面図である。 １……エンジン本体、２……ウオータジヤケツ
ト、３……コンデンサ、５……蒸気通路、８……
冷媒通路、３２……キヤブ、３４……バン、３６
……ルーバ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定量の液体冷媒を充填したエンジンウオータ
   ジヤケツトと該ウオータジヤケツトからの冷媒蒸
   気を冷却して液化するコンデンサとを、冷媒蒸気
   を通す蒸気通路と液化した冷媒を戻す冷媒通路と
   で連通した車両用内燃機関の沸騰冷却装置におい
   て、コンデンサをエンジンの上方で、かつキヤブ
   とバンとの間に配置するとともに、走行風をコン
   デンサに導くガイドをキヤブとバンの間の車両側
   面に形成したことを特徴とする車両用内燃機関の
   沸騰冷却装置。