JPH071005B2 - 内燃機関用冷媒循環路 - Google Patents

内燃機関用冷媒循環路

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JPH071005B2
JPH071005B2 JP58124888A JP12488883A JPH071005B2 JP H071005 B2 JPH071005 B2 JP H071005B2 JP 58124888 A JP58124888 A JP 58124888A JP 12488883 A JP12488883 A JP 12488883A JP H071005 B2 JPH071005 B2 JP H071005B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関用冷媒循環路に関し、より厳密に
は、内燃機関の冷却ジャケットの冷媒出口から出ている
往路と、冷却ジャケットの冷媒引入れ口に通じている帰
路と、入口側を往路に接続され、出口側を帰路に接続さ
れているラジエターと、吸込側と吐出側とを有し、吸込
側がラジエターの出口側に接続し、吐出側が冷却ジャケ
ットの冷媒引入れ口に接続するように帰路に設けられて
いる冷媒ポンプと、冷却ジャケットの出口と冷媒ポンプ
の吸込側の間において往路または帰路内に配置されるサ
ーモスタットの温度調節弁と、冷却ジャケットの出口側
または往路内またはラジエターの入口側に接続されてい
る逃がし弁及び低圧弁であって、冷媒の熱膨張及び冷媒
ポンプの吐出圧によって過圧開弁値に達したときに開弁
する逃がし弁及び冷媒が冷えて収縮したときに低圧開弁
値に達して冷媒を冷媒循環路内へ出入させる低圧弁と、
大気にたいして開口している補償タンクであって、その
底部は、逃がし管を介して前記逃がし弁及び低圧弁に接
続されており、逃がし弁及び低圧弁を通って流出した冷
媒を収容し且つ放出する補償タンクとを有している内燃
機関用冷媒循環路に関するものである。
従来の技術 この種の冷却循環路において、冷媒充填密閉カバー内に
逃がし弁（過圧弁）と低圧弁とを配置することは知られ
ており、また通過実施されている。この場合、水と凍結
防止剤と腐食防止剤から構成されている冷媒の作動温度
（大気圧のもとでは冷媒の沸点よりも高い）を考慮し
て、逃がし弁の開弁値はほぼ0.8ないし1.3バールに設定
される。この開弁値を設定するにあたっては、冷媒の熱
膨張に依存する冷媒の温度・過圧変化特性が考慮され、
この冷媒の温度・過圧変化特性をもとにして、選定した
最大許容作動温度での過圧値が逃がし弁の開弁値として
設定される。
内燃機関が最大許容作動温度及び最大許容回転数で作動
しているとき、よって冷媒ポンプの吐出量がほぼ最大に
達し、且つ冷媒ポンプ吸い込み側での圧力と逃がし弁に
作用する圧力との圧力差が最大になっているときには、
逃がし弁を設けた位置での冷媒の圧力はかなり上昇して
いる。しかしながら、この過圧は逃がし弁がすぐに開弁
することにより急速に降下して、逃がし弁の開弁値にお
いて一定に制限される。従って、内燃機関が作動し続け
ても、かなり降下した過圧が提供されるにすぎない。逃
がし弁による圧力降下と同じ値だけポンプ吸い込み側の
圧力も降下するので（ポンプ吸い込み側においては、ポ
ンプの吐出量が大きい場合、ポンプの吸い込み作用によ
る圧力降下も生じる）、冷媒ポンプが最大吐出量で作動
し、しかも冷媒の温度が最大許容温度に近づくと、ポン
プ吸い込み側が沸騰限界値に達して、ポンプキャビテー
ション、搬送量の低下が生じ、その結果内燃機関がオー
バーヒートすることになる。それ故従来では、内燃機関
の最大許容作動温度を比較的低く設定することが必要で
あり、またそのように実施されていた。しかしながら、
内燃機関の最大許容作動温度を比較的低く設定するため
には、サーモスタットの温度調節弁の開弁温度を比較的
低く設定したり、また冷媒と大気との温度差を小さくし
て必要な冷却効率を達成するために大型のラジエターを
使用する必要があるが、重量がかさみ、場所をとり、コ
スト高になるという欠点があった。特に自動車の場合に
は、燃費が増大する。これは、ラジエターが大型化し、
これに伴ってラジエターの冷媒含有量も増加するので、
車体正面が大きくなり、またラジエターでの空気貫流量
が増大し、その結果自動車の空気抵抗が大きくなるから
である。
この欠点を解消するために、ポンプ吸い込み側の圧力範
囲に開弁値をもつ逃がし弁をラジエターの帰路領域に配
置したり、或いは構造的に複雑になるが、第１図と第２
図に示すように、補償タンクに配置することが知られて
いる。しかし、逃がし弁をラジエターに配置する構成
は、内燃機関の出口側とラジエターの入口側にかなり高
い過圧を発生させることになる。なぜなら、内燃機関が
最大許容温度に達し、且つ冷媒ポンプの吐出量が最大に
なると、逃がし弁の開弁値に相当する圧力に、ポンプの
吐出量に起因する圧力上昇が加算されるからである。こ
れは、内燃機関の出口側とラジエターの入口側の間に設
けられる部品、例えばホース管として実施された往路を
圧力過負荷状態にさせ、疲労させるものである。
他方、補償タンクに逃がし弁を配置する構成は、逃がし
弁をラジエターに配置する構成以上に欠点がある。なぜ
なら、冷媒の温度・圧力変化特性が補償タンクの冷媒充
填度に強く依存しているために、補償タンク内の空気体
積が大きくなると、周囲温度が比較的高い場合に必要で
ある冷媒過圧が得られず、オーバーヒートが発生した
り、或いは大型のラジエターを必要とするからである。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、従来の欠点を解消して、この種の冷媒
循環路を次のように改良すること、即ちあらゆる冷媒温
度と冷媒ポンプ吐出量にたいして逃がし弁の開弁値及び
冷媒圧力変化特性を特定することにより、機能安定で効
率の高い冷媒循環路を提供すること、同時に従来のよう
に大型のラジエターを必要としない簡潔で低コストの冷
媒循環路を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するため、逃がし弁の開弁値
Ｐが、 Ｐ≧P1＋（P2−P3） のように決定され、ここでP1は冷媒ポンプの吸込側での
冷媒の温度が最大許容温度に達しているときの冷媒の沸
騰圧、P2は逃がし弁に作用する冷媒の圧力、P3は冷媒ポ
ンプの吸込側に作用する冷媒の圧力であり、P2とP3はそ
れぞれ、冷媒ポンプが最大吐出量で作動し、且つ冷媒の
温度がほぼ最大許容温度に達しており、よってサーモス
タットの温度調節弁が完全に開いているときの値である
こと、逃がし弁の開弁値Ｐと、冷媒を過圧状態で含んで
いる中空空間及び管の膨張弾性とが、冷媒の熱膨張によ
る圧力変化にたいして次のように同調していること、即
ち冷媒ポンプが最大吐出量で作動し、よって冷媒ポンプ
の吸込側の温度が変動し同時に圧力降下が最大になって
いるときの吸込側の圧力が、冷媒の沸騰圧を常に上回っ
ているように同調していることを特徴とするものであ
る。
本発明によれば、逃がし弁がラジエターの帰路領域に配
置されている従来の冷媒循環路のような高い過圧が往路
内に発生することがない。本発明によれば、逃がし弁の
開弁値は、内燃機関が最大許容作動温度に達していると
きの媒の沸騰圧の値に、冷媒ポンプが最大許容吐出量で
作動しているときの、逃がし弁に作用する冷媒の圧力P2
と冷媒ポンプの吸込側に作用する冷媒の圧力P3との差を
加えた値に少なくとも等しいように選定されている。こ
のように、逃がし弁の開弁値は、冷媒の沸騰圧よりも少
なくとも前記差だけ高く設定されているので、ポンプ吸
い込み側で沸騰圧まで降下する前に逃がし弁が開弁する
ことにより、ポンプ吸い込み側は常に沸騰圧よりも高い
圧力に維持される。従って、冷媒ポンプにキャビテーシ
ョンを引き起こすような冷媒の圧力降下は発生しない。
逃がし弁の開弁値と、冷媒を過圧状態で含んでいる中空
空間及び管の膨張弾性とを、本発明にしたがって冷媒の
熱膨張による圧力変化にたいして同調させることによ
り、冷媒が最大許容温度に達した後に温度降下しても、
ポンプ吸込側における冷媒の圧力は、沸騰及びキャビテ
ーションを引き起こす限界値（沸騰圧）以下に降下しな
い。
以上説明したように、本発明によれば、ポンプキャビテ
ーションのない機能安定で効率の高い冷媒循環路が得ら
れ、しかも従来のように大型のラジエターを必要としな
いので、構成が簡潔で、低コストであり、燃費の節約に
もなる。
特許請求の範囲第２項に記載の構成は、冷却ジャケット
の出口における圧力降下を考慮したものであり、エンジ
ンスイッチを切った後の熱い冷媒循環路構成部品と冷媒
との温度平衡によって生じる冷媒の再加熱を考慮して、
前記圧力降下だけ高い静力学的過圧を提供でき、再加熱
時の冷媒の沸騰が阻止される。この構成は、サーモスタ
ットを冷却ジャケットの出口に配置する構成の場合特に
有利である。なぜならこの場合大きな圧力降下が生じる
からである。
特許請求の範囲第３項に記載の構成により、冷間始動の
際の自動的な空気抜きが可能になり、これにより内燃機
関作動中の冷媒の圧力変化はほぼ一定に保持される。
実施例 内燃機関１は、図において矢印で略示した冷却ジャケッ
ト２を有している。冷却ジャケット２内を冷媒が冷媒ポ
ンプ３により圧送される。冷却ジャケット２の出口４に
は往路５が接続している。往路５は、例えば、冷却ジャ
ケット２からラジエター６へ冷媒を送るホース管として
構成されている。往路５は、ラジエター往路水槽７に通
じている。往路５からは短絡管８が分岐しており、該短
絡管８はサーモスタット９に通じている。サーモスタッ
ト９の流入口は短絡弁10により制御される。ラジエター
帰路水槽11からは、帰路12が出ており、サーモスタット
９に通じている。サーモスタット９は、帰路12の流入口
を制御するためのラジエター弁13を有している。サーモ
スタット９の混合室14からは吸込管15が出ており、冷媒
ポンプ３の吸い込み側16に通じている。
ラジエター往路水槽７内には、逃がし弁17が配置されて
いる。逃がし弁17は、逃がし管18を介して、大気に通じ
ている補償タンク19に接続されている。補償タンク19
は、冷媒の蒸発を阻止するため、その冷媒充填開口部
に、スリットを形成したパッキン板19′を備えている。
なお逃がし弁は、往路５から分岐した位置に設けてもよ
いし、或いは内燃機関１の冷却ジャケット２の出口４の
前に設けてもよい（図中、符号17′または17″を参
照）。逃がし管18には、逃がし弁17に並列に空気抜き弁
20が接続されている。空気抜き弁20は、例えば、重力作
用によって開弁し冷媒の流動及び（または）冷媒の超過
圧力によって閉弁する、ばねによる付勢を受けていない
漏らし弁、逆止弁、フロート弁等として構成され、よっ
て低圧弁としての機能をも備えている。図の例では、こ
の空気抜き弁20は、鉛直流動式ラジエターとして構成さ
れたラジエター６のラジエター往路水槽７の高位置、即
ち逃がし管18が出ている付近に配置されている。図中21
はフィルターであり、一つまたは複数個の比較的面積の
大きなフィルター21を設けることにより、冷媒中に含ま
れる塵埃による逃がし弁17及び空気抜き弁20の漏れが阻
止される。
大気に通じている補償タンク19は、再吸込管22と、有利
には逆止弁として構成され、ポンプ吸い込み側16が大気
圧以下に下がったときに開弁する低圧弁23とを介して、
冷媒ポンプ３の吸い込み側16に接続されている。この場
合、前記逃がし管18の代わりに、図中破線で示すように
逃がし管18′を補償タンク19の内部空間上部領域に接続
してもよい。或いは、補償タンク19の底部付近で補償タ
ンク19に接続していてもよい（図中符号18″を参照）。
再吸込管22は補償タンク19の底部付近から出ている。低
圧弁23と冷媒充填用接続部材23′とはユニットを形成し
ている。冷媒充填用接続部材23′は、冷媒充填管として
も用いられる再吸込管22を介して、冷媒ポンプ３の吸い
込み側16に接続されている。
冷媒充填タンク28のなかには、低圧弁23と共に逃がし弁
24も設けられている。逃がし弁24は、再吸込管22を介し
て直接冷媒ポンプ３の吸い込み側16に接続されている。
冷媒充填タンク28のなかには、空気抜き管25が通じてい
る。空気抜き管25は絞り26を備えており、この絞り26に
より、ラジエター往路水槽７と冷媒ポンプ３の吸い込み
側16との間の圧力の差を小さくすることができる。冷媒
充填タンク28のなかにはレベル検出用フロートスイッチ
23″も組み込まれている。レベル検出用フロートスイッ
チ23″は、補償タンク19内に視認できるほどの冷媒予備
量が存在するかしないかに関係なく、冷媒充填タンク28
のなかに空気が集積すると表示回路を作動させる。
冷媒充填用接続部材23′を介して冷媒循環路に冷媒を充
填すると、再吸込管22を介して冷媒は冷媒ポンプ３の吸
い込み側16に達し、冷媒ポンプ３により内燃機関１が冷
媒で充填される。これと同時に、冷媒中に含まれていた
空気が往路５と、ラジエター往路水槽７と、空気抜き管
25とを介して冷媒充填タンク28に達すると共に、開いて
いる空気抜き弁20と逃がし管18とを介して補償タンク19
に達し、大気中へ放出される。内燃機関１内の冷媒量が
所定レベルに達し、同時に吸込管15と混合室14と開弁し
ている短絡路弁10とにより往路５内の冷媒量が所定レベ
ルに達すると、ラジエター６及び帰路12も温度調節弁13
の位置まで冷媒でいっぱいになる。ラジエター６に設け
た空気抜き弁20が例えばフロート弁として構成されてい
る場合には、所定レベルに達した冷媒によりフロート弁
が浮上するので、充填されたラジエター往路水槽７と逃
がし管18との連通が遮断される。一方空気抜き管25と冷
媒充填タンク28は冷媒により完全に充填される。要する
にこの時点では、冷却ジャケット２から往路５、短絡路
８またはラジエター６、帰路12、吸込管15、冷媒ポンプ
３を通って再び冷却ジャケット２へ戻る経路と、ラジエ
ター往路水槽７から空気抜き管25、冷媒充填タンク28、
再吸込管22を通って冷媒ポンプ３へ至る経路とは、冷媒
により所定レベルまで充填されている。レベルフロート
スイッチ23″は、冷媒充填タンク28の充填用接続部材2
3′のカバー27の閉栓後（冷媒充填終了後）、自動車の
計器盤に設けられる電気表示ランプを表示させる。
このようにして冷媒循環路を冷媒で充填した後に内燃機
関１を始動させると、残留空気の冷媒循環路からの空気
抜きが以下のようにして自動的に始められる。この残留
空気は、冷媒充填中にさまざまな場所に侵入して残留し
ていたものであり、或いは内燃機関を始動させたときに
短時間低圧で荷重される冷媒ポンプ３のパッキンを通っ
て冷媒循環路内に侵入して残留していたものである。こ
の残留空気は、冷媒と共に内燃機関１から往路５を通っ
てラジエター往路水槽７内へ運ばれる。この場合、温度
調節弁13を閉じた状態でエンジンが暖機されているの
で、ラジエター往路水槽７に達する、空気を含んだ冷媒
の量は比較的少なく、その量は絞り弁26によって決定さ
れる。空気を含んだ冷媒は、空気抜き管25と絞り部26を
通って冷媒充填タンク28へ流れる。そして比較的多量の
残留空気が蓄積している場合には、この残留空気が空気
抜き弁20の付近に蓄積するので、この時開弁する空気抜
き弁20によって逃がし管18と場合によっては逃がし管1
8″を介して補償タンク19へ逃がすこともできる。
空気抜き管25を介して冷媒充填タンク28に送られてきた
残留空気は、冷媒充填タンク28内に設けられている逃が
し弁24の前に蓄積する。内燃機関１の暖機による冷媒の
加熱及びその際生じる冷媒の熱膨張と増圧によって逃が
し弁24付近の圧力が約1.5バールに達すると、ほぼ1.5バ
ールの開弁値をもつ逃がし弁24が開き、すべての残留空
気は再吸込管22を通って補償タンク19内へ流れる。この
過程は、冷媒循環路が熱的に不変な状態になるまで継続
され或いは反復される。空気抜きは、冷媒の圧力が逃が
し弁17の開弁値（ほぼ1.5バールないし2.5バール）に達
したときにも行われる。しかしこの場合には、予め蓄積
されていた残留空気ではなく、冷媒中に直接含まれてい
た空気、即ち溶解していた空気が補償タンク19を介して
大気中に排出される。さらに、逃がし弁24による空気抜
きは次のような場合にも行われ、即ち内燃機関の回転が
ほぼ5000ないし6000回／分で、ラジエター往路水槽７と
ポンプ吸い込み側３との圧力差がほぼ１バール程度の大
きな差があるような運転を行った後に、内燃機関の回転
数を急激に低下させる場合、例えば無負荷回転数まで低
下させる場合にも行われる。即ち上記のような運転状態
のときには、ラジエター往路水槽７内の圧力はほぼ逃が
し弁17の開弁値（ほぼ1.5バールないし2.2バール）に達
成しているが、一方冷媒充填タンク28内の圧力はそのな
かに設けられている逃がし弁24の開弁値（ほぼ1.5バー
ル）をかなり下回っている。このときに内燃機関の回転
数を急激に低下させると、ラジエター往路水槽７内の圧
力と冷媒充填タンク28内の圧力とが平衡状態になろうと
し、その結果冷媒充填タンク28内の圧力はそのなかに設
けられている逃がし弁24の開弁値へ上昇する。内燃機関
１の熱が冷媒に伝動されて冷媒が規則的に加熱される
と、冷媒の熱膨張により、冷媒充填タンク28内の圧力は
逃がし弁24の開弁値を越える。よって冷媒充填タンク28
内に蓄積されていた空気が逃がし弁24を介して補償タン
ク19から大気中へ排出される。
補償タンク19では、大気圧のもとで、及び例えば自動車
のンジン室の温度のような周囲温度のもとで、冷媒中に
気泡として含まれていた空気が大気中に排出される。溝
付きパッキン板19′は、体積を調整するために補償タン
ク19内への空気の流入及び流出を行なわせるが、対流に
よる不断の空気運動を阻止する。それによって、冷媒の
蒸発損失は十二分に回避される。
内燃機関の冷間始動の場合、即ち内燃機関が比較的長時
間冷温にさらされていた後に始動する場合、冷媒循環路
内において冷温にさらされていた冷媒の体積は最小にな
っているが、これに対応して補償タンク19内の冷媒の体
積も最小になっている。このように冷媒が冷えていると
きには、冷温に伴なう体積の減少に相当する体積の冷媒
が補償タンク19から再吸込管22と低圧弁23と冷媒ポンプ
３とを介して冷媒循環路に供給される。このため補償タ
ンク19の含有量は、周囲温度が場所柄極めて低い場合、
補償タンク19が完全に空にならないように選定されてい
る。レベルフロートスイッチ23″の切換えレベルをこの
ような体積変化に合わせることができる。なお、このよ
うに周囲温度が極めて低い場合に一定量の空気が冷媒循
環路内へ吸い込まれても、冷媒循環路は不変に機能す
る。なぜなら、内燃機関の暖機中に冷媒の体積が膨張す
ることにより、吸い込まれた空気は空気抜き弁20または
逃がし弁17または24を通って補償タンク19へ排出される
からである。
さらに補償タンク19の全容積は、冷媒循環路の全容積、
冷媒循環路内での冷媒の最大熱膨張、過熱による逃がし
弁17の吐出量を受け入れるための容積からも決定され
る。
冷えた内燃機関の暖機が終了すると、冷媒ポンプ３は暖
機前に冷媒循環路全体に与えられていた周囲圧力以下に
ポンプ吸込側の圧力が低下し、他方冷媒ポンプ３に接続
されている冷媒循環路の各部分に、即ち冷却ジャケット
２、往路５、短絡路８、ラジエター６、帰路12内に過圧
が生じる。周囲圧力以下にポンプ吸込側16の圧力が低下
するので、大気に通じている補償タンク19から、低圧弁
23と再吸込管22とを介して、冷媒ポンプ３の吸込側16の
圧力が周囲圧力に達するまで冷媒が吸込側16へ補給され
る。これと同時に、冷媒ポンプ３の後に接続されている
部品（例えば往路５、短絡路８など）の中空空間内の過
圧はさらに上昇する。これらの部品は、弾性材料から成
っているので、弾性材料の膨張に伴い、補償タンク19か
らポンプ吸込側16へ吸込まれる冷媒の体積が増大する。
このことは、冷媒循環路が無圧で、しかも冷媒の温度が
比較的高いときに内燃機関を始動させる際に有利であ
る。例えば、周囲温度が高い場合の始動とか、冷媒循環
路を開口させたままで保守・修理作業を行い、冷媒が完
全に冷えないうちに内燃機関を始動させる場合に有利で
あり、これにより、この種の始動条件における冷媒循環
路の機能安定性が向上する。
以上はエンジン暖機時の冷媒循環路の作動態様であり、
内燃機関１が引き続いて作動すると内燃機関１は標準作
動に移行する。このときの冷媒循環路の作動態様を以下
に説明する。
内燃機関１が引き続いて作動すると、冷却ジャケット２
内で冷媒に熱が伝わるため、冷媒の温度はサーモスタッ
ト９がほぼ80℃の開弁温度に達する迄不断に上昇する。
続いて、温度調節弁13の開きが増し、且つ短絡路弁10が
閉じ、並びにラジエター６の冷媒貫流量も増す。更に温
度が上昇して約95℃を越えると、短絡路弁10が閉まると
同時にラジエター６だけを冷媒が貫流し、それによって
流量、流速、熱搬出が増し、並びに往路５及びラジエタ
ー往路水槽７内の流動抵抗、圧力も増す。冷媒循環路
の、特に往路５、短絡路８、帰路12、吸込管15のゴム管
の容積及び弾性、更に始動過程時の冷媒の最初の温度及
びエンジンの回転数に応じては、逃がし弁17が温度調節
弁13の開弁前に開弁圧力値に達し、逃がし弁24が温度調
節弁13の開弁後に開弁圧力値に達することがある。しか
し通常は、内燃機関１が低回転数にあるときから標準回
転数に達するまでは、まず空気抜き用の逃がし弁24が開
弁する。
逃がし弁24の開弁値（ほぼ1.5バール）は、逃がし弁17,
17′或いは17″の開弁値（ほぼ1.5バールないし2.2バー
ル）に関連して次のように選定されている。即ち逃がし
弁24の開弁値は、内燃機関１が停止状態または無負荷回
転数にあるときから標準回転数にあるときまでに逃がし
弁17または17′または17″に作用する圧力と、内燃機関
１が最大回転数の範囲で作動しているときに逃がし弁17
または17′または17″に作用する圧力との差だけ逃がし
弁17′17′または17″の開弁値よりも低い。このように
逃がし弁24は、内燃機関の回転数が低いときに開弁して
空気抜きを行ない、一方逃がし弁17,17′,17″は、内燃
機関が最大回転数の範囲で作動しているときにのみ開弁
する。内燃機関の回転数が低いとき、ポンプ吸込側16の
圧力は逃がし弁24の開弁値よりも著しく低い。これは、
冷媒ポンプ３の吸い込み作用により吸込側16が負圧にな
っているためと、冷媒循環路全体に配分されているホー
ス管の弾性によるものである。エンジンが最低の無負荷
回転数で作動しているときには、冷媒ポンプ３の吸込側
16の圧力と逃がし弁24の開弁値との差は非常に小さく、
従ってこの場合は、エンジンが停止しているときと同様
に、冷媒循環路全体の圧力は逃がし弁24の開弁値にほぼ
等しい。
エンジンスイッチをオフにした後の冷媒循環路全体の過
圧は、逃がし弁24によって提供される。この過圧は、内
燃機関と冷媒との間の温度平衡、即ち内燃機関の熱が冷
媒に伝達されることによる冷媒の加熱時の蒸気発生を阻
止するものである。この比較的低い過圧は、冷媒循環路
の個々の部品を圧力過負荷状態にさせるものではない。
冷媒循環路の個々の部品を圧力過負荷状態にさせるよう
な過圧は、内燃機関が高回転数で作動しているときに逃
がし弁17,17′,17″によって決定される、より高い過圧
である。本発明によれば、逃がし弁17′17′,17″の開
弁値Ｐ、ほぼ1.5バールないし2.2バールを選定するにあ
たり、 Ｐ≧P1＋（P2−P3） が満たされるように選定されている。ここでP1は冷媒ポ
ンプ３の吸込側16での冷媒の温度が最大許容温度に達し
ているときの冷媒の沸騰圧、P2は逃がし弁17,17′,17″
に作用する冷媒の圧力、P3は冷媒ポンプ３の吸込側16に
作用する冷媒の圧力であり、P2とP3はそれぞれ、冷媒ポ
ンプ３が最大吐出量で作動し、且つ冷媒の温度がほぼ最
大許容温度に達しており、よってサーモスタット９の温
度調節弁13が完全に開いているときの値である。このと
きのP2−P3の値は、0.5バールないし1.2バールである。
このように、逃がし弁17,17′,17″の開弁値は、内燃機
関が最大許容作動温度に達しているときの冷媒の沸騰圧
の値に、冷媒ポンプ３が最大許容吐出量で作動している
ときの、逃がし弁17,17′,17″に作用する冷媒の圧力P2
と冷媒ポンプの吸込側16に作用する冷媒の圧力P3との差
を加えた値に少なくとも等しいように選定されている。
よって、逃がし弁17,17′,17″の開弁値は、冷媒の沸騰
圧よりも少なくとも前記差だけ高く設定されているの
で、ポンプ吸い込み側16が沸騰圧まで降下する前に逃が
し弁17,17′,17″が開弁することにより、ポンプ吸い込
み側16は常に沸騰圧よりも高い圧力に維持される。従っ
て、冷媒ポンプにキャビテーションを引き起こすような
冷媒の圧力降下は発生しない。
このように、冷媒循環路の個々の部品を圧力過負過状態
にさせるような過圧は、内燃機関のごく限られた運転状
態に制限されている。よって、冷媒循環路の個々の部品
の寿命、特にラジエターとホース管の寿命にとって好都
合である。
低圧弁23と逃がし弁24、及び補償タンク19と冷媒充填タ
ンク28とを接続している再吸込管22を設けない場合に
は、比較的高い過圧が発生する割合がより高くなるが、
しかしこの過圧は、加熱状態にあるエンジンを切った後
に冷媒に伝動される熱による冷媒の沸騰を生じさせない
ような静力学的な過圧である。
内燃機関１と冷媒が冷えると、冷媒が収縮するので、冷
媒循環路内の過圧も低下する。この場合、特にポンプ吸
込側16の圧力がその時の冷媒の温度にたいする沸騰圧以
下に低下しないようにするため、逃がし弁17,17′,17″
の開弁値と、冷媒を過圧状態で含んでいる中空空間及び
管の膨張弾性とは、冷媒の熱膨張による圧力変化にたい
して次のように同調しており、即ち冷媒ポンプ３が最大
吐出量で作動し、よって冷媒ポンプ３の吸込側16の温度
が変動し同時に圧力降下が最大になっているときの吸込
側16の圧力が、冷媒の沸騰圧を常に上回っているように
同調している。
このように、冷媒循環路内の圧力は、周囲圧力から逃が
し弁17,17′,17″の開弁値までの圧力が規則的に発生
し、内燃機関１が作動しているときには、冷却ジャケッ
ト２、往路５、及び短絡路８内に、冷媒循環路の流動抵
抗に依存する過圧が発生する。本発明にしたがって、ラ
ジエター往路水槽７内の最大圧力値、及びポンプ吸込側
16での最低圧力値を制限することにより、ラジエター６
の圧力過負荷が防止されると共に、キャビテーションの
危険を伴う圧力降下が避けられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の冷媒循環路の概略構成図、第２図は第１
図の冷媒循環路において逃がし弁を補償タンクに配置し
た構成を示す図、第３図は本発明による冷媒循環路の構
成図である。 １……内燃機関、２……冷却ジャケット ５……往路、６……ラジエター ９……サーモスタット、12……帰路 16……ポンプ吸込側 17,17′,17″……逃がし弁 19……補償タンク 20……空気抜き弁 24……逃がし弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アクセル・テメスフエルト ドイツ連邦共和国バ−ト・フアイルンバツ ハ・アム・ハイルホルツ40

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関（１）の冷却ジャケット（２）の
    冷媒出口（４）から出ている往路（５）と、冷却ジャケ
    ット（２）の冷媒引入れ口に通じている帰路（12）と、
    入口側を往路（５）に接続され、出口側を帰路（12）に
    接続されているラジエター（６）と、吸込側（16）と吐
    出側とを有し、吸込側（16）がラジエター（６）の出口
    側に接続し、吐出側が冷却ジャケット（２）の冷媒引入
    れ口に接続するように帰路（12）に設けられている冷媒
    ポンプ（３）と、冷却ジャケット（２）の出口（４）と
    冷媒ポンプ（３）の吸込側（16）の間において往路
    （５）または帰路（12）内に配置されるサーモスタット
    （９）の温度調節弁（13）と、冷却ジャケット（２）の
    出口（４）側または往路（５）内またはラジエター
    （６）の入口側に接続されている逃がし弁（17または1
    7′または17″）及び低圧弁（20）であって、冷媒の熱
    膨張及び冷媒ポンプ（３）の吐出圧によって過圧開弁値
    に達したときに開弁する逃がし弁（17または17′または
    17″）及び冷媒が冷えて収縮したときに低圧開弁値に達
    して冷媒を冷媒循環路内へ出入させる低圧弁（20）と、
    大気にたいして開口している補償タンク（19）であっ
    て、その底部は、逃がし管（18）を介して逃がし弁（17
    または17′または17″）及び低圧弁（20）に接続されて
    おり、逃がし弁（17または17′または17″）及び低圧弁
    （20）を通って流出した冷媒を収容し且つ放出する補償
    タンク（19）とを有している内燃機関用冷媒循環路にお
    いて、 逃がし弁（17または17′または17″）の開弁値（Ｐ）
    が、 Ｐ≧P1＋（P2−P3） のように決定され、ここでP1は冷媒ポンプ（３）の吸込
    側（16）での冷媒の温度が最大許容温度に達していると
    きの冷媒の沸騰圧、P2は逃がし弁（17または17′または
    17″）に作用する冷媒の圧力、P3は冷媒ポンプ（３）の
    吸込側（16）に作用する冷媒の圧力であり、P2とP3はそ
    れぞれ、冷媒ポンプ（３）が最大吐出量で作動し、且つ
    冷媒の温度がほぼ最大許容温度に達しており、よってサ
    ーモスタット（９）の温度調節弁（13）が完全に開いて
    いるときの値であること、 逃がし弁（17または17′または17″）の開弁値（Ｐ）
    と、冷媒を過圧状態で含んでいる中空空間及び管の膨張
    弾性とが、冷媒の熱膨張による圧力変化にたいして次の
    ように同調していること、即ち冷媒ポンプ（３）が最大
    吐出量で作動し、よって冷媒ポンプ（３）の吸込側（1
    6）の温度が変動し同時に圧力降下が最大になっている
    ときの吸込側（16）の圧力が、冷媒の沸騰圧を常に上回
    っているように同調していること、 を特徴とする内燃機関用冷媒循環路。
  2. 【請求項２】逃がし弁（17″）が、冷却ジャケット
    （２）内にして該冷却ジャケット（２）の出口（４）の
    前方に配置されていることを特徴とする、特許請求の範
    囲第１項に記載の内燃機関用冷媒循環路。
  3. 【請求項３】前記低圧弁が空気抜き弁（20）として作用
    し、重力作用によって開弁し冷媒の流動及び（または）
    冷媒の過圧によって閉弁する、ばねによる付勢を受けて
    いない漏らし弁、逆止弁、フロート弁等として構成され
    ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項または
    第２項に記載の内燃機関用冷媒循環路。
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