JPH10115261A - 内燃機関に供給される燃料の冷却装置 - Google Patents

内燃機関に供給される燃料の冷却装置

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JPH10115261A
JPH10115261A JP9234151A JP23415197A JPH10115261A JP H10115261 A JPH10115261 A JP H10115261A JP 9234151 A JP9234151 A JP 9234151A JP 23415197 A JP23415197 A JP 23415197A JP H10115261 A JPH10115261 A JP H10115261A
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JP
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fuel
heat exchanger
exchanger body
internal combustion
casing
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JP9234151A
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Joerg Ohlhoff
イエルク・オールホッフ
Gerfried Dipl-Ing Daenekas
ゲルフリート・デネカス
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Volkswagen AG
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    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/20—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for cooling
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の運転中に温められた燃料を効果的
に冷却する。 【解決手段】 熱交換器本体１０が、内燃機関に付設さ
れ空気フィルタケーシングとして形成されたケーシング
１内に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を案内する管
路の少なくとも一部が、吸込み空気が流通するケーシン
グ内を案内されている、内燃機関に供給される燃料を冷
却するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨーロッパ特許第０５２３０２８号公報
により、モジュール式に形成された内燃機関の空気フィ
ルタケーシングが知られている。この空気フィルタケー
シング内において新鮮空気入口と空気フィルタ要素との
間に、燃料管路の一部が配置されている。この燃料管路
から噴射弁に燃料が供給される。この噴射弁は同様にこ
のモジュールの一部であり、一体に形成された吸気管路
内に突出している。
【０００３】燃料管路の少なくとも前述の一部が、新鮮
な空気が流通するケーシング部分内にあるので、燃料管
路のこの範囲は冷却される。更に、特開昭５７−１０５
５４９号公報により、自動車の燃料タンクと内燃機関の
間に配置された燃料管路の少なくとも一部を、吸込み空
気を案内する管路内に配置することが知られている。こ
の代わりにまたはこれに加えて、燃料ポンプ自体をこの
空気管路内に配置することが提案されている。
【０００４】更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２
８４１５５７号公報により、内燃機関を走行方向前側に
配置し、車両の後部に燃料タンクを配置した自動車のた
めに、リヤウイドウガラスの範囲において燃料還流部に
熱交換器を配置することが知られている。この場合、別
個のファンによって後部棚（リヤシェルフ）を経て車内
が換気され、このようにして供給された空気流は熱交換
器に供給される。続いて、この空気流はＣピラーを経て
車体から出る。
【０００５】更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２
５２１４０９号公報により、燃料管路を押出し成形品内
に平行に配置して形成することが知られている。燃料の
冷却はここでは行われず、供されるスペースは燃料管路
の安定性を高め、簡単に固定するために利用される。高
圧縮式およびまたは直噴式内燃機関の場合には往々にし
て、シリンダヘッドとその中に設けられた噴射装置に供
給される燃料が非常に温められるという問題が生じる。
これは特に余剰の還流燃料がシリンダヘッド内に比較的
に長く滞留する場合に不利である。
【０００６】最初に述べた両文献の場合には、前述の熱
交換面を備え、燃料供給部内でその都度燃料を冷却す
る。この燃料供給部内では温度が比較的に低い。後で述
べた文献の場合には、空気流を供給するための既存のフ
ァンが利用されるが、燃料のための管路案内が複雑で高
価であり、衝突に対して安全ではなく、更に特に太陽光
線が強いときに、既に温められた空気流が冷却器を通っ
て供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、熱伝達作用を高めることによって冷却を改善す
る、内燃機関に供給される燃料を冷却するための装置を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、ケーシング内において管路の途中に、燃料が流通す
る熱交換器本体が設けられ、この熱交換器本体の外側表
面の少なくとも一部が内燃機関に供給される吸込み空気
によって冷却されることによって解決される。本発明の
有利な実施形は従属請求項に記載されている。
【０００９】本発明では、吸込み空気が流通するケーシ
ング内に、独自の熱交換器本体が設けられ、この熱交換
器本体は燃料を案内する管路内に直列に接続配置されて
いる。すなわち、管路の途中で燃料が流通する。その
際、この熱交換器本体の外側表面の少なくとも一部が、
ケーシングを通って内燃機関に供給される吸込み空気に
よって冷却される。
【００１０】この配置構造により、温められた燃料か
ら、内燃機関に供給される比較的に低温の吸込み空気へ
の熱伝達作用を、非常に高めることができるので有利で
ある。有利な実施形では、他の手段によってこの熱伝達
作用が改善される。すなわち、達成可能な温度低下が大
きくなる。例えば熱交換器本体の少なくとも一部がその
外側表面に、熱伝達作用を高める突起、例えばリブの形
をした突起を備えている。熱交換器本体内を延びる、燃
料を案内する管路の部分は、流路を延長させるために湾
曲して延び、この管路の壁は熱伝達作用を高めるリブを
備えている。
【００１１】熱交換器本体は好ましくはモジュール式に
構成され、この場合例えば２個の板状の構成部品が設け
られている。その際、一方の構成部品は片側に吸込み空
気が供給されるリブを支持し、反対側では燃料管路が先
ず最初は開放した溝として形成されている。これは特
に、この部品の製作を有利にする。他の構成部品は溝を
閉鎖する基板として形成されるかあるいは特に冷却作用
に関して高い要求がなされる場合には第１の構成部品に
対して鏡像対称的に形成される。
【００１２】変形例では、溝をラビリンス室に広げるこ
とができる。このラビリンス室は接続穴（横方向穴）に
よって互いに連通している。この場合、熱交換に供され
燃料によって湿る表面が増大する。その際、場合によっ
ては溝の深さを浅くすることができる。前述の実施形の
他の有利な構成では、モジュール式に構成された熱交換
器本体が複数の層からなっている。この場合、個々の板
状の層内に燃料管路の一部が形成されている。
【００１３】他の有利な実施形では、熱交換器本体が押
出し成形品として形成されている。この押出し成形品は
低コストで大量生産可能である。この押出し成形品はそ
の外側表面に冷却リブを備えている。押出し成形品内
で、燃料管路が何度も湾曲して蛇行状に延びている。こ
の場合、押出し成形品内に形成され燃料を案内する成形
室は、熱伝達作用を高めるリブを備えている。
【００１４】熱交換器本体の材料としては特に、熱伝導
率の大きな材料、例えばアルミニウムをベースとしたも
のが使用される。内燃機関の運転中に常時生じる低温の
吸込み空気流を準備するために、吸込み空気が流通し熱
交換器本体を収容するケーシングは好ましくは、内燃機
関の空気フィルタケーシングとして形成されている。構
造空間的にも望ましい配置はケーシング内に一体化され
た空気フィルタの下流に熱交換器本体を配置することに
よって達成される。
【００１５】更に、シリンダヘッドに供給されそこでの
実際の燃料噴射のために必要でない余剰燃料を還流する
管路の途中に、熱交換器本体を配置すると有利である。
この管路内では燃料の温度が特に高いので、比較的に低
温の吸込み空気に対して大きな温度勾配が存在する。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に図に基づいて詳しく説明する
本発明の実施の形態から、本発明の他の効果および特徴
が明らかである。自動車に組み込まれた図示していない
内燃機関は、それに供給される燃焼空気のための空気吸
込み通路の途中に、空気フィルタケーシングとして形成
されたケーシング１を備えている。
【００１７】内燃機関の運転中、ケーシング１の側方に
配置された空気入口２を経て、新鮮な空気が吸い込ま
れ、ケーシング下側部分３内に配置した図示していない
空気フィルタを経て案内される。ろ過した後で、この浄
化されたろ過空気はほぼ屋根状に形成されたケーシング
上側部分４内に流れる。このケーシング上側部分は流出
口５を備えている。この流出口は図示していない態様で
内燃機関の吸気通路に接続されている。
【００１８】内燃機関には燃料を案内する管路６が付設
されている。この管路の一部は吸気が流通するケーシン
グ１内を案内されている。そのために、ケーシング上側
部分４の壁７は管路６の一部である流入接続管８と流出
接続管９を備えている。内燃機関の運転のために必要は
燃料はそれ自体公知のごとく、供給ポンプによって燃料
タンクから内燃機関のシリンダヘッド内に設けた噴射装
置に供給される。この場合、その都度の実際の噴射で不
要になった余剰の燃料は、前述のように温められる。こ
の温められた燃料は還流部を経て新たに燃料タンクに供
給される。管路６がこの還流部の一部であるので、温め
られた還流する燃料は流入接続管８を経てケーシング１
の内部に達し、そこで後述する熱交換器本体１０に供給
される。この熱交換器本体を流通した後で、冷却された
燃料は流出接続管９を経て燃料タンクに戻る。
【００１９】図３，４の実施の形態において、この熱交
換器本体１０は２個の板状の構成部品１１，１２によっ
て形成されている。この場合、一方の構成部品１１はそ
の一方の側面１４に、リブとして形成された、熱伝達作
用を高める突起１３を備えている。それに対して平行に
延びる、この構成部品１１の他方の側面１５は、差し当
たり開放した溝１６を備えている。この溝は第２の構成
部品１２を次に組み立てることにより、管路６の一部と
しての閉じた通路１７となる。
【００２０】図３から最もよく判るように、温められた
還流する燃料は流入接続管８を経て供給個所１８に達
し、そこから通路１７に入る。この通路は何度も湾曲し
て延び、その際内側範囲において蛇行した形に形成され
ている。流出個所１９は流出接続管９に接続してもよい
し、達成すべき温度低下の要求が高い場合には、サンド
イッチ状に形成された他の板状構成部品と協働してもよ
い。
【００２１】更に、図４の図示実施の形態と異なり、熱
交換器本体１０は２個の同一の構成部品１１からなって
いてもよい。熱交換器本体１０を空気フィルタケーシン
グ内に配置すると、突起１３によって生じる大きな外側
表面と関連して、内燃機関の運転中に、比較的に大きな
常時供給される吸込み空気流によって、燃料温度が大幅
に低下する。
【００２２】図３の実施の形態と異なり、図６の他のモ
ジュール式熱交換器本体１０の場合には、中断されてい
ない溝１６の個所に、多数のラビリンス室（迷路室）２
０を配置することができる。このラビリンス室は横方向
通路２１によって互いに連通している。この場合、個々
のラビリンス室２０に複数の横方向通路２１を付設して
もよい。燃料の流入は供給個所１８を経て行われ、燃料
はこの供給個所から複数の流路を経て流出個所１９に達
する。
【００２３】図５の低コストの代替的構造では、熱交換
器本体１０が押出し成形品２２として形成されている。
この押出し成形品内には、管路６の一部として、互いに
接続された燃料を案内する成形室２３が形成されてい
る。この成形室の機能は前述の通路１７に一致してい
る。熱伝達作用を更に高めるために、押出し成形品２２
の外側表面は同様にリブ状突起１３を備えていてもよい
し、成形室２３の壁が同様にリブ２４を備えていてもよ
い。
【００２４】前述の実施の形態と異なり、熱交換器本体
は吸込み空気が流通する他の任意のケーシング、例えば
吸込みホース、空気取り入れ口（エアスクープ）、バイ
パスレゾネータ（バイパス共鳴器）内に配置してもよ
い。しかし、図示のように空気フィルタケーシングの既
存の必要な容積内に配置すると、必要な構造スペースに
関して大きな利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸込み空気が流通するケーシングの部分側面図
である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】モジュール式熱交換器本体の構成部品を示す図
である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】押出し成形品として形成された熱交換器本体
の、図４と同様な断面図である。
【図６】他のモジュール式熱交換器本体の構成部品を示
す図である。
【符号の説明】
１ ケーシング ６ 管路 １０ 熱交換器本体 １１，１２ 熱交換器本体の構成部品 １３ 突起 １４，１５ 側面 １６ 溝 ２０ ラビリンス室 ２１ 横方向通路 ２２ 押出し成形品 ２３ 成形室 ２４ リブ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料を案内する管路（６）の少なくとも
    一部が、吸込み空気が流通するケーシング（１）内を案
    内されている、内燃機関に供給される燃料を冷却するた
    めの装置において、ケーシング（１）内において管路
    （６）の途中に、燃料が流通する熱交換器本体（１０）
    が設けられ、この熱交換器本体の外側表面の少なくとも
    一部が内燃機関に供給される吸込み空気によって冷却さ
    れることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 外側表面の少なくとも一部が熱伝達作用
    を高める突起（１３）を備えていることを特徴とする請
    求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 管路（６）が熱交換器本体（１０）内で
    何度も湾曲して延びていることを特徴とする請求項１ま
    たは２記載の装置。
  4. 【請求項４】 熱交換器本体（１０）が少なくとも２個
    の板状の構成部品（１１，１２）からなり、少なくとも
    一方の構成部品（１１）が一方の側（１４）に熱伝達作
    用を高める突起（１３）を備え、他方の側（１５）にお
    いて管路（６）が開放した溝（１６）として形成され、
    この溝が一方の構成部品に固定される他の構成部品（１
    ２）によって閉鎖されていることを特徴とする請求項３
    記載の装置。
  5. 【請求項５】 熱交換器本体（１０）が少なくとも２個
    の板状の構成部品（１１，１２）からなり、少なくとも
    一方の構成部品（１１）が一方の側（１５）に、この側
    （１５）に開放したラビリンス室（２０）を備え、この
    ラビリンス室が横方向通路（２１）によって互いに連通
    していることを特徴とする請求項３記載の装置。
  6. 【請求項６】 熱交換器本体（１０）が押出し成形品
    （２２）として形成され、この押出し成形品内に、燃料
    を案内する成形室（２３）が管路（６）の一部として形
    成されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
  7. 【請求項７】 成形室（２３）がその壁に、熱伝達作用
    を高めるリブ（２４）を備えていることを特徴とする請
    求項５記載の装置。
  8. 【請求項８】 ケーシング（１）が内燃機関の空気フィ
    ルタケーシングとして形成されていることを特徴とする
    請求項１〜７のいずれか一つに記載の装置。
  9. 【請求項９】 熱交換器本体（１０）がケーシング
    （１）に一体化された空気フィルタの下流に配置されて
    いることを特徴とする請求項７記載の装置。
  10. 【請求項１０】 熱交換器本体（１０）が内燃機関から
    余剰の燃料を戻す管路（６）の途中に設けられているこ
    とを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の装
    置。
JP9234151A 1996-08-30 1997-08-29 内燃機関に供給される燃料の冷却装置 Withdrawn JPH10115261A (ja)

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EP (1) EP0826874B1 (ja)
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DE (1) DE59706596D1 (ja)

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