JPH1162579A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気マニホールドウォータジャケットを通る
冷却回路を有する冷却システムにおいてウォータポンプ
に蒸気エアがかみ込むことを防止する。 【解決手段】 ヒータバルブ８０が開弁された時、ウォ
ータポンプ２０からアウトレットケース３０に送られた
冷却水の一部は、第１ヒータ通路１３０を通って、途中
排気マニホールドウォータジャケット１４を通過して、
ヒータコア６０の入口６１からヒータコア６０の内部に
流入する。ヒータコア６０の内部の上方に形成された、
排気マニホールドウォータジャケット１４の最上部より
も高い位置に配置されているエアキャッチャタンク６２
に蒸気エアが溜まる。蒸気エアが溜まり過ぎて、ヒータ
コア６０の内部圧力が予め定めた所定値以上になった時
に調圧弁６２が開弁して蒸気エアを外部に放出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の冷却装
置、特に排気マニホールドに設けた排気マニホールドウ
ォータジャケットを通る冷却回路を有する冷却装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】排気マニホールドで受熱した冷却水を車
両の暖房用のヒータに供給して、暖機時のヒータの効き
を向上するようにした装置が公知である（実改昭５５−
１０８２１５号公報参照）。上記公報の装置ではヒータ
のヒータコアへの冷却水の流入を制御するヒータバルブ
が排気マニホールドウォータジャケットとヒータの間に
ありヒータが不要な時にも冷却水が排気マニホールドに
循環するために冷却水の熱損失が増大する。そこで、ヒ
ータが不要な時には機関のウォータジャケットから排気
マニホールドへの冷却水通路の途中、および、排気マニ
ホールドからヒータへの冷却水通路に手動のバルブを設
け、排気マニホールド内に設けた通路内を冷却水が通る
ことを停止している。

【０００３】しかしながら、上記公報の装置は、操作が
煩雑でもあり、また、ヒータに冷却水が循環している
時、すなわちヒータバルブが開の時に排気マニホールド
で冷却水が受熱して蒸気を発生した場合、例えば、冬期
に高負荷運転している場合等に、蒸気エアがウォータポ
ンプにかみ込み冷却水の循環不良を発生するという問題
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
み、操作が簡単で、排気マニホールドに設けた排気マニ
ホールドウォータジャケットを通る冷却回路を有する冷
却装置においてウォータポンプに蒸気エアがかみ込むの
を防止することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、機関内に形成され冷却水が通過せしめられる機関ウ
ォータジャケットと、機関ウォータジャケットの入口側
に配設され冷却水を循環せしめるウォータポンプと、排
気マニホールド部材内に形成され冷却水が通過せしめら
れる排気マニホールドウォータジャケットと、ヒータコ
アが介装され、冷却水内の蒸気エアを分離するエア分離
装置を有し、出口がウォータポンプの入口に連結されて
いるヒータ回路と、ヒータバルブであって、開弁時に、
排気マニホールドウォータジャケットを通った冷却水を
ヒータ回路に導入するヒータバルブとを具備することを
特徴とする冷却装置が提供される。この様に構成された
冷却装置では、排気マニホールドウォータジャケットを
通って蒸気エアを含む冷却水がヒータ回路を通る時に、
蒸気エアはエア分離装置により分離され、蒸気エアはウ
ォータポンプに送致されない。

【０００６】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、エア分離装置が排気マニホールドより上方に
配置されたヒータコアの上部に形成されたエア分離タン
クとされている冷却装置が提供される。この様に構成さ
れた冷却装置では、排気マニホールドウォータジャケッ
トを通って蒸気エアを含む冷却水がヒータ回路を通る時
に、蒸気エアは排気マニホールドより上方に配置された
ヒータコアの上部に形成されたエア分離タンクにより分
離され、蒸気エアはウォータポンプに送致されない。

【０００７】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
において、エア分離タンクがタンク内圧力が予め定めた
所定値以上になった時に蒸気エアを外部に放出する調圧
弁を有するようにされている冷却装置が提供される。こ
の様に構成された冷却装置では、排気マニホールドウォ
ータジャケットを通って蒸気エアを含む冷却水がヒータ
回路を通り、蒸気エアが排気マニホールドより上方に配
置されたヒータコアの上部に形成されたエア分離タンク
に溜まって、その圧力が予め定めた所定値以上になった
場合は蒸気エアは外部に放出される。

【０００８】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
において、ヒータバルブが機関ウォータジャケットから
出た冷却水を排気マニホールドウォータジャケットに導
く冷却水通路内に配設された冷却装置が提供される。こ
の様に構成された冷却装置では、ヒータバルブ閉弁時に
は、冷却水は排気マニホールドウォータジャケットを通
過しないので排気マニホールドの温度が冷却水よりも低
い時に冷却水から奪われる熱量が低減される。また、排
気マニホールドの温度上昇後は冷却水が沸騰して排気マ
ニホールドウォータジャケットからなくなるため、不要
な熱損失の増大を回避できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態の
構成を示す図であって、内燃機関１０にはウォータポン
プ２０と、アウトレットケース３０と、インレットケー
ス４０が取り付けられている。ウォータポンプ２０は図
示しない適切な方法で駆動され、出口２２から冷却水を
内燃機関１０内に形成された機関ウォータジャケット１
１を通してアウトレットケース３０に向けて送出する。

【００１０】アウトレットケース３０は、機関ウォータ
ジャケット１１に連なる入口３１と、３つの出口を有
し、第１出口３２は第１ラジエータ通路１１０を介して
ラジエータ５０の入口５１と接続され、第２出口３３は
第１連絡通路１２０を介してインレットケース４０第１
入口４１と接続され、第３出口３４は第１ヒータ通路１
３０を介して、ヒータコア６０の入口６１と接続されて
いる。なお、第１ヒータ通路１３０は、機関１０の排気
マニホールド１２の下流側端部のフランジ１３内に形成
された排気マニホールドウォータジャケット１４を通過
するようにされており、排気マニホールドウォータジャ
ケット１４の上流側にはヒータバルブ７０が配設されて
いる。なお、排気マニホールド１２のフランジ１３は、
排気管１５のフランジ１６と図示しない適切な方法で結
合さている。

【００１１】インレットケース４０は３つの入口と１つ
の出口を有し、第１入口４１は上述の様に第１ラジエー
タ通路１２０でアウトレットケース３０の第２出口３３
に接続され、第２入口４２は第２ラジエータ通路１４０
によりラジエータ５０の出口５２と接続され、また、第
３入口４３は第２ヒータ通路１６０を介してヒータコア
６０の出口６５と接続されている。出口４４は第２連絡
通路１５０によりウォータポンプ２０の入口２１と接続
されている。

【００１２】インレットケース４０の内部には、サーモ
スタット８０が配設されていて、サーモスタット８０は
予め定めた所定の温度以下の場合には閉弁しラジエータ
５０からウォータポンプ２０への冷却水の流れを閉止す
るが、予め定めた所定の温度以上に冷却水温が上昇した
ときには開弁してラジエータ５０からウォータポンプ２
０への冷却水の流路を開通してラジエータ５０による冷
却水の冷却を可能ならしめる。

【００１３】ヒータバルブ７０は乗員の選択により開閉
されるが、車室内の温度により自動的に開閉せしめるこ
とも可能である。そして、ヒータバルブ８０が開弁され
た時には、ウォータポンプ２０からアウトレットケース
３０に送られた冷却水の一部は、第１ヒータ通路１３０
を通って、途中排気マニホールドウォータジャケット１
４を通過して、ヒータコア６０の入口６１からヒータコ
ア６０の内部に流入する。

【００１４】ここで、ヒータコア６０の内部の上方には
エアキャッチャタンク６２が形成されている。エアキャ
ッチャタンク６２は排気マニホールドウォータジャケッ
ト１４の最上部よりも高い位置に配置されている。した
がって、例えば、高負荷で走行していて、排気マニホー
ルド１２の温度が非常に高くなっていて、冷却水が排気
マニホールドウォータジャケット１４を通過する時に冷
却水の一部が蒸気化し、蒸気エアを含んだ冷却水が、ヒ
ータコア６０に流入した場合に、蒸気エアはエアキャッ
チャタンク６２に溜まる様になっている。また、エアキ
ャッチャタンク６１の上側のヒータコア６０の頂部には
調圧弁６３が配設されていて蒸気エアが溜まり過ぎて、
ヒータコア６０の内部圧力が予め定めた所定値以上にな
った時に開弁して蒸気エアを外部に放出する様になって
いる。

【００１５】その結果、冷却水の液体成分のみが、ヒー
タコア６０の内部通路６４を通過し、出口６５から出て
いく。ヒータコア６０の出口６５から出た冷却水は第２
ヒータ通路１６０を通ってインレットケース４０、第２
連絡通路１５０を介してウォータポンプ２０に還流する
ようにされている。したがって、ウォータポンプ２０が
蒸気エアをかみ込んで、冷却水の送出に支障を来すこと
がない。

【００１６】なお、ウォータポンプ２０からアウトレッ
トケース３０に送られ、第１ヒータ通路１３０に流れな
いその他の冷却水は、冷却水温度が低くて、サーモスタ
ット７０が開弁していない場合は、第１連絡通路１２０
を通って、インレットケース４０に達し、そこから、第
２連絡通路１５０を通って、ウォータポンプ２０に還流
する。この場合、第１ラジエータ通路１１０、ラジエー
タ５０、第２ラジエータ通路１４０内にも、冷却水は存
在するが動かない。

【００１７】一方、冷却水温度が高くて、サーモスタッ
ト７０が開弁している場合は、アウトレットケース３０
に送られ、第１ヒータ通路１３０に流れないその他の冷
却水の大部分は、第１ラジエータ通路１１０を通って、
ラジエータ５０を通り、第２ラジエータ通路１４０を通
って、インレットケース４０に達し、そこから、第２連
絡通路１５０を通って、ウォータポンプ２０に還流す
る。そして、ラジエータ５０を通る時に冷却されるので
あるが、ラジエータ５０による冷却は、車両の走行にと
もなう走行風の利用だけでは不足する場合は、ファン９
０も回転させて補う。

【００１８】ヒータバルブ７０が閉弁されている場合に
は、第１ヒータ通路１３０を通る冷却水の流れはない、
したがって、暖機中等、冷却水を速やかに上昇せしめた
い場合に、排気マニホールドウォータジャケット１４を
通過させることによる熱損失がなく暖機が遅くなること
がない。また、ヒータバルブ７０が閉弁されている場合
には、排気マニホールドウォータジャケット１４とヒー
タコア６０の入口６１の間の冷却水が排気マニホールド
ウォータジャケット１４側に下がり、そこで加熱されて
蒸気エアを発生してもその蒸気エアはヒータコア６０の
エアキャッチャタンク６２に溜まるのでウォータポンプ
２０まで送られることもない。そして、ヒータバルブが
閉じられている時には、排気マニホールドウォータジャ
ケット１４に冷却水は流れず、冷却水に排気マニホール
ド１３から熱が与えられることもない。したがって、排
気マニホールド１３から与えられた熱を放出するために
冷却容量を増大する必要もない。

【００１９】

【発明の効果】各請求項の発明によれば、排気マニホー
ルドに設けた排気マニホールドウォータジャケットを通
る冷却回路を有する冷却システムにおいてウォータポン
プに蒸気エアがかみ込むことが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０…内燃機関 １１…機関ウォータジャケット １２…排気マニホールド １４…排気マニホールドウォータジャケット ２０…ウォータポンプ ３０…アウトレットケース ４０…インレットケース ５０…ラジエータ ６０…ヒータコア ６２…エアキャッチャタンク ６３…調圧弁 ７０…ヒータバルブ ８０…サーモスタット １１０…第１ラジエータ通路 １２０…第１連絡通路 １３０…第１ヒータ通路 １４０…第２ラジエータ通路 １５０…第２連絡通路 １６０…第２ヒータ通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関内に形成され冷却水が通過せしめら
   れる機関ウォータジャケットと、 機関ウォータジャケットの入口側に配設され冷却水を循
   環せしめるウォータポンプと、 排気マニホールド部材内に形成され冷却水が通過せしめ
   られる排気マニホールドウォータジャケットと、 ヒータコアが介装され、冷却水内の蒸気エアを分離する
   エア分離装置を有し、出口がウォータポンプの入口に連
   結されているヒータ回路と、 ヒータバルブであって、開弁時に、排気マニホールドウ
   ォータジャケットを通った冷却水をヒータ回路に導入す
   るヒータバルブとを具備することを特徴とする冷却装
   置。
2. 【請求項２】 エア分離装置が排気マニホールドより上
   方に配置されたヒータコアの上部に形成されたエア分離
   タンクであることを特徴とする請求項１に記載の冷却装
   置。
3. 【請求項３】 エア分離タンクがタンク内圧力が予め定
   めた所定値以上になった時に蒸気エアを外部に放出する
   調圧弁を有することを特徴とする請求項２に記載の冷却
   装置。
4. 【請求項４】 ヒータバルブが機関ウォータジャケット
   から出た冷却水を排気マニホールドウォータジャケット
   に導く冷却水通路内に配設されていることを特徴とする
   請求項１に記載の冷却装置。