JPS59118521A

JPS59118521A - エンジン始動による発生熱もしくは廃熱・廃ガス利用に依るカ−ク−ラ−用冷却サイクル

Info

Publication number: JPS59118521A
Application number: JP57230337A
Authority: JP
Inventors: Mikio Yamazaki; 幹男山崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-07-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、従来のカークーラーがエンジンに連結、搭載
したコンプレッサーを用いて、高温・高圧に圧縮した気
体冷媒（フロン）を利用するものであったのに対し、コ
ンプレッサーを使用せずに、エンジン始動による発生熱
もしくは廃熱（廃ガス）を利用し、同等以上の効果を示
すものであります。

したがって、前者では、冷却のために多量の燃料を特別
に必要とします。

本発明では、その必要性はほとんどなく、エンジン発生
熱もしくは廃熱を利用するため、非常に経済的で省エネ
時代にマツチした方法であり、またエンジン冷却効果を
も兼務し得るものであります。

具体的に、従来のカークーラー用冷却サイクルから説明
すると、コンプレッサーで圧縮された高温・高圧の気体
冷媒（フロン１２）が、コンデンサーで冷やされて、液
体になり、次にこの高圧液体は、エキスパンションバル
ブで減圧され、低圧の液体になり、エバポレーターで気
化するとき車内の熱を奪うもので、ソノ後再びコンプレ
ッサーに送られるというサイクルであります。即ち、高
温・高圧のフロン蒸気を得るためコンプレッサーを必要
とする冷却サイクルであります。（第１図参照）本発明
「特許請求の範囲の（２）」は、上記システムにおいて
、コンプレッサーを使用しないかわりに、その部分に油
・フロン加熱器を組み込むことによって、従来の付帯器
具はほとんどそのまま、あるいは一部手直しすることに
よって、同様の冷却効果、あるいはそれ以上の効率を示
すものであります。

即ち、コンプレッサー使用個所に、通常ボイラーで利用
されている自然循環方式の原理を利用した第２図の油・
フロン加熱器をセットし、暖くな−たエンジン冷却水（
もしくは廃ガスを利用）で加熱してやる。すると充填さ
れているフロン・油の気液は、加熱面において気泡の発
生があり、上昇管内流体と下降管内流体の間には比重差
か生じ、自然循環的に高温フロン蒸気を発生することに
なる。更に、圧力調整弁をおくことにより圧縮された高
温・高圧のフロン蒸気を得ることが出来る。

もし、これで不十分な場合には、第２図の油・フロン加
熱器にポンプを置くことにより強制循環を行わせる。即
ち、圧縮機（コンプレッサー）では気体の圧力を上ける
のであるから、それは当然大きな動力を必要とするが、
ポンプでは液体の圧力を上げるのであるからそれに要す
る動力は、非常にわずかですむ。

しかる後、本発明により発生した高温・高圧ノフロン蒸
気は、従来のシステム通すフンテンサーで冷やされ、液
体になり、次にこの高圧液体は、エキスパンションバル
ブテ減圧され、低圧の液体になり、エバポレーターで気
化するきき、車内の熱を奪うことになり、その後再び本
装置に送られるものであります。

第３１、本発明の冷却サイクルの７０−シートを示すも
のである。

次に、本発明「特許請求の範囲の（３）」についても、
同じくエンジンに関連上ており、始動による発生熱を利
用するもので、やはりコンプレッサーを使用しないで、
かわりにその部分に第４図の気液分離器を組み込み、従
来の付帯器具はほとんどそのまま、あるいは一部手直し
する−ことにより同様の冷却効果、あるいはそれ以上の
効率を示すものであります。

具体的には、油・フロン（もしくは、他の冷媒などの組
み合せ）を、エンジン冷却用媒体として利用することに
より発生する高温・高圧の気体冷媒（フロン）を、気液
分離器で取り出し、既述の冷却サイクルに利用するもの
であります。

更に、その冷却サイクルを詳述すると次の如くなります
。

即ち、基本的には吸収冷凍機の原理を利用するものであ
るが、まず油・フロン液を冷却水のかわりに、第４図、
第５図（各部同一番号）の５（ラジェター）に封入し、
６（ポンプ）で始動して、１（エンジン）に送り込む。

すると発生器１（エンジン）は、加熱すると同容器内で
微量の油を混した高温のフロン蒸気を発生し、気液分離
器７で両者を分離し、圧力調整弁で高圧として得られた
高温・高圧のフロン蒸気を、凝縮器２（コンデンサー）
で冷却するとフロン蒸気は液化する。この液化フロ＞ｋ
Ｗ張弁３　（エキスパンションパル７’　）　Ｔ絞って
低圧の蒸発器４（クーリングユニット）に導くと、フロ
ン液体は低圧の下で蒸発する。この際、周囲から熱を吸
収するので蒸発器内（車内）の温度は低下し、冷凍の目
的を達することができる。この蒸発器４（クーリングユ
ニット）で発生した低圧のフロン蒸気は、吸収器５（ラ
ジェター）に送られ、そこで発生器１（エンジン）から
送られてきた油と混ざって後、ポンプ６で発生器１（エ
ンジン始動の圧力まで加圧されて、再び元の発生器１（
エンジン）に送り返される。

しかる後、前と同じ作用を繰り返すことになる。また、
８は絞り弁である。

従って、両者の違いは、高温・高圧のフロン蒸気を得る
のに、従来の方法は圧縮機（コンプレッサー）を用いる
のに対し、吸収冷凍方式に基づく本発明のサイクルは、
＠取器５（ラジェター）中の油・フロン液（もしくは他
の冷媒などの組み合せ）の圧力を、従来エンジン冷却用
として付設のウォーターポンプで高めて、熱源となる発
生器１（エンジン）へ送るものである。圧縮器（コンプ
レッサー）では、気体（低圧フロン蒸気）の圧力を上げ
るのであるから、大きな動力を必要上するが、本発明で
は、ポンプにより液体（油・フロン液）の圧力を上けて
、発生器１（エンジン）に送るものであるから、それに
要する動力は、非常にわずかですむ。然も、本サイクル
での発生器１（エンジン）の熱量は、エンジン始動と共
に、直ちに可能であり、吸収Ｍ５（ラジェター）の冷却
は、既設の冷却ファンがそのまま利用でき、既述の如く
ウォーターポンプもそのまま利用できることになる。即
ち、エンジン放冷シス誉ムも同時に行うことになる。凝
縮器２（コンデンサー）は、両者とも必要とするが、そ
の冷却風量は大約同じで従来のまま使用できる。

以上、いずれも［特許請求の範囲（２）　、　（３）Ｊ
カークーラー用冷却サイクルとして、従来の圧縮器に代
ってエンジン廃熱（廃ガス）及び発生熱を利用するもの
であり、従来にない画期的なものであります。

従って、本発明は、基本的にはカークーラー用冷却サイ
クルとしてエンジン廃熱（廃ガス）及び発生熱を取り入
れるもので、「特許請求範囲（１）」を必要とするもの
であります。

特に、［特許請求範囲（３）」については、今後エンジ
ンのセラミック化と共に、その有効性が浮上してくるも
のと思われます。

最後に、本サイクルに関して、油Ｏフロン液利用の場合
について、物性的なもの及び冷却サイクルへの可能性に
ついて説明致します。

一般にフロンの特徴としては、質量が大きく、低温で容
易に蒸発する性質があります。

然も耐酸性油と混合することにより、フロンの熱分解湿
度が著しく向上する特徴も見られます。また、同時に必
要とする耐酸性油としては、 ■　フロン液と完全な混合液を容易に形成すること。

■　フロンが飽和温度に達すると蒸気として容易に混合
液から分離すること。

■　蓄熱効果か大きく、フロンを短時間に加熱すると共
に、フロンの高温下での劣化を抑制する効果をもってい
ること。

などが考えられます。普通、軍用エンジンは温度を一定
に保つために適湿７５〜８０″Ｃに保たれるような冷却
構造にな１ています。従って、この温度では耐酸性油及
びフロン共に分解することはありません。熱分解温度は
、両者とも３００°Ｃ近辺です。また、安全性の面につ
いても、熱媒体自身はとんど毒性はないし、万一の安全
性を考慮して大気への放出は極力ないシステムが可能で
あシます。万一不測の事故等により漏洩しても、耐酸性
油の発火点は４００°Ｃ以上も高く、フロンも強い消火
性を有していることを考えれば、問題がないかと思われ
ます。

次に、本システム上問題となるかと思われる液体の物性
、拐質、冷却効果等について、確認事項及び問題事項を
記載します。

■　油・フロン加熱器で気泡等の発生で、使用材質か腐
蝕しないかどう力＼。

・　劣化試験の結果、問題がないことを確認した。

■　発生器ｌ（エンジン）でフロン蒸気か滞溜し、フロ
ンが高温でさらされて劣化しないか。

・　フロンの気泡か大きくならないよう考慮すれば、滞
溜しないで円滑な循環が得られる。また、今後エンジン
がセラミック化され簡単な発生器として利用出来るよう
になれば、更に問題は無くなる。

■　水と同様の自然循環力か得られるかどうか。

・　油・フロンでは、単一流体の水と比べると物性状、
異なる点はあるが、はぼ同様の循環力が得られる。また
、不十分な場合には既述の如くポンプを設置し、強制循
環を行わせたとしても、コンプレッサーに比べると、ず
っとわずかの動力ですむことになる。

■　エンジン冷却水を使用する場合、カークーラーとし
て十分な熱源となり得るか。

・　エンジン冷却水け、サーモスタットで７５〜８０°
Ｃにセットされており、フロン沸点は５０°Ｃ附近であ
り蒸気発生上、十分であると思われるが、不足であれば
エンジン廃ガスを熱交換し利用するとと等によって可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のカークーラーの冷却サイクル及びエン
ジンの冷却サイクルを示すものである。第２図は、エンジン冷却水利用による冷却サイクルを示
すもので、自然循環型及び強制循環型の原理図を示すも
のである。第３図は、その系統図を示す。（特許請求範囲（２））
。第４図は、エンジン冷却用媒体として、油・フロンを利
用することによるカークーラーとしての冷却サイクルの
原理図を示すもので、第５図は、その系統図を示す。（
特許請求範囲（３））。但し、各図は共通番号で以下の内容を要する。１、エ　ン　ジ　ン　　２．コンデンサー３、　　　レ
シーバ−ド５イヤー　　　　４．　エキにクシ９ンバル
ブ５、　エバポレイターフイル　　　６．　クーリング
ユニット７、　ウォーターポンプ　　　８．　ブ　ロ　
　ヮ　−９、低圧ホース　　１０．　　コンプレッサー
１１、高圧　ホース　　１２．　　リッキ、ドパイブ１
３、冷却用７７ン　１４．ラジェター１５、油・フロン
加熱器　　１６．気液分離器１７、圧力調整弁　１８．
絞　リ　弁１９、逆　止　弁Ａ：自然循環型（ポンプ不要）Ｂ：強制循環型（ポンプ要）特許出願人　　山　崎　幹　男手　　続　　補　　正　　書昭和５８年４月２１日特許庁長官　　　殿１、事件の表示　昭和５７年特許願第２３０３３７号２
、発明の名称　　エンジン始動による発生熱もしくは廃
熱、廃ガス利用に依るカークーラー用冷却サイクル。３、補正をする者住所（居Ｉｖｉ）氏名（名称）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
■５゜補正命令の日付　　昭和５８年３月２９日６、補
正の対象　　願書及び明却ｊ書において発明の名称明　
　　　　細　　　　　書１、発明の名称エンジン始動による発生熱もしくは廃熱・廃ガス利用に
依るカークーラー用冷却サイクル０２、特許請求の範囲（１）　　カークーラー用冷却サイクルとしてエンジン
発生熱もしくは廃熱（廃ガスを含む）を利用すること。（２）油・フロン混合液（もしくは水、アンモニア水な
と他の冷媒などの組み合せ）を使用し、エンジン廃熱（
廃カスを含む）利用により第２図、第３図の原理による
自然循環型もしくは強制循環型の冷却サイクル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　カークーラー用冷却サイクルとしてエンジン
発生熱もしくは廃熱（廃ガスを含む）を利用すること。
（２）油・フロン混合液（もしくは水、アンモニア水な
ど他の冷媒などの組み合せ）を使用し、エンジン廃熱（
廃ガスを含む）利用により第２図、第３図の原理による
自然循環型もしくは強制循環型の冷却サイクル。
（３）エンジン冷却媒体として、冷却水のイ曳りに直接
、油・フロン混合液（もしくは水、アンモニア水など他
の冷媒などの組み合せ）を（史用し、エンジン発生熱に
より生しる高温・高圧の冷媒蒸気を用いた第４図、第５
図の原理による冷却サイクル。