JPS60175728A - エンジンの沸騰冷却装置 - Google Patents

エンジンの沸騰冷却装置

Info

Publication number
JPS60175728A
JPS60175728A JP59032995A JP3299584A JPS60175728A JP S60175728 A JPS60175728 A JP S60175728A JP 59032995 A JP59032995 A JP 59032995A JP 3299584 A JP3299584 A JP 3299584A JP S60175728 A JPS60175728 A JP S60175728A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
condenser
refrigerant
water jacket
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59032995A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimasa Hayashi
義正 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP59032995A priority Critical patent/JPS60175728A/ja
Priority to US06/698,397 priority patent/US4572115A/en
Publication of JPS60175728A publication Critical patent/JPS60175728A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14Indicating devices; Other safety devices
    • F01P11/18Indicating devices; Other safety devices concerning coolant pressure, coolant flow, or liquid-coolant level
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/22Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
    • F01P3/2285Closed cycles with condenser and feed pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は冷却液の沸騰気化潜熱を利用して冷M1を行な
うエンジンにおいて、とくに寒冷地用の沸騰冷却装置に
関する。
(技術的背景) 冷却液をウォータジャケット内にて沸騰蒸発させ、その
気化潜熱によりエンジンの冷部を効率良く行なうように
した沸騰冷却装置が本出願人より提案されている(特願
昭58−145467号等)= 2 − これを第1図に基づいて説明すると、1はエンジン本体
、2はシリンダブロック3およびシリンダヘッド4にか
(プて形成されたウォータジャケット、5はウォータジ
ャケット2の上部に所定の蒸発空間部を残して充填され
た冷却液(冷媒)である。
この冷却液5は、エンジンの熱を吸収して所定の渇iに
達すると沸騰し始め、気化潜熱を奪いながら蒸発する。
そして、この蒸発冷却液(蒸気〉はウォータジャケット
2の−F部に接続する蒸気通路6を介して熱交換用のコ
ンデンサ7に導かれる。
コンデンサ7には冷却風を送る冷却ファン(電動ファン
)8が取付けられ、その風量に応じて蒸発冷W液は外部
に放熱して冷却され、もとの液体に凝縮された後、ロワ
タンク9に貯溜される。
ウォータジャケット2には液面センサ10が設置され、
冷却液5の蒸発に伴い液面が下限値よりも下がると、制
御装置11によりウォータジャケット2のもどり通路(
冷媒通路)12に介装した供給ポンプ13が駆動される
。このポンプ13の= 3 − 駆動により、ロワタンク9内の冷却液5をウォータジャ
ケット2へと循環するようにして閉回路の冷却系を構成
する。
また、制御装置11は、冷却液温を検出する温度センサ
14とエンジン回転、アクセル開度、燃料供給量等を検
出する図示しない各センサからの信号に基づいて、前記
冷却ファン8を駆動制御し、エンジンの冷却温度を運転
条件に応じて最適値に設定する。冷却系内は閉回路とな
っているため、系内の圧力を変化させることにより、冷
却液の沸点を上下させることができる。
例えば、エンジンの発熱量が比較的少ない低負荷時には
、冷却ファン8の風量を減らしてコンデンサ7での放熱
、凝縮をある程度抑制し、冷却系内の圧力を大気圧以上
に高めることにより、冷却液5の沸点を高める。これに
より、エンジンの冷却液温度を高めに維持して(冷えば
120℃)、冷却損失の軽減を図る。
これに対1ノで、エンジンの発熱量が多い高負荷時には
、冷却ファン8の風量を増やしてコンデン−4− サ7での放熱、凝縮を促進すると、系内の圧力が大気圧
以下となり冷却液5の沸点が下げられ、エンジンの冷却
液温度を低めに保ち(例えば90℃)、良好な冷却状態
を確保する。
冷却液5の沸騰気化潜熱は極めて大きく、また蒸気に対
してのコンデンサ7での放熱作用は充分に高ことから、
少量の冷却液5でエンジンを効率良く冷却することがで
きると共に、その冷II温度を運転条件に応じて応答良
く制御J゛ることか可能であり、したがって全負荷時の
オーバヒートやノッキングを抑制しつつ部分負荷での燃
費改善がはかれるという理想的な冷却機能が得られるの
である。
他方、このような装置では、エンジンの停止時冷却液の
渇1斐が常温近くまで下がった場合、それまで蒸発して
いた冷却液が液化して系内の圧力がかなり低下し、強い
負圧を生じかねない。
そのため、補助通路15.16および電磁弁17.18
を介してウォータジャケット2およびロワタンク9に接
続する補助タンク19が設けられ、−5− エンジン停止F時に補助通路15.16を開き、低下し
た系内圧力と大気圧との差圧を利用して補助タンク19
に貯えた補填用の冷却液を吸入させる。
また、系内圧力の低下により外部からウォータジャケッ
ト2に空気が入り込んだ場合、これを排除するように、
前記蒸気通路6の上部に空気通路21と電磁弁22が設
けられ、例えばエンジン始動初期等に空気通路21、補
助通路16を開くと共に供給ポンプ13を駆動し、補助
タンク19から冷W液を強制的に送り込んで液面レベル
を上げ、余分の空気を空気通路21から補助タンク19
の上部空気層へ押し出し、フィルタ23を介して外部に
排出する。
そして、この状態において、エンジンの始動により冷却
液の温度が上昇し所定の濃度に達すると、冷却液は沸騰
、蒸発を開始するが、このとき液面センサ10.?Iの
検出レベルに応じて補助通路15を開き、その蒸発圧力
よって補填された分の冷却液を補助タンク19へと押し
戻す。
この場合、供給ポンプ13は液面センサ10に= 6 
− 応じて駆動され、ジャケット2内の液面を適正レベルに
保つようにロワタンク9から冷却液を送り、ロワタンク
9内の液面が所定レベルになると補助通路15が閉じら
れる。
これにより、蒸発圧力を大気圧に保ちながら、系内の冷
却液を適正量に復帰ならびに設定するのである。したが
って、系内に空気が入り込むJ:うなことは防止され、
コンデンサ7での熱交換効率が良好に維持される。
ところが、このような冷却装置を備えた車両を厳冬期あ
るいは極寒地で使用する際、冷媒として不凍液を用いて
も、エンジンの冷間始動時に不凍液が低温によりシャー
ベット状となり、流動性が著しく悪化することがある。
この状態ではエンジン停止中に冷却系内に吸引した冷媒
を、始動後にポンプ13で圧送したり電磁弁18を通し
て移動させたりするのが困難となり、暖機中に余剰冷媒
の排出や系内の空気抜きが円滑に行なえず、冷却機能が
低下するし、またとくに冷えやずいコンデンサ7の部分
で目詰り状態を起こすようなことが= 7 − あると、閉回路内における循環サイクルが停止し、もし
この状態でエンジンを高負荷運転さぜたりすると、冷却
性能が著しく低下していることから、たちまち系内圧力
が上昇してオーバヒートを発生したりする。
沸騰冷却システムでは、上述したように冷媒のもつ大き
な気化潜熱を利用して小量の冷媒で効率よく冷却を行な
える特徴があるのだが、反面、この1liliiIli
!冷却が阻害されれば、もともと冷媒が少ないために、
A−バヒートを起こす可能性もある。
したがって、非常に限られた条件下での使用とはいえ、
上記したような現象が生じるのは極めて好ましくないこ
とである。
(発明の目的) 本発明は、エンジン始動直俊にエンジンからの廃熱を利
用して、礫状の冷媒を暖めて流動性を確保し、始動俊速
やかに正常な沸騰冷却機能を回復させ、上記した問題を
解決することを目的とする。
またコンデンサが礫状冷媒で目詰り状態となったときに
は、これをバイパスする流れを確保する− 8 − ことにより、系内圧力の異常上昇を回避して上記問題を
解決することを目的とする。
(発明の開示) 上部に所定の蒸発空間を残して冷媒を満たしたウォータ
ジャケットと、この冷媒蒸気を冷却液化づるコンデンサ
とを、液化冷媒を送り戻1供給ポンプを介して循環閉回
路を形成するように接続し、この循環閉回路に冷媒の補
助タンクを弁手段を介して選択的に連通させる。
そして、コンデンサの液化冷媒を溜める回収タンクや供
給ポンプさらには弁手段を、エンジン本体に直付けある
いはその極く近傍に配置し、これらがエンジン本体の放
出する廃熱で積極的に暖められるようにする。
また、冷媒をコンデンサの手前から、コンデンサをバイ
パスして流す通路を設け、コンデンサの目詰り時でも循
環サイクルを確保し、冷媒の溶融を促進する。
このようにして、エンジン始動後、可及的速やかに礫状
冷媒の溶融液化をはかり、沸騰冷却機能−9− を早期に回復させる。
(実施例) 第2図、第3図は本発明の実施例を示し、図中、第1図
と同一部分には同符号を用いて説明する。
蒸発冷媒を冷却液化するコンデンサ7は、下部にロワタ
ンクをもたず、液化冷媒はこれとは別の回収タンク30
に貯溜される。
回収タンク30はエンジン本体1の放出する熱により、
内部の冷媒が暖められやすいように、エンジン本体1の
外壁にできるだけ近接させて配置される。
同様にして液化冷媒をウォータジャケット2に送り込む
供給ポンプ13も、エンジン本体1の外壁に直接的に取
付け、極寒時の暖機中などポンプ内部で礫状冷媒が詰ま
るのを防止する。
さらに冷媒流通のネックとなりやすい、各電磁弁17.
18.22についても、エンジン本体1に直付けしであ
る。
第3図に電磁弁22の具体的な取付例を示すが、ケース
32の内部にコイル33が収められ、その− 10 − 中心にアーマチャ34がスプリング35を介して閉弁方
向に付勢された状態で配置される。
そしてケース32の取付座36はシリンダヘッド2の一
部に対して大きな接触面積でもって、ガスケットなどを
介在させずに直接的に取付けられ、電磁弁22にエンジ
ン本体1からの発生熱が直に伝達されるようにする。
38はOリングである。
他の電磁弁17.18についても同様に構成される。
一方、蒸気通路6の途中から、前記回収タンク30へと
コンデンサ7を迂回して短絡するバイパス通路40が形
成される。
蒸気通路6にはバイパス通路40の分岐部に窪み41が
形成され、ここに溜った冷媒を回収タンク30へと流す
ようになっている。
以上のように構成され、したがって極寒始動時など、冷
却系内の冷媒がシャーベラ1〜状に凍ってしまった場合
でも、エンジンの始動に伴い、ウォータジャケット2の
内部の冷媒はもとより、回収−11− タンク30の冷媒もエンジン本体1の発生Jる熱により
暖められる。
循環閉回路に充満する冷媒は、供給ポンプ13や電磁弁
17,18.22の部分がネックとなり、流動性が低い
ときはこの部分を中心として流通が妨げられる。
しかし、これら供給ポンプ13や電磁弁17゜18.2
2はエンジン本体1からの廃熱で同様に暖められるので
、各々の作動機能を回復すると共に流通冷媒を積極的に
加熱する役目を果た1ノ、循環閉回路のうちエンジン本
体1のウォータジャケット2の部分を除くと多くの冷媒
を溜めている、上記回収タンク30の加熱と相俟って、
極寒時の礫状冷媒の早期融解に大きな効果を発揮する。
ところで、コンデンサ7の部分は、もともと冷媒蒸気の
放熱を行なうところであるから、この冷却系においては
最も冷えやすい部分であり、内部に充満した冷媒はなか
なか融解しにくい。コンデンサ7が完全に目詰りの状態
となれば循環閉回路内での循環サイクルは、実質的に停
止してしまう。
−12− ところが、このコンデンサ7をバイパスづるようにして
、その手前から回収タンク30に連通ずるバイパス通路
40があるため、このようなときでも冷媒を蒸気通路6
から回収タンク30、供給ポンプ13を経てウォータジ
ャケット2へと循環させ−ることができ、コンデ′ンサ
7の目詰りにより、系内圧力が異常に高まるのを防止で
きる。
この間にコンデンサ7の部分での溶融が進み、最終的に
全てが溶けた時点で通常の沸騰冷却サイクルに移行する
バイパス通路40が存在していても、コンデンサ7が正
常に機能しだすと沸騰冷媒の蒸気は、バイパス通路40
に比べてコンデンサ7での放熱割合が圧倒的に高く、こ
の放熱凝縮に伴って圧力低下するため、はとんどがコン
デンサ7へと流れる11したがってこのバイパス通路4
0が通常の沸騰冷却サイクルの効率を極端に低下させる
ようなことはない。
(発明の効果) 以上のように本発明は、エンジン本体の外部に−13− おいて冷媒の貯溜される回収タンク、また冷媒の流通に
とってネックとなりやすい供給ポンプや電磁弁を、エン
ジン本体から発生づる廃熱を積極的に利用して加熱する
ので、エンジン始動後に速やかに冷媒を暖め、かつ流動
しやずくすることができ、極寒地などでも始動後、早期
に正常な)lI+m冷却機能を回復させられ、冷却不良
にもとづ<A−バヒートを防止できる。
また本発明は、ラジェータを迂回するバイパス通路によ
り、低温時の冷媒の循環系路を確保したので、礫状冷媒
でも閉囲路内でスムーズに循環させることができ、始動
後に冷媒を速やかに暖めて、上記と同様に沸騰冷却機能
を回復させられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の概略構成図である。第2図は本発明
の実施例を示す概略構成図、第3図は電磁弁の拡大断面
図である。 1・・・エンジン本体、2・・・ウォータジャケット、
6・・・蒸気通路、7・・・コンデンサ、8・・・冷却
ファン、9・・・ロワタンク、10・・・液面センサ、
11・・・制御−14− 回路、12・・・もどり通路、13・・・供給ポンプ、
15.16・・・補助通路、17.18.22・・・電
磁弁、19・・・補助タンク、30・・・回収タンク、
4o・・・バイパス通路、41・・・窪み。 特許出願人 日産自動車株式会社 −15− 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 所定の蒸発空間を残して液状冷媒を満たしたウォ
    ータジャケットと、この蒸発冷媒を冷却液化するコンデ
    ンサと、これらウォータジャケットとコンデンサとを途
    中にポンプを介しC接続した循環閉回路と、この循環閉
    回路に対して弁手段を介して接続する冷媒の補助タンク
    とを備えた沸騰冷却エンジンにおいて、上記コンデンサ
    からの液化冷媒を溜める回収タンク、供給ポンプ及び弁
    手段の少なくとも一つを、エンジン本体からの放出熱で
    暖めるようにエンジン本体に近接して設けたことを特徴
    とするエンジンの沸騰冷却装置。 2、 所定の蒸発空間を残して液状冷媒を満たしたウォ
    ータジャケットと、この蒸発冷媒を冷却液化するコンデ
    ンサと、これらウォータジャケットとコンデンサとを途
    中に供給ポンプを介在させて接続した循環閉回路と、こ
    の循環閉回路に対して−1− 弁手段を介して接続する冷媒の補助タンクとを備えたエ
    ンジンの沸騰冷却装置において、コンデンサとウォータ
    ジャケット間の蒸気通路と、コンデンサーとウォータジ
    11ケット間の液状冷媒通路とを結ぶバイパス通路を設
    けたことを特徴とするエンジンの沸騰冷却装置。 3、 バイパス通路は蒸気通路とコンデンυのロワタン
    クとを短絡することを特徴とする特許請求の範囲第2項
    記載のエンジンの沸騰冷却装置。
JP59032995A 1984-02-23 1984-02-23 エンジンの沸騰冷却装置 Pending JPS60175728A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59032995A JPS60175728A (ja) 1984-02-23 1984-02-23 エンジンの沸騰冷却装置
US06/698,397 US4572115A (en) 1984-02-23 1985-02-05 Parts-arrangement in boiling liquid cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59032995A JPS60175728A (ja) 1984-02-23 1984-02-23 エンジンの沸騰冷却装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60175728A true JPS60175728A (ja) 1985-09-09

Family

ID=12374432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59032995A Pending JPS60175728A (ja) 1984-02-23 1984-02-23 エンジンの沸騰冷却装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4572115A (ja)
JP (1) JPS60175728A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6210414A (ja) * 1985-07-05 1987-01-19 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の沸騰冷却装置
JPS6258010A (ja) * 1985-09-06 1987-03-13 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の沸騰冷却装置
US4721071A (en) * 1985-10-15 1988-01-26 Nissan Motor Co., Ltd. Cooling system for automotive engine or the like

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1346331A (en) * 1919-07-15 1920-07-13 Wellington W Muir Cooling system
US1558009A (en) * 1919-10-20 1925-10-20 Fulton Co Cooling system for internal-combustion engines
US1643510A (en) * 1922-08-16 1927-09-27 Wellington W Muir Variable-temperature cooling system for internal-combustion engines
US1676961A (en) * 1922-11-20 1928-07-10 Harrison Radiator Corp Process of and apparatus for cooling internal-combustion engines
US1891480A (en) * 1928-08-09 1932-12-20 Oscar A Ross Liquid circulating cooling system for internal combustion motors

Also Published As

Publication number Publication date
US4572115A (en) 1986-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0530965B2 (ja)
JPS6183413A (ja) 内燃機関の沸騰冷却装置における高温異常回避制御装置
JPS6183424A (ja) 内燃機関の沸騰冷却装置におけるポンプ異常対策装置
JPS60175728A (ja) エンジンの沸騰冷却装置
JPH0830412B2 (ja) 内燃機関の沸騰冷却装置
JPS6125910A (ja) エンジンの沸騰冷却装置
JPH0479853B2 (ja)
JPS6116222A (ja) エンジンの沸騰冷却装置
JPH033050B2 (ja)
JPS6183410A (ja) 内燃機関の沸騰冷却装置における冷媒温度制御装置
JPS60185622A (ja) 車両の暖房装置
JPH0248664Y2 (ja)
JPH0343366Y2 (ja)
JPS60176813A (ja) 車両の暖房装置
JPS6165010A (ja) エンジンの沸騰冷却装置
JPH0113770Y2 (ja)
JPH0410331Y2 (ja)
JPH0410327Y2 (ja)
JPH0248662Y2 (ja)
JPH0248663Y2 (ja)
JPH0248665Y2 (ja)
JPH0350259Y2 (ja)
JPH0526257Y2 (ja)
JPH0335485B2 (ja)
JPH0410326Y2 (ja)