JPS6060006B2 - ラジエ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸発冷却を行うエンジンのラジエータに関す
る。

一般にエンジンの冷却装置としては、シリンダ及び燃
焼室の周囲に形成したウォータジャケットに冷却水を循
環させ、シリンダ外壁面を冷却するものが主流であるが
、この冷却効率を上げるために、冷却水をシリンダ外壁
面に撒布して蒸発させ、そのときの気化潜熱により、少
量の冷却水で効率よく熱を奪うことを可能とした、蒸発
冷却システムが本出願人により提案されている（特願昭
５４−１０７５６１号参照）。

いま、これを第１図によつて説明すると、ウォータポ
ンプ１で加圧された冷却水は、供給通路２を経てノズル
部３から、シリンダヘッド４やシリンダブロック５に形
成した冷却ジャケット６に噴霧される。

シリンダ外壁面から気化潜熱を奪つて蒸発した冷却水
の蒸気は、蒸気通路７を介してラジエータ８に入り、車
両の走行風や電動ファン９の送風により冷却されて液化
し、ウォータポンプ１の吸込通路１０へと流れ、再びエ
ンジンに送られて蒸発する。

これらの繰り返しによりエンジンの冷却を行うのであ
り、シリンダ壁温のコントロールは蒸発温度が冷却ジャ
ケット６の内部圧力に比例することから、コントローラ
１１からの信号で動作する電動ファン９や圧力制御弁１
２を、内部の圧力を検出するセンサ１３の信号にもとづ
いて制御することにより行う。

ところが、このエンジンにおいて、凍結防止用に冷却
水にアルコール等の不凍液を混入する場合、アルコール
の蒸発温度や気化潜熱は水に比較してかなり低いため、
蒸発冷却能力がアルコール濃度に応じて変化し、冷却特
性にバラツキが生じる問題があつた。

本発明はかかる問題を解決するために、凍結防止用の不
凍液を、暖機中にその沸点の差を利用して分離し、エン
ジン作動中は水のみで蒸発冷却を行い、エンジン停止後
に再び水と混合して凍結防止をはかるようにしたラジエ
ータを提供することを目的とする。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第２図において、ラジエータ本体２０は上部に蒸発が送
り込まれる蒸気通路２１が、下部にウォータポンプ（図
示せず）の吸込側と接続する岬通路２２がそれぞれ設け
られる。

ラジエータ本体２０の下部には、不凍液としてのアルコ
ールと水との分離装置として、アルコールを溜めるアル
コール不凍液タンク（アッパータンク）２３と、冷却水
を溜めるウォータタンク（ロアタンク）２４とが形成さ
れ、これら両タンク２３と２４は通口２５を介して相互
に連通するとともに、この通口２５をエンジン停止時に
開く遮断弁２６が設けられる。

この遮断弁２６は、例えばエンジン吸入負圧に応動する
ダイヤフラム装置２７と連動し、エンジン作動に伴い吸
入負圧が発生すると遮断弁２６をリターンスプリング２
８に抗して閉じるようになつている。

前記タンク２３と２４の上方には、蒸気を冷却凝縮させ
る放熱通路３０が、交互に配列した隔壁３１によつてジ
グザグ状に仕切られており、この放熱通路３０は放熱フ
ィン３２をもつた多数のバイブ３３により構成され、こ
れらバイブ３３の間を冷却風が通過する。

この放熱通路３０の下部側にはそれぞれタンク２３，２
４と連通する凝縮液の取入口３４が複数設けられる。

また、放熱通路３０の入口側には前記蒸気通路２１が接
続し、放熱通路３０の最後の部分にアルコールタンク２
３を取入口３４″が配置される。

なお、アルコールタンク２３はウォータタンク２４の上
方に位置し、遮断弁２６が開いたときは、ほとんどのア
ルコールがウォータタンク２４に流入して、水と混合す
るように予め高さ関係が規制されている。次に作用につ
いて説明する。

エンジン停止時には、遮断弁２６が全関しており、アル
コールタンク２３のアルコールはウォータタンク２４へ
と全て流入し、冷却水と混合して寒冷時などにその凍結
を防止する。

次に、エンジンを始動すると遮断弁２６は閉じ、ウォー
タタンク２４の混合液は図示しないポンプによりエンジ
ン冷却ジャケットへと送られ、蒸発冷却して蒸気通路２
１からラジエータ本体２０へと戻る。

蒸気は放熱通路３０を通るうちに冷却を受け、次第に凝
縮して下方の取入口３４からウォータタンク２４へと滴
下する。

この場合、アルコールの沸点は水よりはるかに低いため
、水は放熱通路３０の上流の比較的温度の高い領域で液
下するが、アルコールはそのまま放熱通路３０の最下流
へと進み、最も低温の領域ではじめて液化する。

したがつて、ウォータタンク２４には主として冷却水が
溜まり、最後流のアルコールタンク２３には主としてア
ルコールが溜められるのである。

このようにして始動後しばらく経過すると、最初にウォ
ータタンク２４に溜まつていたアルコール分は、暖機終
了付近までに全てがアルコールタンク２３に分離収容さ
れることになる。この後は、ウォータタンク２４の水の
みがポンプで吸引循環され、アルコールはアルコールタ
ンク２３り溜められたままとなる。

したがつて暖機終了後の通常運転域では、冷却水として
は、アルコールをほとんど含まない水のみが循環するこ
とになり、この結果水のもつ大きな気化潜熱と高い沸点
とで効率的な蒸発冷却を行うことができる。

なお、放熱通路３０の最後流部の隔壁３１に沿つて、液
化しきれなかつた蒸気を戻す逃がし通路３５を形成した
ので、蒸気は最後流部に淀むことなく循環し、再冷却さ
れる。

そして、エンジン停止後は、上述の通り遮断弁２６が開
くので、アルコールタンク２３のアルコールは重力によ
り流下し、ウォータタンク２４の水と混合するのである
。

次に、第３図の実施例を説明する。

エンジン始動後に冷却ジャケットで最初に蒸発するのは
沸点の低いアルコールである。

したがつて、ラジエータ本体２０へと戻る蒸気のうち、
初期のものはアルコール濃度が非常に高い。

そこで、この実施例では、放熱通路３０の下部にせき３
７をもつ樋３８を、若干、アルコールタンク２３側へと
下る傾斜て取付けけ、初期に液化したアルコールを樋３
８の端部の通口４０からアルコールタンク２３に取入れ
るようにした。

そして、ひととおり蒸発してほとんどのアルコールを収
容すると、タンク２３は満杯状態となるので、それ以後
は樋３８に溜つた冷却水はせき３７からウォータタンク
２４へ通口３９を介して落下する。なお、このとき、ア
ルコールが樋３８にあふれ出るのを防ぐために、通口４
０に逆止弁を取付けてもよい。

なお、本発明は冷却ジャケットの上方に所定の蒸発空間
を残すように冷却水を供給し、沸騰蒸発による気化潜熱
を奪うものにも適用できる。

以上のように本発明によれば、エンジン運転中は不凍液
を分離し、停止後に冷却水と混合させるようにしたので
、蒸発冷却の能力を落すことなく、冷寒時の凍結防止が
はかれるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の断面図である。 第２図は本発明の第１実施例の断面図、第３図は同じく
第２実施例の断面図である。２０・・・・ラジエータ本
体、２１・・・・・・蒸気通路、２２・・・・・・循環
通路、２３・・・・・・アルコールタンク、２４・・・
・ウォータタンク、２５・・・・・・通口、２６・・・
・・・遮断弁、３０・・・・・・放熱通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンシリンダの冷却ジャケットに冷却水を供給
   し、蒸発にもとづく気化潜熱によりエンジンを冷却する
   ようにしたエンジンにおいて、冷却水の蒸気を凝縮液化
   するラジエータ本体に、不凍液と水との分離装置を設け
   、この分離装置エンジン停止時に分離した不凍液を水と
   混合するように構成されていることを特徴とするラジエ
   ータ。 ２ 分離装置は、ラジエータ本体の放熱通路の下部に位
   置して、不凍液タンクとウォータタンクとを有し、かつ
   不凍液タンクはウォータタンクよりも上方に配置され、
   沸点の低い不凍液を不凍液タンクに収容すべく、放熱通
   路の後流側に不凍液タンクの取入口を開設する一方、不
   凍液タンクとウォータタンクとを液面下で連通する通口
   に、エンジン停止時にのみ開弁する遮断弁を備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のラジエータ。