JPS6183415A - Evaporative cooling apparatus of internal-combustion engine for car - Google Patents

Evaporative cooling apparatus of internal-combustion engine for car

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JPS6183415A
JPS6183415A JP20293884A JP20293884A JPS6183415A JP S6183415 A JPS6183415 A JP S6183415A JP 20293884 A JP20293884 A JP 20293884A JP 20293884 A JP20293884 A JP 20293884A JP S6183415 A JPS6183415 A JP S6183415A
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JP
Japan
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refrigerant
temperature
water jacket
heater core
liquid level
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JP20293884A
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Japanese (ja)
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Masahiko Kindo
雅彦 金堂
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • 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
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • 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

Abstract

PURPOSE:To prevent the excessive rise of the temperature of the air blown-out from a heater by forming a bypass passage onto a heater core and controlling the bypass flow-rate by coolant, in a heating apparatus for introducing the coolant supplied from a cooling jacket into a heater core. CONSTITUTION:The heater core 17 of a heating apparatus is connected between the coolant taking-out port 19 and the coolant return port 22 of a cooling jacket 2, and a bypass passage 23 is connected in parallel to the heater core 17. A heating pump 18 is installed between a bypass passage 23 and the heater core 17. A control valve 24 is controlled according to the coolant temperature detected by a temperature sensor 35, and the bypass flow-rate is controlled so that the temperature of the coolant supplied into the heater core 17 becomes nearly constant. Therefore, the over-heating in the case when an engine is in high-load state can be prevented, and always comfortable temperature in car interior can be secured.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、コンデンサからウォータジャケット内に循環
供給した液相冷媒を機関のウォータジャケット内で沸騰
気化させて機関の冷却を行うと共に、冷媒の一部を車室
内暖房に供するようにした自動車用内燃機関の沸騰冷却
装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention cools the engine by boiling and vaporizing the liquid phase refrigerant that is circulated and supplied from the condenser into the water jacket in the water jacket of the engine. The present invention relates to an evaporative cooling system for an internal combustion engine for an automobile, a part of which is used for heating the interior of a vehicle.

〈従来の技術〉 自動車用内燃機関に用いられている周知の水冷式冷却装
置にあっては、ウォータジャケットの水入口部と水出口
部との間などで相当な温度差を生じ、均一な冷却を実現
することが難しいと共に、ラジェータにおける熱交換効
率に自ずから限界があることからラジェータや冷却ファ
ンが大型にならざるを得ない。しかも、冷却系内に多量
の冷却水が必要であることから、冷間始動時の暖機完了
までに時間がかかると共に、機関運転状態に応じた温度
制御を応答性良く行うことができない。
<Prior art> In the well-known water-cooled cooling system used in internal combustion engines for automobiles, a considerable temperature difference occurs between the water inlet and the water outlet of the water jacket, making it difficult to achieve uniform cooling. It is difficult to achieve this, and there is a natural limit to the heat exchange efficiency of the radiator, so the radiator and cooling fan have to be large. Moreover, since a large amount of cooling water is required in the cooling system, it takes time to complete warm-up at a cold start, and temperature control according to the engine operating state cannot be performed with good responsiveness.

また一般に、この種の冷却装置には車室内暖房用のヒー
タコアが付設され、機関から出た高温冷却水の通流によ
ってプロアで送風される空気を加熱するように構成され
ているが、この温水式ヒータにあっては、上述したよう
に冷却水が十分に暖まるまで時間がかかることから始動
時の暖房性能の立ち上がりが遅く、かつ長い下り坂では
暖房性能が低下するなどの欠点が指摘されている。
Generally, this type of cooling system is equipped with a heater core for heating the vehicle interior, and is configured to heat the air blown by the proa by flowing high-temperature cooling water from the engine. With type heaters, as mentioned above, it takes time for the cooling water to warm up sufficiently, so the heating performance is slow to rise at startup, and heating performance decreases on long downhill slopes. There is.

このような点から、近年、冷却水の沸騰気化潜熱を利用
した冷却装置が注目されており、例えば特開昭57−6
2912号公報において、冷却水の沸騰気化により機関
の冷却を行うと共に、その発生蒸気をヒータの熱源とし
て利用するようにした沸騰冷却装置が提案されている。
From this point of view, cooling devices that utilize the latent heat of boiling and vaporization of cooling water have been attracting attention in recent years.
Japanese Patent No. 2912 proposes a boiling cooling device that cools an engine by boiling and vaporizing cooling water, and uses the generated steam as a heat source for a heater.

これは、ウォータジャケット内に貯留した液相冷媒(冷
却水)を沸騰気化させ、その発生蒸気を分離タンクを介
してコンデンサに導いて放熱液化させた後に、上記分離
タンク内に電動ポンプにより圧送し、該分離タンクとウ
ォータジャケットとの間の自重による自然循環によって
ウォータジャケット内の液面を所定レベルに保つように
構成されたものであって、更に発生蒸気の一部をコンデ
ンサに至る前にヒータコアにバイパスさせて車室内暖房
に供している。この相変化を伴う冷却装置によれば、冷
却水の単純な温度変化を利用した水冷式のものに比べて
極めて少量の冷却水の循環で要求放熱量を満足でき、か
つコンデンサにおける熱交換効率が水冷式のラジェータ
に比べて大幅に向上し、更には機関各部の温度分布の均
一化という点でも温かに有利となる。
This involves boiling and vaporizing the liquid phase refrigerant (cooling water) stored in the water jacket, guiding the resulting vapor through a separation tank to a condenser, liquefying heat, and then pumping it into the separation tank using an electric pump. The liquid level in the water jacket is maintained at a predetermined level by natural circulation between the separation tank and the water jacket due to its own weight, and a portion of the generated steam is sent to the heater core before reaching the condenser. The system is bypassed to heat the vehicle interior. Compared to a water-cooled type that uses a simple temperature change of the cooling water, this cooling device that uses phase change can satisfy the required amount of heat radiation by circulating a much smaller amount of cooling water, and the heat exchange efficiency in the condenser can be improved. This is a significant improvement over a water-cooled radiator, and is also advantageous in terms of uniform temperature distribution in each part of the engine.

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような沸騰冷却装置の採用により暖
機特性が向上しまたヒータコアへ供給される冷媒の温度
が高くなると、通常運転時のヒータ吹出し温度は良好と
なるものの、高負荷運転時、あるいは冷媒として水に5
0%程度不凍液を混入させて使用した時には、ヒータコ
ア人口温度が高くなり、吹出し温度が高くなり過ぎると
いう問題点があった。
<Problems to be solved by the invention> However, by adopting such a boiling cooling device, the warm-up characteristics are improved and the temperature of the refrigerant supplied to the heater core becomes higher, so that the heater blowout temperature during normal operation becomes better. However, during high-load operation or when water is used as a refrigerant,
When used with about 0% antifreeze mixed in, there was a problem that the heater core population temperature became high and the blowing temperature became too high.

そこで本発明は、沸騰冷却装置の高温冷媒を利用して通
常運転時に良好な暖房性能が得られるようにすると共に
、ヒータコア入口温度の過度の上昇によるヒータ吹出し
温度の過度の上昇を防止し、常に快適な暖房性能が得ら
れるようにすることを目的とする。
Therefore, the present invention makes it possible to obtain good heating performance during normal operation by using the high-temperature refrigerant of the evaporative cooling device, and also prevents an excessive rise in the heater outlet temperature due to an excessive rise in the heater core inlet temperature. The purpose is to provide comfortable heating performance.

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の目的を達成するため、上部に蒸気出口
を有する機関のウォータジャケットと、上記蒸気出口に
接続されると共に下部に液化冷媒を一時貯留する冷媒タ
ンクを有するコンデンサと、上記冷媒タンクと上記ウオ
ークジャケットとの間に設けられた冷媒供給ポンプとを
備えてなる自動車用内燃機関の沸騰冷却装置において、
上記ウォータジャケットからの冷媒取出口に接続された
車室暖房用のヒータコアと、このヒータコアとウォータ
ジャケットへの冷媒戻し口との間に設けられたヒータ用
ポンプとを設け、更に、このポンプ出口とヒータコア入
口とを連絡する連絡路と、この連絡路を流れる冷媒の流
量を冷媒の温度に応じて制御する制御弁とを設けてなる
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention provides a water jacket for an engine having a steam outlet at the top, and a water jacket for an engine that is connected to the steam outlet and temporarily stores liquefied refrigerant at the bottom. A boiling cooling device for an internal combustion engine for an automobile, comprising a condenser having a refrigerant tank, and a refrigerant supply pump provided between the refrigerant tank and the walk jacket,
A heater core for heating the passenger compartment is connected to the refrigerant outlet from the water jacket, and a heater pump is provided between the heater core and the refrigerant return port to the water jacket. A communication path that communicates with the heater core inlet and a control valve that controls the flow rate of the refrigerant flowing through the communication path according to the temperature of the refrigerant are provided.

く作用〉 こうして、通常は、機関のウォータジャケットからの冷
媒取出口からヒータコア、ポンプ、ウォータジャケット
への冷媒戻し口の順で冷媒を循環させ、ヒータコアにウ
ォータジャケット内で高温となった冷媒(蒸気も含む)
を供給して、十分な暖房効果を得る一方、ヒータコア入
口温度が過大に上昇したときには、ポンプ出口とヒータ
コア入口とを連絡する連絡路を制御弁により開通させ、
ポンプ出口からの低温冷媒をヒータコアに供給するよう
にして、ヒータコア入口温度の上昇を抑え、ヒータ吹出
し温度の過大な上昇を防止する。
In this way, the refrigerant is normally circulated in this order from the refrigerant outlet from the engine's water jacket to the heater core, the pump, and the refrigerant return port to the water jacket, and the refrigerant (vapor) that has become high temperature in the water jacket is transferred to the heater core. (including)
is supplied to obtain a sufficient heating effect, while when the heater core inlet temperature rises excessively, a control valve opens a communication path connecting the pump outlet and the heater core inlet.
By supplying low-temperature refrigerant from the pump outlet to the heater core, a rise in the heater core inlet temperature is suppressed and an excessive rise in the heater blowout temperature is prevented.

〈実施例〉 第1図は本発明に係る沸騰冷却装置の一実施例を示すも
ので、同図において、1はウォータジャケソト2を備え
てなる内燃機関、3は気相冷媒を凝縮するためのコンデ
ンサ、4は電動式の冷媒供給ポンプを夫々示している。
<Embodiment> Fig. 1 shows an embodiment of the evaporative cooling device according to the present invention, in which 1 is an internal combustion engine equipped with a water jacket 2, and 3 is an engine for condensing a gas phase refrigerant. and 4 indicate an electric refrigerant supply pump, respectively.

上記ウオークジャケット2は、内燃機関1のシリンダ及
び燃焼室の外周部を包囲するようにシリンダブロック5
及びシリンダへソド6の両者に亘って形成されたもので
、通常気相空間となる上部が各気筒で互いに連通してい
ると共に、その上部の適宜な位置に蒸気出ロアが設けら
れている。この藤気出ロア1よ、接続管8及び蒸気通路
9を介してコンデンサ3の後述するアッパタンク11に
連通しており、かつ上記接続管8には、冷媒循環系の最
上部となる排出管取付部8aが上方に立ち上がった形で
形成されていると共に、その上端開口をキャップ10が
密閉している。
The walk jacket 2 is arranged in a cylinder block 5 so as to surround the outer circumference of the cylinder and combustion chamber of the internal combustion engine 1.
The upper part, which is normally a gas phase space, communicates with each other in each cylinder, and a steam outlet lower is provided at an appropriate position in the upper part. The lower Fuji air outlet 1 is connected to an upper tank 11 (described later) of the condenser 3 via a connecting pipe 8 and a steam passage 9, and the connecting pipe 8 has a discharge pipe attached thereto, which is the top of the refrigerant circulation system. The portion 8a is formed in an upwardly raised shape, and a cap 10 seals the upper end opening.

上記コンデンサ3は、上記蒸気通路9が接続されるアッ
パタンク11と、上下方向の微細なチューブを主体とし
たコア部12と、このコア部12で凝縮された液化冷媒
を一時貯留する冷媒タンクとしてのロアタンク13とか
ら構成されたもので、例えば車両前部など車両走行風を
受は得る位置に設置され、更にその前面あるいは背面に
、強制冷却用の電動式冷却ファン14を備えている。ま
た、上記ロアタンク13は、その比較的下部に冷媒循環
通路15の一端が接続されていると共に、これより上部
に後述する第2補助冷媒通路30の一端が接続されてい
る。上記冷媒循環通路15は、その他端が上記ウォータ
ジャケット2のシリンダヘッド6側の冷媒人口16に接
続されたもので、中間部には、後述する第2電磁弁31
と、上記冷媒供給ポンプ4とが介装されている。
The condenser 3 includes an upper tank 11 to which the vapor passage 9 is connected, a core section 12 mainly consisting of fine vertical tubes, and a refrigerant tank that temporarily stores the liquefied refrigerant condensed in the core section 12. It is constructed of a lower tank 13, and is installed at a position such as the front of the vehicle to receive wind from the vehicle running, and is further provided with an electric cooling fan 14 for forced cooling on the front or back side thereof. Further, the lower tank 13 has one end connected to a refrigerant circulation passage 15 at a relatively lower portion thereof, and one end of a second auxiliary refrigerant passage 30 described later is connected to an upper portion thereof. The other end of the refrigerant circulation passage 15 is connected to a refrigerant port 16 on the cylinder head 6 side of the water jacket 2, and a second solenoid valve 31, which will be described later, is provided in the middle part.
and the refrigerant supply pump 4 are interposed.

以上のウォータジャケット2−コンデンサ3→ロアタン
ク13−第2電磁弁31−冷媒供給ポンプ4−ウォータ
ジャケット2の経路によって冷媒の循環系が構成され、
通常運転時にはこの循環系内で、例えば水に若干の添加
物を加えた冷媒が沸騰・凝縮を繰り返しながら循環する
ことになる。
A refrigerant circulation system is configured by the above water jacket 2 - condenser 3 → lower tank 13 - second solenoid valve 31 - refrigerant supply pump 4 - water jacket 2,
During normal operation, a refrigerant made of water with some additives, for example, circulates in this circulation system while repeatedly boiling and condensing.

また、上記循環系には更にヒータコア17と電動式のヒ
ータ用ポンプ18とが付設され、冷媒経路の一部を構成
している。すなわち、上記し−タコア17は、コンデン
サ3と同様に上下方向に沿った複数の微細なチューブを
主体とし、その上部の入口17aは上記ウォータジャケ
ット2のシリンダヘッド6側に設けられた冷媒取出口1
9とヒータ用冷媒導入通路20により接続され、かつ下
部の出口17bがポンプ18の人口18aに接続されて
いる。そして、ポンプ18の出口18bは冷媒戻し通路
21により上記ウォータジャケット2のシリンダブロッ
ク5側の下部に設けられた冷媒戻し口22に接続されて
いる。
Further, a heater core 17 and an electric heater pump 18 are further attached to the circulation system, and constitute a part of the refrigerant path. That is, like the condenser 3, the tacho core 17 is mainly composed of a plurality of fine tubes extending in the vertical direction, and the upper inlet 17a is a refrigerant outlet provided on the cylinder head 6 side of the water jacket 2. 1
9 through a heater refrigerant introduction passage 20, and a lower outlet 17b is connected to a port 18a of the pump 18. The outlet 18b of the pump 18 is connected by a refrigerant return passage 21 to a refrigerant return port 22 provided at the lower portion of the water jacket 2 on the cylinder block 5 side.

ここで、冷媒戻し通路21のポンプエ8下流と冷媒4人
通路20とは連絡路23により接続され、冷媒4人通路
20と連絡路23との接続部に制御弁24が介装されて
いる。
Here, the downstream side of the pump 8 of the refrigerant return passage 21 and the refrigerant four-person passage 20 are connected by a communication passage 23, and a control valve 24 is interposed at the connection portion between the refrigerant four-person passage 20 and the communication passage 23.

上記制御弁24は、冷媒の温度に応じて作動するもので
、低温時には連絡路23を遮断して冷媒導入通路20を
連通状態(実線矢印)に維持し、高温時には冷媒導入通
路20を遮断して連絡路23とヒータコア人口17aと
を連通させる(破線矢印)。
The control valve 24 operates according to the temperature of the refrigerant, and when the temperature is low, it shuts off the communication passage 23 and maintains the refrigerant introduction passage 20 in a communicating state (solid arrow), and when it is high temperature, it shuts off the refrigerant introduction passage 20. The connecting path 23 and the heater core population 17a are communicated with each other (dashed line arrow).

具体的には、第2図及び第3図に示すように、側壁に連
絡路23の接続口101を有する筒状本体100の内部
にケース102が配置され、そのフランジ部103は摺
動自在となっている。そして、ケース102とその中心
部に設けられた弾性スリーブ104との間にワックス1
05が封入され、弾性スリーブ104内にはピストン1
06の一端が挿入されている。そして、ピストン106
の他端はサポート107を介して本体100の内壁に固
定されている。そして、ケース102を囲繞してフラン
ジ部103に案内筒108が固定され、案内筒108の
外側に配置してフランジ部103に作用させたスプリン
グ109によりケース102は弁座110から離間する
方向に図で右方に付勢されている。そして、フランジ部
103のケース102外壁と案内筒108との間の部分
には流通路111が形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, a case 102 is disposed inside a cylindrical body 100 having a connection port 101 for the communication path 23 on the side wall, and a flange portion 103 of the case 102 is slidable. It has become. Then, wax 1 is placed between the case 102 and the elastic sleeve 104 provided at the center thereof
05 is enclosed, and the piston 1 is enclosed within the elastic sleeve 104.
One end of 06 is inserted. And piston 106
The other end is fixed to the inner wall of the main body 100 via a support 107. A guide tube 108 is fixed to the flange portion 103 surrounding the case 102, and a spring 109 placed outside the guide tube 108 and acting on the flange portion 103 causes the case 102 to move away from the valve seat 110. is biased to the right. A flow passage 111 is formed in a portion of the flange portion 103 between the outer wall of the case 102 and the guide tube 108.

尚、上記ヒータコア17は、例えば第4図に示すような
空調装置に組み込んで使用される。すなわち、41は冷
房用のエバポレータ、42は送風用ブロワ、43は内気
取入口44と外気取入口45とを選択的に切換える内外
気切換用ダンパ、46は加熱空気量を調節するエアミッ
クスダンパ、47は車外に通じる排熱口48を開閉する
排熱用ダンパ、49はデフロスタ吹出口50へ至るデフ
ロスタ用空気の流量を調節するデフロスタダンパ、51
は第1吹出口52と第2吹出口53を切換える吹出口切
換用ダンパである。
The heater core 17 is used by being incorporated into an air conditioner as shown in FIG. 4, for example. That is, 41 is an evaporator for cooling, 42 is a blower, 43 is a damper for switching between inside and outside air that selectively switches between the inside air intake 44 and the outside air intake 45, and 46 is an air mix damper that adjusts the amount of heated air. 47 is a heat exhaust damper that opens and closes the heat exhaust port 48 leading to the outside of the vehicle; 49 is a defroster damper that adjusts the flow rate of defroster air reaching the defroster outlet 50; 51;
is an outlet switching damper that switches between the first outlet 52 and the second outlet 53.

次に25はリザーバタンクを示し、このリザーバタンク
25は上記循環系の系外に設けられて予備液相冷媒を貯
留するものであって、通気機能を有するキャップ26を
介して大気に開放されていると共に、上記循環系の最上
端つまり接続管8の排出管取付部8aよりも高位置に液
面を確保し得るように車両の比較的高所に設置されてい
る。そして、排出管取付部8aには、系内の空気を排出
するための空気排出通路27が接続されており、かつ空
気排出時に同時に溢れ出た液相冷媒を回収するために、
上記空気排出通路27の先端部がリザーバタンク25内
に挿入され、その比較的上部に開口している。そして、
上記空気排出通路27には、常閉型の第1電磁弁28が
介装されている。
Next, reference numeral 25 denotes a reservoir tank, which is provided outside the circulation system to store a preliminary liquid phase refrigerant, and is opened to the atmosphere through a cap 26 having a ventilation function. At the same time, it is installed at a relatively high place in the vehicle so that the liquid level can be secured at a higher position than the uppermost end of the circulation system, that is, the discharge pipe attachment part 8a of the connecting pipe 8. An air exhaust passage 27 for discharging the air in the system is connected to the exhaust pipe attachment part 8a, and in order to recover the liquid phase refrigerant that overflows at the same time as the air is discharged.
The distal end of the air discharge passage 27 is inserted into the reservoir tank 25, and opens at a relatively upper portion thereof. and,
A normally closed first solenoid valve 28 is interposed in the air exhaust passage 27 .

また、リザーバタンク25の底部に、第1補助冷媒通路
29と第2補助冷媒通路30とが接続されている。上記
第1補助冷媒通路29は三方弁である第2電磁弁31を
介して上述した冷媒循環通路15の冷媒供給ポンプ4上
流側(吸入側)に接続されている。
Furthermore, a first auxiliary refrigerant passage 29 and a second auxiliary refrigerant passage 30 are connected to the bottom of the reservoir tank 25 . The first auxiliary refrigerant passage 29 is connected to the upstream side (suction side) of the refrigerant supply pump 4 of the refrigerant circulation passage 15 through a second electromagnetic valve 31 which is a three-way valve.

上記第2電磁弁31は、非通電時には冷媒循環通路15
を遮断して上記第1補助冷媒通路29と冷媒供給ポンプ
4とを連通しく流路A)、通電時には上記第1補助冷媒
通路29を遮断して冷媒循環通路15を連通状態(流路
B)に維持するものである。そして、上記第2補助冷媒
通路30は上述したようにロアタンク13に接続されて
いて、その途中には常開型の第3電磁弁32が介装され
ている。
When the second solenoid valve 31 is not energized, the refrigerant circulation passage 15
Flow path A) in which the first auxiliary refrigerant path 29 and the refrigerant supply pump 4 are communicated with each other by blocking the energization, and a flow path B in which the first auxiliary refrigerant path 29 is interrupted and the refrigerant circulation path 15 is communicated with each other when energized (flow path B). It is to be maintained. The second auxiliary refrigerant passage 30 is connected to the lower tank 13 as described above, and a normally open third solenoid valve 32 is interposed in the middle thereof.

上記各電磁弁28.31.32、冷媒供給ポンプ4、冷
却ファン14及びヒータ用ポンプ18は、マイクロコン
ピュータを用いた制御装置33によって駆動制御される
もので、具体的には、ウォータジャケット2に設けた第
1液面センサ34.温度センサ35゜ロアタンク13に
設けた第2液面センサ36.及び循環系最上部に設けた
負圧スイッチ37の各検出信号に基づいて後述する制御
が行われる。38はハソテリ、39はイーグニッション
スイッチ、40はヒータ用ポンプである。
The electromagnetic valves 28, 31, 32, the refrigerant supply pump 4, the cooling fan 14, and the heater pump 18 are driven and controlled by a control device 33 using a microcomputer. A first liquid level sensor 34 provided. Temperature sensor 35. Second liquid level sensor 36 provided in the lower tank 13. Control, which will be described later, is performed based on detection signals from a negative pressure switch 37 provided at the top of the circulation system. Reference numeral 38 designates a battery, 39 an ignition switch, and 40 a heater pump.

ここで上記第1.第2液面センサ34.36は例えばリ
ードスイッチを利用したフロート弐センサ等が用いられ
、冷媒液面が設定レベルに達しているか否かをオン・オ
フ的に検出するものであって、第1液面センサ34はそ
の検出レベルがシリンダヘッド6の略中間程度の高さ位
置に設定され、かつ第2液面センサ36はその検出レベ
ルが第2補助冷媒通路30の開口よりも僅かに上方の高
さ位置に設定されている。また温度センサ35は例えば
サーミスタ等からなり、上記第1液面センサ34の若干
下方位置つまり通常液相冷媒内に没入する位置に設けら
れて、ウォータジャケット2内の冷媒温度を検出してい
る。また負圧スイッチ37は、大気圧と系内圧力との差
圧に応動するダイヤフラムを用いたもので、高地、低地
等に拘らず使用環境下における大気圧に対し系内が負圧
であるか否かを検出しており、具体的には一30mmH
g〜−50mm11g程度に作動圧を設定しである。
Here, the above 1. The second liquid level sensor 34,36 is a float sensor using a reed switch, for example, and detects whether the refrigerant liquid level has reached a set level in an on/off manner. The liquid level sensor 34 has its detection level set at a height approximately in the middle of the cylinder head 6, and the second liquid level sensor 36 has its detection level set at a position slightly above the opening of the second auxiliary refrigerant passage 30. It is set in the height position. Further, the temperature sensor 35 is made of, for example, a thermistor, and is provided at a position slightly below the first liquid level sensor 34, that is, at a position normally immersed in the liquid phase refrigerant, to detect the refrigerant temperature within the water jacket 2. In addition, the negative pressure switch 37 uses a diaphragm that responds to the differential pressure between atmospheric pressure and system pressure, so whether the system is under negative pressure with respect to the atmospheric pressure in the operating environment, whether in highlands or lowlands. It detects whether or not the
The operating pressure was set to about 11 g for -50 mm.

上記の−ように構成された沸騰冷却装置の基本的な冷却
メカニズムを説明すると、通常ウォータジャケット2内
には所定レベルつまり第1液面センサ34の設定レベル
まで液相冷媒が貯留されているのであるが、この液相冷
媒は、機関の燃焼熱によって加熱されると、そのときの
系内の圧力に応じた沸点に達したところで沸騰を開始し
、気化潜熱を奪って蒸発気化する。このとき、冷媒はウ
ォータジャケット2内の高温部で特に活発に沸騰して多
量の熱を奪うので、燃焼室近傍など通常高温化し易い部
位も均一な温度に保たれ、つまり温度差の少ない効果的
な冷却を行えることになる。
To explain the basic cooling mechanism of the boiling cooling device configured as described above, liquid phase refrigerant is usually stored in the water jacket 2 up to a predetermined level, that is, the level set by the first liquid level sensor 34. However, when this liquid-phase refrigerant is heated by the engine's combustion heat, it starts boiling when it reaches a boiling point depending on the pressure in the system at that time, absorbs latent heat of vaporization, and evaporates. At this time, the refrigerant boils particularly actively in the high-temperature parts of the water jacket 2 and removes a large amount of heat, so areas that normally tend to reach high temperatures, such as the vicinity of the combustion chamber, are kept at a uniform temperature. This allows for efficient cooling.

そして、ウォータジャケット2内で発生した冷媒蒸気は
、蒸気通路9を介してコンデンサ3に導かれ、ここで外
気との熱交換により冷却されて凝縮液化する。このコン
デンサ3においては、高温蒸気と外気との間で良好な熱
交換が行われ、通常の水冷式冷却装置のラジェータに比
較して蟲かに放熱効率が優れたものとなる。また、液化
した冷媒は、コンデンサ3下部のロアタンク13に一時
貯留されると共に、ここから冷媒供給ポンプ4によって
、ウォータジャケット2内液面を所定レベル以上に保つ
ように再びウオークジャケット2へ循環供給される。
The refrigerant vapor generated within the water jacket 2 is led to the condenser 3 via the vapor passage 9, where it is cooled by heat exchange with outside air and is condensed and liquefied. In this condenser 3, good heat exchange is performed between the high-temperature steam and the outside air, and the heat dissipation efficiency is extremely superior to that of a radiator of a normal water-cooled cooling device. The liquefied refrigerant is temporarily stored in the lower tank 13 at the bottom of the condenser 3, and from there is circulated and supplied to the walk jacket 2 again by the refrigerant supply pump 4 so as to keep the liquid level in the water jacket 2 above a predetermined level. Ru.

このように、基本的には空気を除去した密閉循環系内に
所定量の冷媒が封入され、この冷媒が沸騰・凝縮のサイ
クルを繰り返しつつ循環して、効率の良い沸騰冷却が行
われる。
In this way, a predetermined amount of refrigerant is basically sealed in a closed circulation system from which air has been removed, and this refrigerant is circulated while repeating the cycle of boiling and condensation, thereby achieving efficient boiling cooling.

また、ヒータスイッチ40がオン操作されると、ヒータ
用ポンプ18が作動し、ウォータジャケット2のシリン
ダへラド6側から冷媒の一部がヒータ用冷媒導入通路2
0を介してヒータコア17に導かれ、ここで車室内暖房
用の空気を暖めると同時に、その熱交換により温度低下
する。そして、温度低下した冷媒はポンプ18により冷
媒戻し通路21を介してウォータジャケット2のシリン
ダブロック5例の下部に専かれ、再びウォータジャケッ
ト2の冷却に使用される。
Further, when the heater switch 40 is turned on, the heater pump 18 is activated, and a portion of the refrigerant is transferred from the rad 6 side to the cylinder of the water jacket 2 into the heater refrigerant introduction passage 2.
0 to the heater core 17, where it warms the air for heating the vehicle interior and at the same time lowers the temperature due to the heat exchange. Then, the refrigerant whose temperature has decreased is exclusively directed to the lower part of the five cylinder blocks of the water jacket 2 via the refrigerant return passage 21 by the pump 18, and is used for cooling the water jacket 2 again.

ここで、冷媒のヒータ3フ1フ人ロ温度が比較的低温の
ときは、制御弁24が第2図囚の状態にあって、連絡路
23を遮断し、冷媒導入通路20を連通状態にしている
ので、上述のように冷媒が流れるが、冷媒のヒータ3フ
1フ人ロ温度が所定温度を越えると、制御弁24におい
て、ワックス105が液化膨張し、弾性スリーブ104
を介してピストン105を押出す。しかし、ピストン1
06は固定されているので、ケース102が図で左行し
、弁座110に着座する。すなわち、第2図■の状態と
なって、冷媒導入通路20が遮断され、連絡路23がヒ
ータコア17の人口17aとつながるようになる。する
と、ヒータコア17の出口17bからの温度低下した冷
媒がポンプ18により連絡路23を通ってヒータコア1
7の入口17aに再循環され、ヒータ3フ1フ人ロ温度
が適温に維持されるので、ヒータ吹出し温度の過大な上
昇が防止される。
Here, when the temperature of the refrigerant heater 3 and 1 is relatively low, the control valve 24 is in the state shown in FIG. Therefore, the refrigerant flows as described above, but when the refrigerant temperature exceeds a predetermined temperature, the wax 105 liquefies and expands in the control valve 24, and the elastic sleeve 104
The piston 105 is pushed out through the . However, piston 1
06 is fixed, the case 102 moves to the left in the figure and seats on the valve seat 110. That is, in the state shown in FIG. 2, the refrigerant introduction passage 20 is blocked, and the communication passage 23 becomes connected to the population 17a of the heater core 17. Then, the refrigerant whose temperature has decreased from the outlet 17b of the heater core 17 is passed through the communication path 23 by the pump 18 to the heater core 1.
The air is recirculated to the inlet 17a of the heater 3, and the temperature of the heater 3 and 1 is maintained at an appropriate temperature, thereby preventing an excessive rise in the heater outlet temperature.

一方、循環系外に設けられたリザーバタンク25には、
循環系内全体を十分に満水にし得る量の予備液相冷媒が
貯留されるようになっており、始動時にこの予備液相冷
媒を一旦循環系内に導入して空気を排出した後に、余剰
冷媒がリザーバタンク25に戻されて上述した封入冷媒
量が所定量に規定される。また過冷却時には同様に予備
液相冷媒を系内に導入してコンデンサ3の放熱面積を狭
める制御が行われ、その後温度回復時にやはり余剰冷媒
がリザーバタンク25に戻されて封入冷媒量が所定量に
規定される。そして、このように余剰冷媒を排出して冷
媒循環系を密閉する際にセンサの誤作動あるいは旋回時
の液相冷媒の片寄り等により所定量以上の冷媒が封入さ
れた場合には、通常運転時の制御の中で、その冷媒量過
多を検出し、上述した余剰冷媒をリザーバタンク25に
戻すという動作を再度行って、冷媒量過多の下で運転が
継続されることを回避するのである。
On the other hand, in the reservoir tank 25 provided outside the circulation system,
A reserve liquid phase refrigerant is stored in an amount sufficient to fill the entire circulation system with water, and after the preliminary liquid phase refrigerant is introduced into the circulation system at startup and the air is discharged, the excess refrigerant is released. is returned to the reservoir tank 25, and the amount of the refrigerant enclosed is regulated to a predetermined amount. In addition, during supercooling, control is performed to narrow the heat dissipation area of the condenser 3 by introducing a preliminary liquid phase refrigerant into the system, and after that, when the temperature recovers, excess refrigerant is returned to the reservoir tank 25 to increase the amount of refrigerant sealed to a predetermined amount. stipulated in When discharging excess refrigerant and sealing the refrigerant circulation system in this way, if a sensor malfunctions or the liquid refrigerant is shifted to one side during swirling, and more than a predetermined amount of refrigerant is enclosed, normal operation will be resumed. During control, the excessive amount of refrigerant is detected and the operation of returning the surplus refrigerant to the reservoir tank 25 is performed again to avoid continued operation with an excessive amount of refrigerant.

次に上記制御装置33において実行される具体的な制御
を第5図〜第13図のフローチャートに基づいて説明す
る。
Next, specific control executed by the control device 33 will be explained based on flowcharts shown in FIGS. 5 to 13.

第5図は制御の概要を示すフローチャートであって、機
関の始動(イグニッションキー○N)により制御が開始
すると、所定のイニシャライズ処 理(ステップI)を
行った後に、先ずその始動が初期始動であるか再始動で
あるか、具体的には温度センサ35による検出温度が設
定温度(例えば45℃)より高いか否かを判断する(ス
テップ2)。
FIG. 5 is a flowchart showing an overview of the control. When the control starts when the engine is started (ignition key ○N), after a predetermined initialization process (step I) is performed, the start is first started as an initial start. Specifically, it is determined whether the temperature detected by the temperature sensor 35 is higher than a set temperature (for example, 45° C.) (step 2).

設定温度以下つまり未暖機状態の初期始動であれば空気
排出制御(ステップ3)を経てから余剰冷媒排出制御(
ステップ4)へ進み、以後は通常運転制御(ステ、ブ5
)及び負圧防止制御(ステップ6)をキーOFF時まで
繰り返し行う。一方、ステップ2で設定温度以上の場合
、つまり再始動時には経時的な空気の侵入が考えられな
いので空気排出は行わずに余剰冷媒排出制御(ステップ
4)へ進む。
If the initial startup is below the set temperature, i.e. in an unwarmed state, air discharge control (step 3) is performed, and then surplus refrigerant discharge control (
Proceed to step 4), and then proceed to normal operation control (step 5).
) and negative pressure prevention control (step 6) are repeated until the key is turned off. On the other hand, if the temperature is equal to or higher than the set temperature in step 2, that is, at the time of restart, air intrusion over time is not considered, so the process proceeds to surplus refrigerant discharge control (step 4) without performing air discharge.

また、その制御中にキーOFFの信号が入力されると、
第6図に示す割込み制御ルーチンが実行され、キーOF
 F m制御(ステップ7)による一定の処理を経た後
に電源がOFFとなって一連の制御が終了する。
Also, if a key OFF signal is input during the control,
The interrupt control routine shown in FIG. 6 is executed, and the key OF
After certain processing by Fm control (step 7), the power is turned off and the series of controls ends.

第7図はステップ3の空気排出制御のフローチ 。FIG. 7 is a flowchart of air exhaust control in step 3.

ヤードを示すもので、先ずステップ11で第1電磁弁2
8を開、第2電磁弁31をOFF (流路A)、第3電
磁弁32を閉と夫々した後に、冷媒供給ポンプ4をON
とする(ステップ12)。これにより、リザーバタンク
25内の予備液相冷媒が第1補助冷媒通路29を介して
循環系内に導入される。これは、ステップ13でソフト
ウェアタイマT1による所定時間、具体的には系内を満
水にするに十分なように予め設定された数秒ないし数十
秒程度の間、継続される。従って、系内に残存していた
空気は、系上部に集められた後、空気排出通路27を介
して系外のりサーバタンク25側に強制的に排出される
This indicates the yard.First, in step 11, the first solenoid valve 2 is
8, the second solenoid valve 31 is turned off (flow path A), and the third solenoid valve 32 is closed, and then the refrigerant supply pump 4 is turned on.
(Step 12). Thereby, the preliminary liquid phase refrigerant in the reservoir tank 25 is introduced into the circulation system via the first auxiliary refrigerant passage 29. This is continued for a predetermined time set by the software timer T1 in step 13, specifically, for a period of several seconds to several tens of seconds, which is set in advance to be sufficient to fill the system with water. Therefore, the air remaining in the system is collected in the upper part of the system, and then is forcibly discharged outside the system to the server tank 25 side via the air discharge passage 27.

また、系内から空気が無くなると、上記空気排出通路2
7から液相冷媒が溢れ出るが、これは全てリザーバタン
ク25に回収される。そして、所定時間経過した時点で
冷媒供給ポンプ4をOFF (ステップ14)とする。
In addition, when air disappears from the system, the air exhaust passage 2
Liquid phase refrigerant overflows from the tank 7, but all of this is collected into the reservoir tank 25. Then, after a predetermined period of time has elapsed, the refrigerant supply pump 4 is turned off (step 14).

すなわち、この時点でヒータコア17を含め循環系内か
らは空気が完全に排出されたことになる。
That is, at this point, air has been completely exhausted from the circulation system including the heater core 17.

尚、ステップ13の判別に代えて、循環系最上部に更に
液面センサを設け、その液面の有無の検出に基づき、系
内が実際に満水となるまで冷媒供給ポンプ4を駆動する
ように構成しても良い。
In addition, instead of the determination in step 13, a liquid level sensor is further provided at the top of the circulation system, and based on the detection of the presence or absence of the liquid level, the refrigerant supply pump 4 is driven until the system is actually full of water. It may be configured.

第8図及び第9図は、空気排出後の満水状態(系内が液
相冷媒で満たされた状態)あるいは再始動時の系内の一
部が気相冷媒領域となっている状態で実行されるステッ
プ4の余剰冷媒排出制御のフローチャートを示す。これ
は基本的には、ウォータジャケット2内での沸騰開始に
よる発生蒸気圧を利用して余剰の液相冷媒を系外のりザ
ーバタンク25に押し出してやるのであるが、このとき
種々の条件によりロアタンク13内の液面が先に設定レ
ベルにまで低下する場合(冷間始動時には通常この状態
になる)と、ウォータジャケット2内(シリンダヘッド
内)の液面が先に設定レベルにまで低下する場合(再始
動時に起り易い状態である)とがあり、ロアタンク13
内の液面が先に低下した場合には主に第8図の手順によ
って、またウォータジャケット2内の液面が先に低下し
た場合には主に第9図の手順によって夫々処理している
Figures 8 and 9 are executed in a full water state (the system is filled with liquid phase refrigerant) after air has been discharged, or in a state where part of the system is in the gas phase refrigerant region at the time of restart. The flowchart of the surplus refrigerant discharge control in step 4 is shown. Basically, the excess liquid phase refrigerant is pushed out to the reservoir tank 25 outside the system by using the vapor pressure generated by the start of boiling inside the water jacket 2. At this time, depending on various conditions, the lower tank 13 When the liquid level in the water jacket 2 (inside the cylinder head) drops to the set level first (this is usually the case during a cold start), and when the liquid level inside the water jacket 2 (inside the cylinder head) drops to the set level first ( (This condition is likely to occur when restarting), and the lower tank 13
If the liquid level in the water jacket 2 drops first, the process is mainly carried out by the procedure shown in Figure 8, and if the liquid level in the water jacket 2 drops first, the process is mainly carried out by the procedure shown in Figure 9. .

先ず第8図のステップ21で第1電磁弁28を閉、第2
電磁弁31をON(流路B)、第3電磁弁32を開とす
る。これにより、系内が第2補助冷媒通路30を介して
リザーバタンク25に連通された状態となる。この状態
で、ステップ22の判別とステップ29の判別とを繰り
返し、ロアタンク13内の液面とウォータジャケット2
内の液面とを監視する。
First, in step 21 of FIG. 8, the first solenoid valve 28 is closed, and the second solenoid valve 28 is closed.
The solenoid valve 31 is turned on (flow path B) and the third solenoid valve 32 is opened. As a result, the inside of the system is brought into communication with the reservoir tank 25 via the second auxiliary refrigerant passage 30. In this state, the determination in step 22 and the determination in step 29 are repeated, and the liquid level in the lower tank 13 and the water jacket 2 are
Monitor the liquid level inside.

発生蒸気圧による液相冷媒の排出によって、ロアタンク
13内の液面が先に設定レベルにまで低下した場合には
、系外に蒸気が排出されないように第3電磁弁32を閉
じ(ステップ24)、ステップ25〜ステツプ28に示
す温度制御を開始する。ここでステップ25の設定温度
算出は、機関の種々の運転条件信号を入力として目標温
度を設定するもので、例えば熱効率向上を重視した市街
地走行域では110℃程度に、ノッキング等の異常燃焼
が発生し易い高負荷域等では100°C程度に夫々設定
される。
If the liquid level in the lower tank 13 first drops to the set level due to discharge of the liquid phase refrigerant due to the generated vapor pressure, the third solenoid valve 32 is closed to prevent vapor from being discharged outside the system (step 24). , the temperature control shown in steps 25 to 28 is started. Here, the set temperature calculation in step 25 is to set a target temperature by inputting various operating condition signals of the engine. For example, in an urban driving area where emphasis is placed on improving thermal efficiency, abnormal combustion such as knocking occurs at around 110 degrees Celsius. In high load ranges where heating is easy, the temperature is set to about 100°C.

この状態で、ステップ29によりウォータジャケット2
内の液面の監視を継続し、ウォータジャケット2内の余
剰液相冷媒を〔ウォータジャケット2内で沸騰−コンデ
ンサ3で凝縮〕の形でロアタンク13側へ移動させる。
In this state, in step 29, the water jacket 2
The excess liquid phase refrigerant in the water jacket 2 is moved to the lower tank 13 in the form of [boiling in the water jacket 2 and condensation in the condenser 3].

そしてロアタンク13内の液面が設定レベル以上に高ま
るとステップ22の判別により冷却ファン14をOFF
 (ステップ31)とした状態で第3電磁弁32を開い
て(ステップ32)ロアタンク13から系外のりザーバ
タンク25へ余剰液相冷媒を排出し、かつこれによりロ
アタンク13内液面が低下したら再び第3電磁弁32を
閉じる(ステップ24)。すなわち、この第3電磁弁3
2の開閉の繰り返しにより徐々に余剰液相冷媒が系外に
排出されることになり、その後ウォータジャケット2内
液面が設定レベルにまで低下した時点で第9図のステッ
プ33へ進む。尚、第3電磁弁32を閉として待機して
いる間に、走行風等を受けて系内が過冷になるおそれが
あるが、負圧スイッチ37により系内が負圧状態である
ことを検出(ステップ23)シた場合には、第3電磁弁
32を開いて(ステップ32)逆にリザーバタンク25
から液相冷媒を導入し、系内圧力を略大気圧に回復させ
て機関の過冷を防止する。
When the liquid level in the lower tank 13 rises above the set level, the cooling fan 14 is turned off as determined in step 22.
(Step 31), open the third solenoid valve 32 (Step 32) to discharge excess liquid phase refrigerant from the lower tank 13 to the excess reservoir tank 25 outside the system. 3. Close the solenoid valve 32 (step 24). That is, this third solenoid valve 3
By repeating the opening and closing of 2, the surplus liquid phase refrigerant is gradually discharged out of the system, and then, when the liquid level in the water jacket 2 falls to a set level, the process proceeds to step 33 in FIG. Note that while the third solenoid valve 32 is closed and the system is on standby, there is a risk that the inside of the system will become overcooled due to wind from the vehicle, but the negative pressure switch 37 can be used to ensure that the inside of the system is in a negative pressure state. If detected (step 23), open the third solenoid valve 32 (step 32) and conversely open the reservoir tank 25.
A liquid phase refrigerant is introduced from the engine to restore the system pressure to approximately atmospheric pressure and prevent the engine from overcooling.

また、ステップ33では第3電磁弁32が閉じた状態に
あれば直ちに制御を終了し、他方、開いた状態にあれば
、その時点でロアタンク13の液面が設定レベル以上で
あることを意味するので、ステップ34〜ステツプ36
でウォータジャケット2内の液面を制御しつつロアタン
ク13の液面が低下するのを待ち、設定レベルにまで低
下した時点(ステップ37)で第3電磁弁32を閉じて
制御を終了する。
Furthermore, in step 33, if the third solenoid valve 32 is in a closed state, the control is immediately terminated, and on the other hand, if it is in an open state, it means that the liquid level in the lower tank 13 is above the set level at that point. Therefore, step 34 to step 36
While controlling the liquid level in the water jacket 2, the liquid level in the lower tank 13 is waited for to decrease, and when the liquid level has decreased to the set level (step 37), the third solenoid valve 32 is closed and the control is terminated.

以上の制御が終了した時点で、循環系内に所定量の冷媒
が封入されたことになり、基本的にはウォータジャケッ
ト2及びロアタンク13の設定レベルまでを液相冷媒が
占め、残部を気相冷媒が満たした状態となっている。
When the above control is completed, a predetermined amount of refrigerant has been sealed in the circulation system, and basically the liquid phase refrigerant occupies up to the set level in the water jacket 2 and lower tank 13, and the remaining part is in the gas phase. It is filled with refrigerant.

一方、ウォータジャケット2内の液面が先に低下した場
合には、ステップ29の判別によりステップ30.33
を経てステップ34へ進む。以後は、第3電磁弁32を
開いた状態のまま、ステップ34〜ステツプ37を繰り
返してウォータジャケット2内の液面を設定レベルに制
御しつつロアタンク13内の液面を監視する。そして、
同様にロアタンク13内液面が設定レベルにまで低下し
た時点で第3電磁弁32を閉じて(ステップ38)制御
を終了する。尚、この場合の待機の間は、循環系が開放
された状態であるから、冷却ファン14による温度制御
を要さずに一定温度に維持される。
On the other hand, if the liquid level in the water jacket 2 drops first, the determination in step 29 causes the liquid level to drop in steps 30 and 33.
The process then proceeds to step 34. Thereafter, steps 34 to 37 are repeated with the third solenoid valve 32 kept open to control the liquid level in the water jacket 2 to the set level and monitor the liquid level in the lower tank 13. and,
Similarly, when the liquid level in the lower tank 13 drops to the set level, the third solenoid valve 32 is closed (step 38) and the control is ended. Note that during standby in this case, since the circulation system is in an open state, the temperature is maintained at a constant temperature without requiring temperature control by the cooling fan 14.

次に第10図及び第11図は、上記のように系内に所定
量の冷媒が封入された段階で実行されるステップ5の通
常運転制御のフローチャートを示す。
Next, FIGS. 10 and 11 show a flowchart of the normal operation control in step 5, which is executed when a predetermined amount of refrigerant is sealed in the system as described above.

この通常運転制御は、系内の温度制御と、ウォータジャ
ケット2側の液相冷媒量とロアタンク13側の液相冷媒
量とを調整する液面制御と、系内に封入された冷媒量の
過不足を検知して排出2補給を行う冷媒過多回避制御及
び冷媒過少回避制御からなる。
This normal operation control includes temperature control within the system, liquid level control that adjusts the amount of liquid phase refrigerant on the water jacket 2 side and the liquid phase refrigerant amount on the lower tank 13 side, and overflow control of the amount of refrigerant sealed in the system. It consists of refrigerant excess avoidance control and refrigerant shortage avoidance control that detects shortage and performs discharge 2 replenishment.

先ずステップ41で、その時点の運転条件に対応した目
標温度を設定し、ステップ42〜ステツプ44で実際の
温度が目標温度に対し±0.5℃の範囲となるように冷
却ファン14をON、OFF制御する。
First, in step 41, a target temperature corresponding to the operating conditions at that time is set, and in steps 42 to 44, the cooling fan 14 is turned on so that the actual temperature is within ±0.5°C of the target temperature. OFF control.

この沸騰冷却装置では、送風の有無による凝縮の促進あ
るいは抑制が系内の圧力変化となって直ちにウオークジ
ャケット2内の冷媒沸点に影響を及ぼすので、機関温度
を極めて応答性良くかつ高精度に制御できる。
In this boiling cooling system, the acceleration or suppression of condensation due to the presence or absence of air blowing changes the pressure within the system and immediately affects the boiling point of the refrigerant inside the walk jacket 2, so the engine temperature can be controlled extremely responsively and with high precision. can.

一方、液面制御はステップ45以下のステップによって
処理している。これは、ウォータジャケット2内の液面
を設定レベルに保つことを優先的に考慮し、かつ一定条
件下に限り、ウォータジャケット2内液面が設定レベル
以上となることを許容してロアタンク13内の液面をも
制御対象としている。具体的には、ステップ45でウォ
ータジャケット2内の液面が設定レベル以下であると判
断した場合には冷媒供給ポンプ4をON(ステップ47
)とし、ロアタンク13からウォータジャケット2へ液
相冷媒を循環供給する。この液相冷媒の供給は、少なく
とも以後ステップ45でウォータジャケット2内液面が
設定レベルに達したと判断されるまではwE続される。
On the other hand, liquid level control is processed by steps starting from step 45. This is done by giving priority to maintaining the liquid level in the water jacket 2 at the set level, and only under certain conditions, allowing the liquid level in the water jacket 2 to rise above the set level and allowing the liquid level in the lower tank 13 to rise above the set level. The liquid level is also controlled. Specifically, if it is determined in step 45 that the liquid level in the water jacket 2 is below the set level, the refrigerant supply pump 4 is turned ON (step 47).
), and the liquid phase refrigerant is circulated and supplied from the lower tank 13 to the water jacket 2. The supply of the liquid phase refrigerant is continued at least thereafter until it is determined in step 45 that the liquid level in the water jacket 2 has reached the set level.

そして設定レベルに達した時点で系内温度が目標値に略
合致して(ステップ50)いればロアタンク13内液面
を考慮せずに直ちに冷媒供給ポンプ4を0FF(ステッ
プ54)とする。しかしステップ50で系内温度が目標
値よりも1.5°C以上高くなっていれば、ステップ5
1−ステップ52−ステップ47の手順でロアタンク1
3内液面が設定レベルに低下するまで冷媒供給ポンプ4
の駆動を継続する(同時にウォータジャケット2内の液
面は設定レベル以上となる)。これは、ウォータジャケ
ット2内の液面を一定に保っていても、沸騰状態が変化
することによりウォータジャケット2内の液相冷媒中の
蒸気泡の割合が増大すると、ロアタンク13内の液面が
高くなり、コンデンサコア部12に達して実質的な放熱
面積を狭めることがあるので、系内湯度が目標値+1.
5°C以上のときにはコンデンサ3側の液面を強制的に
下げて放熱面積を拡張するのである。
If the system temperature substantially matches the target value when the set level is reached (step 50), the refrigerant supply pump 4 is immediately turned off (step 54) without considering the liquid level in the lower tank 13. However, if the system temperature is 1.5°C or more higher than the target value in step 50, step 5
1-Step 52-Step 47 to remove lower tank 1.
3 Refrigerant supply pump 4 until the internal liquid level drops to the set level.
(at the same time, the liquid level in the water jacket 2 becomes higher than the set level). This is because even if the liquid level in the water jacket 2 is kept constant, if the proportion of vapor bubbles in the liquid phase refrigerant in the water jacket 2 increases due to changes in the boiling state, the liquid level in the lower tank 13 will increase. The hot water temperature in the system may reach the target value +1.
When the temperature is 5°C or higher, the liquid level on the capacitor 3 side is forcibly lowered to expand the heat dissipation area.

次に封入冷媒の過多回避制御であるが、これは上記の液
面制御を利用して過多の検出を行っている。具体的には
、上記のように一定の温度条件(ステップ50)の下で
は、コンデンサ3の放熱面積を拡張すべくステフジ51
0判別によりロアタンク13内の液面を制御対象として
冷媒供給ポンプ4を駆動するのであるが、ステップ52
でそのポンプON状態のI!続続開間ソフトウェアタイ
マT2により監視し、これが設定時間、例えば10秒以
上であるときには封入冷媒量が過多であると判断する。
Next is the overfill avoidance control, which uses the above-mentioned liquid level control to detect an overfill. Specifically, under the constant temperature condition (step 50) as described above, the stage 51 is
Based on the 0 determination, the refrigerant supply pump 4 is driven with the liquid level in the lower tank 13 as the control target, but in step 52
So that pump is on! The continuous opening period is monitored by a software timer T2, and when it is longer than a set time, for example, 10 seconds, it is determined that the amount of refrigerant enclosed is excessive.

すなわち、ウォータジャケット2側の液面レベルのみを
制御している状態では、冷媒過多の場合の余剰液相冷媒
が総てロアタンク13側に偏在しており、これを冷媒供
給ポンプ4の駆動によってウオークジャケット2側へ移
動させることになるので、その移動に過度に時間を要す
る場合には封入冷媒量が過多なのである。そして、ここ
で過多と判断した場合には、第11図のステップ56〜
ステツプ58で、冷媒供給ポンプ4.冷却ファン14を
停止し、かつソフトウェアタイマT2をクリアした後に
、前述した余剰冷媒排出制御(第8図)に再度進む。
That is, when only the liquid level on the water jacket 2 side is controlled, all the excess liquid phase refrigerant in the case of excess refrigerant is unevenly distributed on the lower tank 13 side, and this is removed by driving the refrigerant supply pump 4. Since the refrigerant must be moved to the jacket 2 side, if the refrigerant takes an excessively long time to move, the amount of refrigerant sealed in the refrigerant is too large. If it is determined that the amount is excessive, steps 56 to 11 in FIG.
At step 58, the refrigerant supply pump 4. After stopping the cooling fan 14 and clearing the software timer T2, the process again proceeds to the above-mentioned surplus refrigerant discharge control (FIG. 8).

これにより、前述した処理手順に従って封入冷媒量の調
整が再度行われ、余分に系内に存在していた冷媒はリザ
ーバタンク25に排出される。
As a result, the amount of enclosed refrigerant is adjusted again according to the processing procedure described above, and the excess refrigerant that was present in the system is discharged to the reservoir tank 25.

以上のように、冷媒過多回避が行われることにより、コ
ンデンサ3にウォータジャケット2から多量の液相冷媒
が蒸気と共に流入して放熱効率を低下させてしまう現象
が防止され、冷却不良や冷却ファン14の駆動頻度の増
加を未然に防止できる。
As described above, by avoiding excess refrigerant, it is possible to prevent a phenomenon in which a large amount of liquid refrigerant flows into the condenser 3 from the water jacket 2 together with steam and reduce the heat dissipation efficiency, resulting in poor cooling and cooling fan 14. This can prevent an increase in driving frequency.

また、このように冷媒量過多により放熱効率が低下する
と、系内温度が上昇しようとする結果、上述したコンデ
ンサ3放熱面積の拡張制御が必ず行われ、その際に冷媒
量過多を検出し得るので、確実かつ合理的に冷媒量過多
の回避が行えるのである。尚、封入冷媒が過多となるの
は、前述した余剰冷媒排出制御(ステップ4)や後述す
る負圧防止制御(ステップ6)において、第3電磁弁3
2により冷媒循環系を密閉する際に、第1.第2液面セ
ンサ34.36が振動等により誤作動したわ、車両の急
停車、急旋回等により液相冷媒が片寄って誤検出するこ
となどが原因である。
In addition, when the heat dissipation efficiency decreases due to an excessive amount of refrigerant, the temperature inside the system tends to rise, and as a result, the above-mentioned expansion control of the heat dissipation area of the condenser 3 is always performed, and at that time, an excessive amount of refrigerant can be detected. Therefore, excessive amount of refrigerant can be avoided reliably and rationally. Incidentally, the reason why the enclosed refrigerant becomes excessive is that the third solenoid valve 3
When sealing the refrigerant circulation system by 1. The second liquid level sensors 34 and 36 malfunctioned due to vibrations or the like, or the liquid phase refrigerant was biased to one side due to sudden stops or sharp turns of the vehicle, resulting in erroneous detection.

一方、この実施例においては、封入冷媒の過多回避と共
に、過少回避をも行っている。封入冷媒が過少となる原
因は、過多と同様の誤検出の他、シール部から冷媒が漏
出して徐々に冷媒量が不足となる場合もある。
On the other hand, in this embodiment, in addition to avoiding an excessive amount of sealed refrigerant, an insufficient amount of the refrigerant is also avoided. The reason why the amount of refrigerant enclosed is too little is not only erroneous detection similar to the case of too much, but also the amount of refrigerant may gradually become insufficient due to leakage of the refrigerant from the seal portion.

これは、前述の液面制御において、ウォータジャケット
2内の液面が設定レベル以下となった場合にステップ4
5の判別により冷媒供給ポンプ4を○Nとしているので
あるが、その際に、ステップ46で設定レベル以下の状
態の継続時間をソフトウェアタイマT、により監視し、
これが設定時間、例えば10秒以上であるときには封入
冷媒量が過少であると判断して第2電磁弁31をOFF
 (流路A)とする(ステップ55)。すなわち、上記
の設定時間は、封入冷媒量が適切である場合の制御系と
しての応答性を考慮して設定された値であり、冷媒量が
充足していれば、これを越えることがない。
This is done in step 4 when the liquid level in the water jacket 2 falls below the set level in the liquid level control described above.
Based on the determination in step 5, the refrigerant supply pump 4 is set to ○N, but at this time, in step 46, the duration of the state below the set level is monitored by a software timer T,
If this is longer than the set time, for example 10 seconds, it is determined that the amount of refrigerant enclosed is too small and the second solenoid valve 31 is turned off.
(flow path A) (step 55). That is, the above set time is a value set in consideration of the responsiveness of the control system when the amount of refrigerant enclosed is appropriate, and will not be exceeded if the amount of refrigerant is sufficient.

尚、更に厳格に行うならば負荷等の条件を加えて上記の
時間を可変的に設定するようにしても良い。
Incidentally, if it is to be carried out more strictly, the above-mentioned time may be set variably by adding conditions such as load.

そして上記のように第2電磁弁31を流路Aとしたとき
、同時に冷媒供給ポンプ4はON状態(ステップ47)
のままであるから、リザーバタンク25の予備液相冷媒
が系内に強制的に補給される。これは、ウォータジャケ
ット2内の液面が設定レベルに達するまで′m続される
。設定レベルに達した時点でステップ48.ステップ4
9により、補給を停止し、かつステップ46のソフトウ
ェアタイマT3をクリアする。
Then, when the second solenoid valve 31 is set to the flow path A as described above, the refrigerant supply pump 4 is simultaneously turned on (step 47).
Therefore, the reserve liquid phase refrigerant in the reservoir tank 25 is forcibly replenished into the system. This continues until the liquid level in the water jacket 2 reaches the set level. When the set level is reached, step 48. Step 4
9, replenishment is stopped and the software timer T3 in step 46 is cleared.

以上のように、冷媒過少回避は液相冷媒のロアタンク1
3からウォータジャケット2への循環供給の度に判断し
て随時冷媒補給を行うので、封入冷媒量の不足により燃
焼室壁が露出してしまうようなことがない。
As mentioned above, avoidance of refrigerant shortage is achieved by
Since the refrigerant is replenished as needed every time the refrigerant is circulated from the refrigerant 3 to the water jacket 2, there is no possibility that the combustion chamber wall will be exposed due to insufficient amount of refrigerant.

次に第12図は、上記の通常運転制御(ステップ5)に
続いて行われる負圧防止制御(ステップ6)のフローチ
ャートを示す。これは、車両走行風が強過ぎるような場
合の減圧沸騰による過冷却現象を防止するためのもので
、系内温度が97°C以下(ステップ61)でかつ系内
が外気圧に対して実際に負圧(ステップ62)になって
いることを条件として行われる。尚、圧力条件のみでは
、冷媒の大気圧下での沸点が100℃以上の場合(水に
不凍液を加えたような場合)に、系を密閉したままでの
100℃近傍の温度制御が不可能となり、また温度条件
のみでは外気圧の変化により系開放時に蒸気の噴出を生
じるおそれがある。
Next, FIG. 12 shows a flowchart of the negative pressure prevention control (step 6) that is performed following the above-mentioned normal operation control (step 5). This is to prevent the supercooling phenomenon caused by reduced pressure boiling when the wind in the vehicle is too strong, and the temperature inside the system is 97°C or less (step 61) and the temperature inside the system is actually relative to the outside pressure. This is performed on the condition that the pressure is negative (step 62). Furthermore, if the boiling point of the refrigerant under atmospheric pressure is 100°C or higher (such as when antifreeze is added to water), it is impossible to control the temperature around 100°C with the system closed using only pressure conditions. In addition, if only the temperature conditions are used, there is a risk that steam will be ejected when the system is opened due to changes in external pressure.

上記の両条件が満たされた場合には、ステップ63で第
3電磁弁32を開とし、系内をリザーバタンり25に対
し連通状態とする。これにより、負圧化している系内に
、リザーバタンク25から液相冷媒が導入され、系内の
圧力が略大気圧に回復する結果、ウォータジャケット2
内の液相冷媒の沸点が上昇する。また、・ステップ64
〜ステツプ66によりウォータジャケット2内の液面は
設定レベルに制御され続けるのでリザーバタンク25か
ら流入した液相冷媒によってコンデンサ3の液面のみが
高くなる。そのためコンデンサ3の放熱量が低下し、自
然に機関発熱量と釣り合うようにコンデンサ3内の液面
レベルが上下変動することになる。
If both of the above conditions are met, the third solenoid valve 32 is opened in step 63 to bring the system into communication with the reservoir tank 25. As a result, liquid phase refrigerant is introduced from the reservoir tank 25 into the negative pressure system, and as a result, the pressure in the system is restored to approximately atmospheric pressure, and as a result, the water jacket 2
The boiling point of the liquid phase refrigerant in the tank increases. Also, step 64
- Since the liquid level in the water jacket 2 continues to be controlled at the set level in step 66, only the liquid level in the condenser 3 is raised by the liquid phase refrigerant flowing from the reservoir tank 25. Therefore, the amount of heat dissipated from the capacitor 3 decreases, and the liquid level within the capacitor 3 naturally fluctuates up and down to balance the amount of heat generated by the engine.

上記の系開放状態は、系内が正圧(ステップ67)とな
り、かつロアタンク13の液面が設定レベルに低下する
(ステップ68)まで継続される。つまり車両走行風の
低下あるいは負荷の増大などによって機関発熱量が増大
すると、蒸気圧の上昇によって系内から液相冷媒が徐々
に排出され、ロアタンク13の液面が設定レベルに低下
した時点で第3電磁弁32を閉じて(ステップ69)、
この負圧防止制御を終了する。これにより冷媒循環系は
再び所定量の冷媒を封入した状態で密閉され、再度前述
の通常運転制御(第10図)を繰り返すのである。そし
て、上記のように冷媒循環系を閉じたときに誤検出等に
より封入冷媒に過不足が生じていた場合には、やはり前
述した冷媒過少回避、過多回避によって処理される。
The system open state described above continues until the system becomes positive pressure (step 67) and the liquid level in the lower tank 13 falls to the set level (step 68). In other words, when the engine heat generation increases due to a decrease in vehicle running wind or an increase in load, the liquid phase refrigerant is gradually discharged from the system due to the increase in vapor pressure, and when the liquid level in the lower tank 13 drops to the set level, the 3 Close the solenoid valve 32 (step 69),
This negative pressure prevention control is ended. As a result, the refrigerant circulation system is again sealed with a predetermined amount of refrigerant, and the above-mentioned normal operation control (FIG. 10) is repeated again. If there is an excess or deficiency in the enclosed refrigerant due to erroneous detection or the like when the refrigerant circulation system is closed as described above, the above-mentioned refrigerant shortage avoidance and excess refrigerant avoidance are also used to handle the problem.

第13図は、機関のイグニッションキーがOFF操作さ
れた場合に割込処理されるキーOFF制御(ステップ7
)を示している。
FIG. 13 shows key OFF control (step 7) which is interrupted when the engine ignition key is turned OFF.
) is shown.

先ずステップ74の温度判断により、系内湯度が比較的
低い(例えば75℃以下)場合には直ちに電源をOFF
 (ステップ83)とするが、これより高温である場合
にはソフトウェアタイマT4の設定により最大10秒程
度冷却ファン14を駆動して強制冷却(ステップ76〜
ステツプ78)シ、かつ系内が冷えて負圧になる(ステ
ップ82)まで待機する。
First, by determining the temperature in step 74, if the hot water temperature in the system is relatively low (for example, below 75°C), the power is immediately turned off.
(Step 83) However, if the temperature is higher than this, the software timer T4 is set to drive the cooling fan 14 for a maximum of 10 seconds to force cooling (Steps 76 to 83).
Step 78) and waits until the system cools down to negative pressure (step 82).

また、この間もウォータジャケット2内の液面制御を継
続する(ステップ79〜ステンプ81)。そして系内が
負圧化した時点で電源をOFF (ステップ83)とし
、一連の制御が総て終了する。この電t1.OFFによ
り常閉型である第1電磁弁28は閉に、第2電磁弁31
は流路Aに、常開型である第3電磁弁32は開となるた
め、系内の温度低下つまり圧力低下に伴ってリザーバタ
ンク25から第2補助冷媒通路30を介して予備液相冷
媒が導入され、最終的には系全体が液相冷媒で満たされ
た状態となって次の始動に備えることになる。また上記
の予備液相冷媒の導入の際には、ロアタンク13からコ
ア部12を経由して系内に流入するので、運転中に何ら
かの原因で僅かに空気が侵入して微細なコンデンサチュ
ーブ内に付着した場合でも、系上方へ確実な排出が行え
る。
Also, during this time, control of the liquid level in the water jacket 2 is continued (steps 79 to 81). Then, when the pressure inside the system becomes negative, the power is turned off (step 83), and the entire series of controls is completed. This electricity t1. When OFF, the normally closed first solenoid valve 28 is closed, and the second solenoid valve 31 is closed.
is in the flow path A, and the third electromagnetic valve 32, which is a normally open type, is opened, so that as the temperature in the system decreases, that is, the pressure decreases, the preliminary liquid phase refrigerant flows from the reservoir tank 25 through the second auxiliary refrigerant path 30. is introduced, and eventually the entire system is filled with liquid phase refrigerant in preparation for the next startup. Furthermore, when introducing the above-mentioned preliminary liquid phase refrigerant, it flows into the system from the lower tank 13 via the core section 12, so a small amount of air may enter the condenser tube for some reason during operation. Even if it adheres, it can be reliably discharged to the upper part of the system.

一方、上記のキーOFF制御中に再度・イグニッション
キーがON操作される場合もあるが、この場合にはステ
ップ73の判断によりステップ84へ進み、予め退避さ
せた(ステップ71)情報Gこ基づいて、キーOFF前
に進行していた制御状態に復帰させる。
On the other hand, the ignition key may be turned on again during the above-mentioned key OFF control, but in this case, the process proceeds to step 84 based on the judgment in step 73, and based on the information G saved in advance (step 71). , to return to the control state that was in progress before the key was turned off.

尚、この実施例では、制御弁24としてワックスを用い
たものを示したが、バイメタルを用いたものでもよい。
In this embodiment, wax is used as the control valve 24, but bimetal may be used instead.

また、温度センサと弁とを独立させ、電磁弁を用いて、
温度センサからの信号に応じ例えばデユーティ制御によ
り流量比を制御するようにしてもよい。
In addition, by making the temperature sensor and valve independent and using a solenoid valve,
The flow rate ratio may be controlled by duty control, for example, in response to a signal from a temperature sensor.

また、この実施例ではヒータコア17からウォータジャ
ケット2のクリソダブロック5側に冷媒を戻しているが
、シリンダヘッド6側に戻してシリンダヘッド6の冷却
効果を高めるようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the refrigerant is returned from the heater core 17 to the chrysodar block 5 side of the water jacket 2, but it may be returned to the cylinder head 6 side to enhance the cooling effect of the cylinder head 6.

ところでまた、この実施例では、ウォータジャケット2
.コンデンサ3及び冷媒供給ポンプ4からなる冷媒の循
環系をヒータコア17への冷媒の循環系と共に通常運転
時に密閉循環系としている。
By the way, in this embodiment, the water jacket 2
.. The refrigerant circulation system consisting of the condenser 3 and the refrigerant supply pump 4, together with the refrigerant circulation system to the heater core 17, is a closed circulation system during normal operation.

これは次の理由による。This is due to the following reason.

近年、例えば特開昭57−62912号公報において、
沸騰冷却装置が提案されていることは既に述べたが、実
際には実用化されるには至っていない。
In recent years, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-62912,
Although it has already been mentioned that a boiling cooling device has been proposed, it has not yet been put into practical use.

その最も大きな問題は、冷媒の循環系から不凝縮気体で
ある空気を完全に除去することが難しく、残留空気によ
って冷却性能が著しく低下し、またヒータコアでの熱交
換効率が低下する惧れのあることである。すなわち、上
記公報に記載のものは、冷媒の循環系が一部で大気に開
放されており、発生蒸気圧によって空気を系外に押し出
すものであるから、蒸気化した冷媒の流出が伴うと共に
、必ずしも完全な除去を行うことができず、特にコンデ
ンサコアやヒータコアを効率の良い微細なチューブにて
構成したような場合には、その内部に空気が滞留し易い
The biggest problem is that it is difficult to completely remove air, which is a non-condensable gas, from the refrigerant circulation system, and the residual air can significantly reduce cooling performance and reduce the heat exchange efficiency in the heater core. That's true. That is, in the system described in the above publication, a part of the refrigerant circulation system is open to the atmosphere, and air is pushed out of the system by the generated vapor pressure, so the vaporized refrigerant flows out, and It is not always possible to completely remove the air, and especially when the capacitor core or heater core is made of a highly efficient fine tube, air tends to remain inside the core.

しかも、このように冷媒の循環系を大気に開放したもの
では、ウォータジャケット内の冷媒の沸点が固定的に定
められてしまい、機関運転状態に応じた温度制御が実現
できないばかりか、始動直後の冷媒温度の立ち上がりが
遅く、なかなか機関温度が安定しない。
Moreover, in systems where the refrigerant circulation system is opened to the atmosphere in this way, the boiling point of the refrigerant in the water jacket is fixed, which not only makes it impossible to control the temperature according to engine operating conditions, but also The refrigerant temperature rises slowly, making it difficult for the engine temperature to stabilize.

このため、ヒータコアにも始動直後には十分な温度の冷
媒が供給されず、温度上昇後も供給冷媒の温度が安定し
ないので、立ち上がりの良好な安定した暖房性能が得ら
れない。特に、上記公報に記載のもののようにウォータ
ジャケットと分離タンクとの間で液相冷媒を自然循環さ
せて分離タンク上部から蒸気を取出す構成では、冷間始
動時に分離タンク内の液相冷媒をも含めて冷媒全体が沸
点近くに高温化しなければヒータコアに十分な蒸気が供
給されず、従って暖房性能の立ち上がりが良好なものと
はならない。
For this reason, refrigerant at a sufficient temperature is not supplied to the heater core immediately after startup, and the temperature of the supplied refrigerant is not stable even after the temperature rises, so stable heating performance with a good start-up cannot be obtained. In particular, in a configuration like the one described in the above publication, in which the liquid phase refrigerant is naturally circulated between the water jacket and the separation tank and vapor is extracted from the top of the separation tank, the liquid phase refrigerant in the separation tank is also drained during a cold start. Unless the temperature of the entire refrigerant including the refrigerant is raised to near the boiling point, sufficient steam will not be supplied to the heater core, and therefore heating performance will not start up well.

そこで、この実施例では、通常運転時に密閉循環系を構
成し、その循環系内から不凝縮気体である空気を確実に
除去できるようにして、冷却性能の信頼性、安定性の向
上を図ると共に、暖房性能についても負荷によって変わ
るものの常に安定した高温冷媒をヒータコアに供給して
、立ち上がりが良好で安定した十分高温の温風が得られ
るようにしている。
Therefore, in this embodiment, a closed circulation system is configured during normal operation, and air, which is a non-condensable gas, can be reliably removed from the circulation system, thereby improving the reliability and stability of cooling performance. Although the heating performance varies depending on the load, a stable high-temperature refrigerant is always supplied to the heater core, so that stable and sufficiently hot air with a good start-up can be obtained.

そして、上記の密閉循環系の実現のため、実施例の説明
で明らかなように次のような構成を採用している。すな
わち、上記循環系の系外に設けられかつ予備液相冷媒を
貯留するりザーバタンクと、このリザーバタンクから上
記循環系内に空気排出用の液相冷媒を導入する冷媒導入
手段と、この冷媒が導入された循環系内から所定量の冷
媒を残して余剰冷媒を上記リザーバタンク25に排出す
る冷媒排出手段と、上記循環系の最上部に接続され、か
つ上記冷媒の導入の際に開路され、排出の際に閉路され
る空気排出通路とを設けることで、循環系内から不凝縮
気体である空気を確実に除去できるようにして、密閉循
環系を達成し、冷却性能の信頼性、安定性の向上と、暖
房性能の向上とを図っている。但し、密閉循環系のシス
テム構成は、これに限るものではなく、例えば特願昭5
8−228145号あるいは特願昭59−140378
号などに示されるような構成でもよい。
In order to realize the above-mentioned closed circulation system, the following configuration is adopted as is clear from the description of the embodiments. That is, a reservoir tank provided outside the circulation system and storing a preliminary liquid phase refrigerant, a refrigerant introduction means for introducing the liquid phase refrigerant for air discharge from the reservoir tank into the circulation system, and this refrigerant a refrigerant discharge means for discharging excess refrigerant from the introduced circulation system to the reservoir tank 25 while leaving a predetermined amount of refrigerant; and a refrigerant discharge means connected to the top of the circulation system and opened when the refrigerant is introduced; By providing an air exhaust passage that is closed during exhaust, it is possible to reliably remove non-condensable gas air from within the circulation system, achieving a closed circulation system and improving the reliability and stability of cooling performance. The aim is to improve heating performance and heating performance. However, the system configuration of the closed circulation system is not limited to this, for example,
No. 8-228145 or patent application No. 140378/1984
It may be configured as shown in No.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、ヒータコアへの供
給冷媒の温度を略一定に制御することができ、通常状態
において沸騰冷却装置を利用した十分な暖房効果を得る
ことができることは勿論、高負荷運転時などに暖房の効
きすぎを防止して、常に快適な車室内暖房を確保できる
という効果が得られる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, it is possible to control the temperature of the refrigerant supplied to the heater core to be substantially constant, and it is possible to obtain a sufficient heating effect using the boiling cooling device under normal conditions. Of course, this has the effect of preventing overheating during high-load operation and ensuring comfortable heating in the vehicle interior at all times.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る沸騰冷却装置の一実施例を示す構
成図、第2図囚、0は作動状態別に示す制御弁の断面図
、第3図は第2図[F]のm−m断面図、第4図はヒー
タコアが組込まれる空調装置の例を示す構成図、第5図
〜第13図はこの実施例における制御内容を示すフロー
チャートである。 1・・・内燃機関  2・・・ウォータジャケット3・
・・コンデンサ  4・・・冷媒供給ポンプ7・・・蒸
気出口  8・・・接続管  9・・・蒸気通路13・
・・ロアタンク  14・・・冷却ファン  15・・
・冷媒循環通路  17・・・ヒータコア  1日・・
・ヒータ用ポンプ  19・・・冷媒取出口  20・
・・冷媒導入通路21・・・冷媒戻し通路  22・・
・冷媒戻し口  23・・・連絡路  24・・・制御
弁  25・・・リザーバタンク27・・・空気排出通
路  28.31.32・・・電磁弁33・・・制御装
置  34・・・第1液面センサ  35・・・温度セ
ンサ  36・・・第2液面センサ  105・・・ワ
ノクス 第2図(A) 第 2 図(B) 第3図 第5図 第6図 第7図
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the evaporative cooling device according to the present invention, Fig. 2 (0) is a cross-sectional view of the control valve shown in each operating state, and Fig. 3 is a sectional view of the control valve in Fig. 2 [F]. FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of an air conditioner in which a heater core is incorporated, and FIGS. 5 to 13 are flowcharts showing control details in this embodiment. 1... Internal combustion engine 2... Water jacket 3.
...Condenser 4...Refrigerant supply pump 7...Steam outlet 8...Connecting pipe 9...Steam passage 13...
...Lower tank 14...Cooling fan 15...
・Refrigerant circulation passage 17... Heater core 1 day...
・Heater pump 19...refrigerant outlet 20・
・・Refrigerant introduction passage 21 ・・Refrigerant return passage 22 ・・
・Refrigerant return port 23...Communication path 24...Control valve 25...Reservoir tank 27...Air discharge passage 28.31.32...Solenoid valve 33...Control device 34...No. 1 Liquid level sensor 35...Temperature sensor 36...2nd liquid level sensor 105...Wanox Figure 2 (A) Figure 2 (B) Figure 3 Figure 5 Figure 6 Figure 7

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)上部に蒸気出口を有する機関のウォータジャケッ
トと、上記蒸気出口に接続されると共に下部に液化冷媒
を一時貯留する冷媒タンクを有するコンデンサと、上記
冷媒タンクと上記ウォータジャケットとの間に設けられ
た冷媒供給ポンプとを備えてなる自動車用内燃機関の沸
騰冷却装置において、上記ウォータジャケットからの冷
媒取出口に接続された車室暖房用のヒータコアと、この
ヒータコアとウォータジャケットへの冷媒戻し口との間
に設けられたヒータ用ポンプとを有し、更に、このポン
プ出口とヒータコア入口とを連絡する連絡路と、この連
絡路を流れる冷媒の流量を冷媒の温度に応じて制御する
制御弁とを有することを特徴とする自動車用内燃機関の
沸騰冷却装置。
(1) A water jacket of the engine having a steam outlet at the top, a condenser connected to the steam outlet and having a refrigerant tank for temporarily storing liquefied refrigerant at the bottom, and a condenser provided between the refrigerant tank and the water jacket. A evaporative cooling system for an internal combustion engine for an automobile, comprising a refrigerant supply pump and a refrigerant supply pump, a heater core for heating a passenger compartment connected to a refrigerant outlet from the water jacket, and a refrigerant return port to the heater core and the water jacket. and a control valve that controls the flow rate of the refrigerant flowing through the communication path in accordance with the temperature of the refrigerant. A boiling cooling device for an internal combustion engine for an automobile, comprising:
(2)機関のウォータジャケット、コンデンサ及び冷媒
供給ポンプを含む冷媒の循環系がヒータコアへの冷媒の
循環系と共に通常運転時に密閉循環系を構成することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の自動車用内燃機
関の沸騰冷却装置。
(2) A refrigerant circulation system including a water jacket, a condenser, and a refrigerant supply pump of the engine constitutes a closed circulation system during normal operation, together with a refrigerant circulation system to the heater core. Boiling cooling system for automotive internal combustion engines.
(3)冷媒取出口が機関のウォータジャケットのシリン
ダヘッド側に設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の自動車用内燃機関の沸騰
冷却装置。
(3) The boiling cooling device for an internal combustion engine for an automobile as set forth in claim 1 or 2, wherein the refrigerant outlet is provided on the cylinder head side of the water jacket of the engine.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102191990A (en) * 2010-03-04 2011-09-21 日本恒温器株式会社 Cooling apparatus for internal combustion engine
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