JPS6183434A - 沸騰冷却式エンジンのコンデンサ - Google Patents

沸騰冷却式エンジンのコンデンサ

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JPS6183434A
JPS6183434A JP20458184A JP20458184A JPS6183434A JP S6183434 A JPS6183434 A JP S6183434A JP 20458184 A JP20458184 A JP 20458184A JP 20458184 A JP20458184 A JP 20458184A JP S6183434 A JPS6183434 A JP S6183434A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
heat exchange
oil cooler
oil
condenser
Prior art date
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Pending
Application number
JP20458184A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Ogawa
直樹 小川
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP20458184A priority Critical patent/JPS6183434A/ja
Publication of JPS6183434A publication Critical patent/JPS6183434A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F01P11/08Arrangements of lubricant coolers
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/06Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using air or other gas as the cooling medium

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】 産業上の利用分野 この発明は、ウォータジャケット内のFlレベルまで液
相冷媒を貯留しておき、その沸騰気化によ)効率の良い
冷却を行うようにし友沸騰冷却式エンジンにおいて、発
生蒸気の凝縮に用いられるコンデンサに関する。
従来の技術 エンジンの潤滑油あるいは自動変速機の作動油の過度の
昇温を防止する友めに、一般にオイルクーラが用いられ
ている。このオイルクーラは、空冷式および水冷式に大
別され、空冷式としては所謂チューブアンドコルゲート
フィン型等の熱交換器を外気によシ冷却され得るように
膜室した構成であシ、水冷式としては、比較的低温の冷
却水が通流するエンジンウォータジャケットの入口部や
ラジェータロアタンク内に、熱交換用の管路を配役しt
構成となっている。
しかし、このような空冷式あるいは水冷式のオイルクー
ラにあっては、熱交換効率をそれ程高く得ることができ
ず、装置の大型化を免れないとともに、油温を十分に低
下させることが難しい。
一方、本出願人は従前の水冷式エンジン冷却装置に代わ
るものとして、冷媒(冷却水)の沸騰・凝縮のサイクル
を利用した沸騰冷却装置を種々提案している(特願昭5
8−145470号、特願昭58−228146号、特
願昭59−100156号等)。これは、液相冷媒が所
定レベルまで貯留されるクォータジャケットと、下部に
液化し之冷媒を一時貯留するロアタンクを備えたコンデ
ンサと、上記ロアタンクから上記ウォータジャケットに
液相冷媒を循環供給する冷媒供給ポンプとによって密閉
し九冷媒循環系を形成するとともに、系外に大気開放の
リザーバタンクを備え九構成であシ、系内とリザーバタ
ンクとの間で液相冷媒を移動させることによシネ凝縮気
体である空気の排出を実現する一方、機関運転中はクォ
ータジャケット内の冷媒液面を液面七ンテによ)監視し
て上記冷媒供給ポンプをI’llJ御し、上記液直を所
定レベルに維持するようにしたものである。この冷媒の
相変化を利用した沸騰冷却装置によれば、熱交換効率の
飛躍的な向上が図れ、しかも各部を冷媒沸点に均一に冷
却することができる。
発明が解決しようとする問題点 この発明は、上記の沸騰冷却装置によるエンジン冷却系
統を利用して潤滑油等の冷却を行い得るようにし、上記
従来のオイルクー2において問題となってい几装置の大
型化や冷却性能不足を解決しようとするものである。
問題点を解決するだめの手段 上記の間覇点を解決する几めに、この発明は、沸騰冷却
式エンジンのコンデンサの内部とシわけ常時液相冷媒が
貯留される部分にオイルクーラ用熱交換管を設けて、沸
騰気化潜熱による冷却を行うようにしている。すなわち
、この発明に係る沸騰冷却式エンジンのコンデンサは、
アッパタンク、ロアタンクおよびコア部からなシ、上記
ロアタンクの一部に、下方に膨出した冷媒貯留部を有す
るとともに、この冷媒貯留部に液化冷媒出口が設けられ
、かつこの冷媒貯留部内に、上下方向に沿つた平板状を
なす偏平なオイルクーラ用熱交換管が収納配置されてい
ることを特徴とする。
作用 エンジン本体で発生し九蒸気は、アッパタンクから流入
し、コア部で凝縮されてロアタンクの冷媒貯留部内に一
時的に貯留される。一方、オイルクーラ用熱交換管には
潤滑油等の高温油が通過するので、沸点近傍の温度下に
ある液相冷媒が熱交換管表面で沸騰を生じ、内部の潤滑
油等を効率良く冷却する。ここで発生した蒸気は、熱交
換管が平板状となっていることから上方へ速やかに気泡
となって浮き上かっ、コア部内で7ツパタンク側から流
入した蒸気とともに凝縮される。ま九上記冷媒貯留部に
は少くとも上記熱交換管が液相冷媒中に没する程度に液
相冷媒が貯留され、液化冷媒出口を介してエンジン本体
へ液相冷媒が循環供給されるのである。
実施例 第1図およびwc2図はこの発明に係るコンデンサ1の
一実施例を示し、ま7を第3図はこのコンデンサ1が用
いられる沸騰冷却式エンジンの冷却系統の一例を概略的
に示している。
先ず上記冷却系統t−簡単に説明すると、第3@におい
て、2がエンジン本体、3が正逆両方向に駆動可能な冷
媒供給ポンプ、4が冷却ファン、5が冷媒循環系の系外
に設けられ几リザーバタンクであって、通常運転状態で
は、クォータジャケット6の第1液面センナ7の高ざま
でを液相冷媒が占め、他方コンデンサ1内の適宜な高ざ
までを液相冷媒が占め、残部空間が気相冷媒領域となっ
てお9、gi+第2’KE1i11弁8.9i!r閉J
、三7[の第3電磁弁10が「流路B」となっている。
この状態で、クォータジャケット6内で発生しt蒸気は
コンデンサ1に送られ、ここで走行風および温度センサ
11に連動しt冷却ファン4の強制冷却風を受けて#給
液化する。液化し次冷媒は、コンデンサ1下部に一時的
に貯留され、ここから第1液面七ンサ7の検出に基づく
冷媒供給ボンダ3の駆動(正転)(C方向)によって、
上述のよりにウォータジャケット6内の液面レベルを一
定に保つように循環供給される。
ま九系内温度が目標温度から比較的大きく変動した場合
には、第3電磁弁10を「流路A」とし次状態で冷媒供
給ボンダ3の正転(C方向)あるいは逆転(D方向)に
よる液相冷媒の強制排出、強制導入が行われ、コンデン
サ1内の冷媒液面位置の下降、上昇による放熱量可変I
11御が行われる。
一方、運転開始時には、第1電磁弁8が「開」、第3電
磁弁10が「流路A」となって冷媒供給ボンダ3が一定
時間駆動(逆転)(D方向)され、系外のりザーパタン
ク5から液相冷媒が導入されて、系内の空気を空気排出
通路12から系外に排出する。
そして、一旦満水となった後は、第1電磁弁8が「閉」
、第27!l磁弁9が「開」となって、系内の発生蒸気
圧を利用して余剰冷媒の排出が行われる。
ま之上記コンデンサ1の下部には第2液面センサ13が
設けら九ており、上述し上液面位置の下降制御や余剰冷
媒の排出の際の最下限液画位置を規制し、冷媒M気の系
外への流出を防止している。
コンデンサ1は、第1図に示すように、上方のアッパタ
ンク2工と、下方のロアタンクnと、両者の間のコア部
おとから大略構成されている。上記アッパタンク4およ
びロアタンク4は何れも銅あるいはアルミニウム等の金
属板をプレス加工して細長いタンク状に形成しtもので
あって、アッパタンク21は上壁画が緩やかな山型に傾
斜して形成され、その最高部位となる中央部に蒸気人口
ヌが形成されている。このアッパタンク21の形状ハ、
蒸気の均−表拡散ならびに空気排出時の円滑な空気の流
出を考慮しtものである。ま几ロアタンクnは、−万の
側部に、下方に膨出し九冷媒貯留部δが形成されている
とともに、この冷媒貯留部δへ向けて徐々に低くなるよ
うに底壁面が傾斜して形成されておシ、かつ上述した冷
媒供給ポンプ3に接続される液化冷媒出口四が上記冷媒
貯留部5■比較的下部に設けられている。ま几コア部お
け、同じく銅あるいはアルミニウム等の熱伝導率の良い
金属からなる上下方向に沿った多数の冷媒チュー7’Z
7・・・ト、コの冷媒チューブnの間に設けられたコル
ゲート形もしくはプレート形等の冷却フィン田・・・と
からなシ、アッパタンク21およびロアタンクnに接続
した上記冷媒チューブnによって両タンク21 、22
が連通されている。
一方、上記ロアタンクnの冷媒貯留部δ内には、オイル
クーラ加が一体に収納されている。このオイルクーラ加
は、第2因にも示すように、例えば3重に重ねた偏平な
熱交換管31と、油入口管32および油出口管おからな
シ、上記熱交換管31が夫々上下方向に沿つ之平板状を
なすとともに、油の流れ方向が略水平方向となるように
冷媒貯留部5内に配役されている。上記オイルクーラ(
9)には、例えば第1図に示したように自動変速機14
の作動油あるいはエンジン潤滑油が導かれる。
尚、第1図においてあ、35は上述し上第2液面センサ
13による液面検出用バイパス通路を接続する几めの接
続口であシ、第2液買センサ13によって規定される最
下限液面位置りは、冷媒貯留部5の上級付近に設定され
、上記オイルクーラ(資)が常に液相冷媒中に没するよ
うにしている。ま九36は、上述し次第2電磁弁9を介
してリザーバタンク5に接続される接続口を示している
ごて上記のようにオイルクー230をコンデンサ1内に
設は九構成によ九ば、沸点近傍の温度下にあるロアタン
クn内の液相冷媒が熱交換管31表面で変速機作動油の
熱を受けて沸騰気化し、作動油を効果的に冷却する。す
なわち熱交換効率が相変化を伴わない流水の場合よりも
遥かに優れ几ものとなり、小型のオイルクーラ(9)で
もって十分な冷却が可能である。ま几発生し友蒸気は、
そのままコンデンサ1において凝縮されるので、別個に
オイルクーラを設は次場合に比較して構成や配管が簡単
になるのは勿論のこと、エンジン冷却装置としての制御
システムを全く変更する必要がない。
また、エンジン本体2へ供給する液相冷媒を貯留してお
くtめの冷媒貯留部5をオイルクーラ(至)の収納部と
して兼用し、しかもロアタンク乙に局部的に膨出形成し
であるので、系内の封入冷媒量が不必要に多くなること
もない。
一方、上記オイルクーラIにおいては、各熱交換管31
が上下方向に沿つ之干板状をなすものであるから、表面
で発生した蒸気泡が直ちに上方に遊離し、熱交換効率低
下の原因となる蒸気の滞留を生じることがない。また同
様に、不凝縮気体である空気の排出も円滑なものとなる
尚、上記実施例では偏平な熱交換管31を3重に重ねた
構成を示しtが、本発明はこれに限定されるものではな
い。また第4図に示すように、冷媒貯留部δを上下方向
に細長い形状とし、油の流れ方向が上下方向となるよう
にオイルクーラIを配設しても良い。また熱交換器31
 aの形状を第5図に示すようにしても良く、この形状
によれば発生蒸気が更にスムースに上方へ流れる。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明によれば、オイ
ルクーラとして冷媒の相変化を伴う沸騰冷却によって効
果的な冷却が行え、確実な油温の抑セリが可能になると
ともに、エンジン冷却装置全体における構成の複雑化や
新たな不具合等を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るコンデンサの一実施例を示す正
面図、第2図はそのH−■線に沿った要部の断面図、第
3図はこのコンデンtが用いられる冷却系統の一例を概
略的に示す説明図、第4図はこの発明に係るコンデンサ
の異なる実施例を示1・・・コンデンサ、21・・・ア
ッパタンク、n・・・ロアタンク、お・・・コア部、詞
・・・蒸気入口、δ・・・冷媒貯留部、26・・・液化
冷媒出口、刀・・・オイルクーラ、31・・・熱交換管
。 22−−−−−−一ロアタンク 23−−−−−−−ファ仰

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)蒸気入口を有する上方のアッパタンクと、液化冷
    媒出口を有する下方のロアタンクと、両タンクを接続す
    る上下方向に沿つた複数の冷媒チューブを主体とするコ
    ア部とから構成された沸騰冷却式エンジンのコンデンサ
    であつて、上記ロアタンクの一部に、下方に膨出した冷
    媒貯留部を有するとともに、この冷媒貯留部に上記液化
    冷媒出口が設けられ、かつこの冷媒貯留部内に、上下方
    向に沿つた平板状をなす偏平なオイルクーラ用熱交換管
    が収納配置されていることを特徴とする沸騰冷却式エン
    ジンのコンデンサ。
JP20458184A 1984-09-29 1984-09-29 沸騰冷却式エンジンのコンデンサ Pending JPS6183434A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2614978A1 (fr) * 1987-05-06 1988-11-10 Valeo Dispositif de boite a eau pour un radiateur de refroidissement pour un vehicule automobile, contenant un echangeur d'huile
CN1069378C (zh) * 1995-04-06 2001-08-08 正和株式会社 发动机冷却液交换装置
WO2006067553A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Renault Trucks Engine cooling system

Cited By (4)

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