JPS62113817A - エンジンの沸騰冷却装置 - Google Patents

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〉 本発明はエンジンのウォータジャケット内での液相冷媒
の沸騰によりエンジンの冷却を行うエンジンの沸騰冷却
装置に関し、特に冷媒蒸気を凝縮するコンデンサの防錆
技術に関する。

〈従来の技術〉 従来のエンジンの沸騰冷却装置としては、例えば第３図
に示すようなものがある（米国特許４，３６７．６９９
号明細書参照）。

エンジン５１のウォータジャケット内で液相冷媒を沸騰
させることによりその沸騰気化潜熱でエンジン５１の各
部を冷却し、そのウォータシャケ・ノド内で発生した蒸
気は、蒸気出口５２から気液分離器５３に導き、液滴を
分離させた後、コンデンサ５４に導いて凝縮液化させる
。そして、その凝縮液はロアタンク５５に集め、ポンプ
５６で再び気液分離器５３に戻し、エンジン５１のウォ
ータジャケットに供給してウォータジャケット内の液面
レベルを一定に保っている。

そして、エンジン５１の暖機と共に系内の空気を蒸気に
よりロアタンク５５に接続されたパイプ５７がら追い出
して、系内を冷媒のみ＜？ｅｉＬ相＋気相）とする。

エンジン５１が停止すると、蒸気が凝縮するので、パイ
プ５７から系内に空気を吸引し、レベルしより上部とコ
ンデンサ５４内は空気となる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 したがって、このような従来の沸騰冷却装置においては
、エンジン停止中に空気との接触により錆が発生し易く
、特に薄い金属でできたコンデンサのチューブは内面か
ら発生する錆により穴があくことがあるという問題点が
あった。

また、この対策として、コンデンサのチューブ内面にコ
ーティングを施すと、熱伝達が阻害され、放熱特性が悪
化するという問題点を生じる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、エンジン停
止中の冷間時にコンデンサ内を液相冷媒で満たして、コ
ンデンサ内での錆の発生を防止し、エンジン運転時の冷
間時に系内に空気を導入して、冷媒の熱容量を減らし、
暖機を促進できるようにすることを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は、エンジンをそのウォータジャケッ
ト内に一定レベルに保った冷媒の沸騰気化潜熱で冷却し
、その蒸気をコンデンサで凝縮してエンジンのうオータ
ジャケットに循環するエンジンの沸騰冷却装置において
、コンデンサの上部を前記レベルより低い位置に配設す
ると共に、エンジン運転時の冷間時に循環系の最上部を
大気に開放する大気開放手段を設ける構成としたもので
ある。

く作用〉 上記の構成においては、エンジン停止中にはコンデンサ
に液相冷媒が詰まっていて、空気との接触による錆の発
生が避けられ、また、エンジン運転時の冷間時、したが
って冷間始動時に系内に空気が導入されて冷媒の熱容量
が減少し、これにより暖機が促進される。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は第１の実施例を示している。

エンジン１には、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１ａ及びシリンダヘッド１ｂ
にかけてウォータジャケット２が形成され、その内部に
は上部に適当な気相空間が残る程度に液相冷媒が貯留さ
れており、この液相冷媒の沸騰気化によりエンジンｌの
各部が冷却される。

シリンダヘッド１ｂ側のウォータジャケット２の上部の
気相空間の部分には蒸気出口３が形成され、この蒸気出
口３は斜め下向きの蒸気通路４を介してコンデンサ５の
上部に接続されている。したがって、冷媒蒸気はコンデ
ンサ５に導かれて、凝縮液化され、コンデンサ５下部の
ロアタンク６に集められる。７は強制冷却用の電動ファ
ンで、ロアタンク６に臨ませた温度スイッチ８により制
御される。

そして、ロアタンク６はリザーバタンク９に配管接続さ
れており、このリザーバタンク９からの配管は電動ポン
プ１０を介してシリンダブロックｌａ側のウォータジャ
ケット２に接続されている。

電動ポンプ１０はシリンダヘッド１ｂ側のウォータジャ
ケット２の所定レベルに設けた液面スイッチ１１からの
信号に基づいて制御される。

リザーバタンク９の上部空間は並列に設けた逆止弁１２
と絶対圧弁１３とを介し更にフィルター１４を介して大
気に開放されている。逆止弁１２は外部から内部への大
気の導入方向にのみ開となる。絶対圧弁１３は高地など
に登り気圧が下がると閉じ、そしてリザーバタンク９内
の圧力が１気圧に達すると開いて、外気圧が低くてもリ
ザーバタンク９内を大気圧に保つ。

また、蒸気出口３付近の循環系最上部とリザーバタンク
９の上部空間とは大気開放手段としての電磁弁１５を介
して接続されており、この電磁弁１５はウォータジャケ
ット２内に設けた温度スイッチ１６により制御される。

エンジン１の運転中は、ウォータジャケット２内の冷媒
の液面レベルが液面スイッチ１１の検出レベルＬより下
がると、電動ポンプ１０が回転し、リザーバタンク９内
の冷媒をウォータジャケット２に供給する。また、コン
デンサ５下部のロアタンク６内の冷媒温度を温度スイッ
チ８で検出しており、所定値より高ければ電動ファン７
を回転させて通風量を増大させる。

ここで、エンジン１が停止して、系内の蒸気が凝縮し出
すと、これに応じた体積の冷媒をリザーバタンク９から
自然吸引する。この時、空気は逆止弁１２を通してリザ
ーバタンク９に導入される。

これにより、リザーバタンク９内の液面は図示Ｌ２まで
低下するが、この時エンジン１側はホースも含めて満水
となる。勿論、コンデンサ５内も冷媒で満たされ、空気
との接触による錆の発生が防止される。

次にエンジン１の冷間始動時について説明する。

ウォータジャケット２内の冷媒温度が所定値より低いと
温度スイッチ１６がオンになっており、この時エンジン
キースイッチが入れられると、電磁弁１５が開いて、リ
ザーバタンク９の上部空間から系内に空気が流入する。

したがって、ウォータシャケ・ノド２内の水位は下がり
、リザーバタンク９内の水位はＬ２からＬｌへと上昇す
る。このバランスした水位は液面スイッチ１１の検出レ
ベルＬとほぼ同じにしておくのが良い。

ウォータジャケット２内の冷媒温度が上昇し出すと、温
度スイッチ１６がオフとなって電磁弁１５が閉じる。そ
れ以降は発生する蒸気によりコンデンサ５内の冷媒をリ
ザーバタンク９内に押出すが、系内の空気は蒸気と共に
コンデンサ５に移動し、ここで蒸気が凝縮するので、空
気は次第にコンデンサ５下部に集まり、ロアタンク６に
おけるリザーバタンク９への配管の開口部まで液面が下
がったところでリザーバタンク９へと排出される。

冷間始動後、液面を低下させることは、ウォータジャケ
ット２内の冷媒の熱容量を小さくできるので、急速暖機
が可能となり、暖機性能が向上する。しかし、極寒地で
低負荷走行の場合、エンジン１の発熱はすべてヒータに
導かれ、なかなか沸騰が起こらず、空気が排出されない
。もちろん常温時においても沸騰が起こるまでコンデン
サ５のチューブ内面が空気と接触しているのは腐食上好
ましくない。

そこで本発明のようにエンジン停止後の空気導入時まで
はウォータジャケット２の上部とコンデンサ５とに冷媒
を満たし、冷間始動時のみ液面レベルを低下させるよう
にしておけば、暖機性能を確保しながら、錆に弱いコン
デンサ５の穴あきを防止することができる。

第２図には第２の実施例を示す。尚、この第２の実施例
において前述の第１の実施例と同一部分には同一符号を
付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する
。

リザーバタンク９の最低液面レベルト２付近に開口部を
設け、ここと補助タンク２０とを連通させである。この
補助タンク２０のキャンプは気密式であることは言うま
でもない。

この補助タンク２０に冷媒を一杯に満たしてキヤ・シブ
を締めておけば、万一冷媒が消失し、リザーバタンク９
の最低液面レベルＬ２が低下しても、補助タンク２０か
らリザーバタンク９内に冷媒が自動補給され、最低液面
レベルＬ２を一定に保つことができる。したがって、点
検やサービス工数が大巾に低減される。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、エンジン停止中に
コンデンサ内面が空気に触れないようにする一方、冷間
始動時などに系内を大気に開放して液面を低下させて暖
機を促進するので、コンデンサの気液界面に発生する錆
を防止しながら、暖機時におけるウォータジャケット内
の冷媒量すなわち熱容量を低下させて暖機特性を著しく
改善することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す沸騰冷却装置のシ
ステム図、第２図は第２の実施例を示す沸騰冷却装置の
システム図、第３図は従来例を示す沸騰冷却装置のシス
テム図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンをそのウォータジャケット内に一定レベルに保
   った冷媒の沸騰気化潜熱で冷却し、その蒸気をコンデン
   サで凝縮してエンジンのウォータジャケットに循環する
   エンジンの沸騰冷却装置において、コンデンサの上部を
   前記レベルより低い位置に配設すると共に、エンジン運
   転時の冷間時に循環系の最上部を大気に開放する大気開
   放手段を設けたことを特徴とするエンジンの沸騰冷却装
   置。