JPS6323531Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関、例えば自動車用エンジン
の冷却装置に関する。

従来、自動車用エンジンに最も一般的に用いら
れている水冷式の冷却装置は、例えば第１図に示
す如く構成されている。（例えば「自動車工学全
書」10巻昭和55年、10月15日山海堂発行198頁参
照）詳述すると、１は、アツパタンク２、ロアタ
ンク３およびコア４からなるラジエータ、５はエ
ンジン６の前部に配置され、機関出力あるいは電
動モータにより駆動される冷却フアン、７はエン
ジン６に形成したウオータジヤケツト８を通過し
た後の高温な冷却水を上記アツパタンク２に導入
するアウトレツトホース、９はコア４で冷却され
た冷却水をロアタンク３からウオータジヤケツト
８前部のウオータポンプ１０に導入するインレツ
トホース、１１は上記アウトレツトホース７を冷
却水温度に応じて開閉路し、低温時には冷却水を
ラジエータ１に通過させずに直接ウオータポンプ
１０に循環せしめるようにしたサーモスタツトで
あり、上記ラジエータ１は車両前部に配置され、
車両走行に伴う空気流および冷却フアン５による
送風を受けて冷却されるようになつている。

しかしながら、このような従来の水冷式冷却装
置にあつては、ラジエータ１で熱交換する際に冷
却水と外気との温度差がそれ程大きくないために
ラジエータ１での放熱効率が悪く、必然的に大型
のラジエータ１やそれに見合つた大径の冷却フア
ン５が必要となり、装置全体が大型化してしまう
とともに、ラジエータ１で生じる風切音やフアン
騒音が大きいという問題があつた。しかも、上記
の如くラジエータ１での放熱効率が悪いが故に、
高負荷運転時や渋滞時等にオーバヒートを生じ易
い。

この考案は上記のような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、冷却水の循環による従来の水冷
式冷却装置に加えて、冷却媒体の蒸発気化を利用
した補助冷却機構を設けることによつて、放熱効
率の向上を図り、ラジエータ等の小型化を可能と
するとともに、機関のオーバヒートを確実に防止
し得る内燃機関の冷却装置を提供することを目的
とする。

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

第２図は、この考案に係る冷却装置の構成を模
式的に示したもので、２１はエンジンを示し、こ
のエンジン２１はシリンダブロツク２２およびシ
リンダヘツド２３にウオータジヤケツト２４を有
するほか、シリンダブロツク２２側のウオータジ
ヤケツト２４の外側を囲むように該ウオータジヤ
ケツト２４に隣接して補助冷媒蒸発部２５が画成
されている。上記ウオータジヤケツト２４は、冷
却水の強制循環による水冷式冷却系統を構成する
ものであつて、この水冷式冷却系統は基本的に第
１図と同様の構成を有しているため、他の構成部
分は図示省略してある。

上記補助冷媒蒸発部２５は、冷却媒体の蒸発気
化を利用した補助冷却機構を構成するものであつ
て、その蒸気出口２５ａはコンプレツサ２６の低
圧側に接続されており、上記補助冷媒蒸発部２５
で発生した冷却媒体蒸気をこのコンプレツサ２６
にて断熱圧縮し、高温高圧な状態にしてコンデン
サ２７に送出するようになつている。コンデンサ
２７は水冷式冷却装置のラジエータと同様に車両
前部に走行風を受け得るように設置され、さらに
必要な場合にはその後部に冷却フアンが配設され
るもので、ここに導入された蒸気はこれらの空気
流により冷却され、凝縮液化して再び液相冷却媒
体となり、冷媒タンク２８に回収される。そし
て、この液相冷却媒体は膨張弁２９によつて減圧
され、低圧状態となつて再びエンジン２１の補助
冷媒蒸発部２５に冷媒入口２５ｂより導入される
ようになつている。尚、上記膨張弁２９の開度
は、圧力検出部３０にて検出されたコンプレツサ
２６高圧側の圧力に応じて制御され、コンデンサ
２７に送出する蒸気圧力を略一定に保つている。

次に上記構成の冷却装置の作用を説明すると、
先ずエンジン２１が比較的低温状態にあるとき
は、ウオータジヤケツト２４内の冷却水の循環に
よつて従来の水冷式冷却装置と同様の水冷冷却が
行われ、補助冷却機構は作動しない。

一方、高負荷時等において冷却水が高温状態
（例えば100〜110℃）になると、上記コンプレツ
サ２６が始動され、補助冷却系統に冷却媒体が循
環して、気化潜熱を利用した補助冷却が行われ
る。この補助冷却における冷却媒体としては、上
記冷却水よりも沸点が低い各種物質を使用できる
のは勿論のこと、ウオータジヤケツト２４内の冷
却水と同一の冷却水であつても良い。これは、ウ
オータジヤケツト２４内が周知のように若干加圧
された状態にあるのに対し、上記補助冷媒蒸発部
２５内はコンプレツサ２６の作用によつて低圧に
保たれるので、100〜110℃程度の温度下でも冷却
水が容易に沸騰するからである。そして、このよ
うな蒸発気化によれば、少量の冷却水によつて多
量の熱をエンジン２１から奪い取ることができ、
かつこの蒸気をコンプレツサ２６で３〜５Kg／cm²
に圧縮することで135〜160℃の高温状態となるの
で、コンデンサ２７における放熱効率は極めて高
く得られる。

従つて、上記の如く補助冷却機構を設けた構成
によれば、ウオータジヤケツト２４および図外の
ラジエータ等から構成される水冷式冷却系統は比
較的簡易なもので済み、ラジエータ等を極めて小
型に構成し得るとともに、上記補助冷却装置にお
いても、その極めて高い放熱効率によつてコンデ
ンサ２７や冷媒タンク２８が小型なものとなるた
め、冷却装置全体として従来の水冷式のものに比
較して大幅な小型化が可能である。しかも、水冷
式冷却系統の冷却水を少量化できることにより、
暖機の迅速化や機関の軽量化を達成できる一方、
上記補助冷却機構の作用によつて機関のオーバヒ
ートを確実に防止し得る。なお、ウオータジヤケ
ツト２４による水冷式冷却系統と、補助冷却装置
のラジエターを一体化すれば、より一層の小型化
が図れるとともに、冷却フアンを共通に使用でき
る利点がある。

次に第３図に示す実施例は、エンジン２１′に
おいてシリンダブロツク２２のウオータジヤケツ
ト２４内に、各シリンダを囲むようにコイル状の
金属パイプからなる補助冷媒蒸発部２５′を設け
た例であつて、各補助冷媒蒸発部２５′は、シリ
ンダヘツド２３に形成した冷媒供給ギヤラリ３１
および蒸気排出ギヤラリ３２を介して、上記実施
例と同様に、膨張弁２９およびコンプレツサ２６
低圧側に接続されているものである。

以上で説明で明らかなように、この考案に係る
内燃機関の冷却装置は、エンジンのウオータジヤ
ケツト内に冷却水を循環させる内燃機関の冷却装
置において、上記ウオータジヤケツト内部もしく
はこれに隣接して画成され、かつ内部で液相冷却
媒体の蒸発気化を行わしめるようにした補助冷媒
蒸発部と、この補助冷媒蒸発部から取り出された
冷却媒体蒸気を外気により冷却して凝縮液化する
コンデンサとを備え、この液化した冷却媒体を再
び上記補助冷媒蒸発部に循環供給するように構成
してなる補助冷却機構を設けたものであるから、
従来の単なる水冷式冷却装置に比較して装置の小
型軽量化が図れ、かつ機関のオーバヒートを確実
に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車用エンジンの従来における冷却
装置を示す一部切欠断面図、第２図はこの考案に
係る冷却装置の構成を模式的に示す構成説明図、
第３図はこの考案の異なる実施例を示す構成説明
図である。 ２１，２１′……エンジン、２２……シリンダ
ブロツク、２３……シリンダヘツド、２４……ウ
オータジヤケツト、２５，２５′……補助冷媒蒸
発部、２６……コンプレツサ、２７……コンデン
サ、２８……冷媒タンク、２９……膨張弁、３０
……圧力検出部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンのウオータジヤケツト内に冷却水を循
   環させる内燃機関の冷却装置において、上記ウオ
   ータジヤケツト内部もしくはこれに隣接して画成
   され、かつ内部で液相冷却媒体の蒸発気化を行わ
   しめるようにした補助冷媒蒸発部と、この補助冷
   媒蒸発部から取り出された冷却媒体蒸気を外気に
   より冷却して凝縮液化するコンデンサとを備え、
   この液化した冷却媒体を再び上記補助冷媒蒸発部
   に循環供給するように構成してなる補助冷却機構
   を設けたことを特徴とする内燃機関の冷却装置。