JPH0352982Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は液体の気化潜熱を利用して過給機付
エンジンの加圧吸気を冷却するようにしたインタ
クーラ装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関の高出力化を図るものとして、排気ガ
スのエネルギによりタービンを駆動し、これと連
動するコンプレツサにより機関に吸入される空気
を過給するターボ過給機等が知られている。

このような過給機では、自然吸気に比較して多
量の空気をシリンダ内に押し込むので、その分だ
け燃料の増量が可能となり、機関を大型化するこ
となく最高出力を増大することができるのであ
る。

ところが、この過給機によつて吸入空気を圧縮
する際に吸気温度が上昇し、これをそのまま機関
に供給する場合には、空気密度の低下により実質
的な吸気充填効率はそれほど高まらず、またガソ
リン機関では吸気温度の上昇に伴いノツキングが
生じやすくなるという問題が発生した。

そこで、温度の上昇した吸入空気をシリンダに
吸入される前に冷却するようにしたインタクーラ
がある。このインタクーラとして冷媒の沸騰蒸発
を利用して行うものが本出願人より提案されてい
る（特願昭58−239326号）。

これを第２図に基づいて説明すると、１はエン
ジン、２は排気タービン３と吸気コンプレツサ４
からなる過給機で、その吸気コンプレツサ４から
の加圧吸気をエンジン１に導く吸気通路５の途中
にインタクーラの本体６が介装される。

このクーラ本体６は、その内側に吸気通路５と
接続して加圧吸気を通すパイプ状もしくは多層管
状の空気通路７が多数配列され、これらと融成し
た本体６の内部に冷媒が所定量充填される。

冷媒は、例えば水と不凍液とを混合したもの
で、この場合クーラ本体６の上部にいくらかの空
間を残して充填される。

クーラ本体６の上部には蒸気通路８が接続し、
その反対側に冷媒の凝縮器９が配設、接続され
る。

この凝縮器９は、エンジンのラジエータ（図示
しない）とほぼ同じような構造で、走行風や冷却
フアン（図示しない）等からの送風により冷却さ
れる。

また、凝縮器９の下部とクーラ本体６の下部と
が冷媒通路１０を介して接続され、その途中に供
給ポンプ１１が設置され、これらで閉ループの冷
却回路が形成される。

そして、この冷却回路内の圧力が、真空ポンプ
等によつて予め所定の圧力に減圧される。冷媒に
水等を用いた場合、その沸点は大気圧下で約10℃
であり、これを下げるよう、例えば回路内の圧力
を約70mmHgまで減圧し、冷媒の沸点が約45℃
に設定される。

いま、このインタクーラにおいて、過給機２で
加圧された高温の吸気がクーラ本体６を通ると、
その吸気からの熱でクーラ本体６内の冷媒が加熱
されその温度が上昇するが、このとき所定の温度
に達すると、冷媒は沸騰し始め、吸気から気化潜
熱を奪いながら蒸発を始める。

冷媒は冷却回路内の圧力に応じた所定低温下で
沸騰、蒸発し、その大きな気化潜熱により吸気か
ら十分に熱を奪うのである。

そして、この冷媒蒸気はクーラ本体６の上部か
ら蒸気通路８を介して凝縮器９に流入し、ここで
冷却フアン等からの送風により放熱し冷却され、
もとの液体に凝縮される。

この蒸気による凝縮器９での放熱効率は極めて
良好で、このため比較的弱い通風でも蒸気の冷
却、凝縮は十分に促進される。

そして、ここで凝縮液化された冷媒は、凝縮器
９下部の冷媒通路１０から供給ポンプ１１によつ
てクーラ本体６へと循環される。この供給ポンプ
１１は常時駆動され、クーラ本体６に形成したオ
ーバーフロー通路（図示しない）とによりクーラ
本体６内の冷媒量を常に所定レベルに保つ。

このようにして、過給機２からの高温吸気が効
率良く冷却され、したがつて少量の冷媒でも吸気
温度を的確に下げることができ、優れた冷却性能
が得られるのである。

尚、１２はエアフローメータ、１３は絞弁、１
４は燃料噴射弁、１５は排気通路で、１６は過給
機２による過給圧が過大となつたときに排気ター
ビン３のバイパス通路１７を開いて排気の一部を
逃がす排気バイパス弁である。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、このようなインタクーラにあつて
は、凝縮器９で液化した冷媒をクーラ本体６へ圧
送する供給ポンプ１１が径の小さい冷媒通路１０
の途中に設置されているため、液化冷媒を圧送す
る際に生じるポンプ１１の吸込圧によつてポンプ
１１の性能に悪影響を及ぼすことがある。

このような液体の相変化を利用するものにあつ
ては、冷却回路内の液状冷媒および蒸気が常に飽
和に近い状態となつており、このため供給ポンプ
１１の駆動に伴う吸込圧によつて吸込側の圧力が
下がると、液化直後の高温冷媒はその圧力の低下
に起因して減圧沸騰を生じ、吸込側にいわゆるキ
ヤビテーシヨンを起こしやすく、従つてポンプ１
１の流量を低下させたり、ひどいときにはポンプ
１１が停止するようにもなる。

（問題点を解決するための手段） この考案は、前述したようなインタクーラ装置
において、供給ポンプのロータ部を凝縮器の下部
タンク内に直接配設する。

（作用） 従つて、供給ポンプの吸込側は直接凝縮器の下
部タンク内に開口するため、供給ポンプの吸込口
が拡がると共に、吸込損失が軽減され、その吸込
圧は十分に小さくなる。

（実施例） 第１図は本考案の実施例を示す要部断面図で、
９はクーラ本体（第２図参照）からの冷媒蒸気を
凝縮液化する凝縮器を表している。

この凝縮器９で凝縮液化された冷媒は、凝縮器
９の下部に取り付けた所定容積の下部タンク９ａ
に一時貯溜され、ここから冷媒通路１０を介して
クーラ本体へと循環されるが、この下部タンク９
ａの一底部に下方に突出する凹部１８が形成され
る。この凹部１８の一側面１９はその底面２０と
滑らかに接続するように曲面状に形成される。

そして、この凹部１８の側面１９に冷媒通路１
０が開口接続されると共に、凹部１８内に供給ポ
ンプ２１のロータ部２２が配設される。

この供給ポンプ２１のロータ部２２は、ボス部
２３の外周に放射状に弾性体（ゴム等）からなる
多数のベーン２４を突設したフレキシブルロータ
からなり、このロータ２２を回転駆動するモータ
部（図示しない）は下部タンク９ａの側方に設置
される。

このフレキシブルロータ２２のベーン２４は、
先端が前記凹部１８の底面２０と側面１９に当接
し、ベーン２４と底面２０、側面１９との間にロ
ータ２２の回転に応じて容積が減少される圧力室
２５を形成するようになつている。

尚、ベーン２４の両端は凹部１８の横面２６に
摺接するように形成され、これらの面１９，２
０，２６により供給ポンプ２１のハウジングを形
成している。その他の構成については第２図と同
様である。

このように構成したので、凝縮器９で凝縮液化
された冷媒はその下部タンク９ａに落下、貯溜さ
れ、ここから供給ポンプ２１の駆動によつて冷媒
通路１０からクーラ本体へ圧送されるが、この供
給ポンプ２１の駆動による吸込圧は極めて小さい
ものとなる。

即ち、供給ポンプ２１のロータ部２２を直接下
部タンク９ａ内に配設したため、供給ポンプ２１
の吸込口が拡大され、吸込抵抗が軽減される。ま
た、ロータ部２２が下部タンク９ａ内で回転する
ため、その回転に伴いベーン２４の間にある冷媒
が圧力室２５にスムーズに入り込み、この後冷媒
通路１０の開口部にくると、その冷媒は圧力室２
５の容積変化によつて所定の吐出圧で冷媒通路１
０に押し出される。これにより、供給ポンプ２１
の吸込圧は十分に小さくなるのである。

従つて、供給ポンプ２１の吸込側の圧力が低下
するようなことはなく、圧力の低下に起因するキ
ヤビテーシヨンの発生を防止することができ、こ
の結果、常に供給ポンプ２１の良好な作動を維持
することが可能となる。

尚、下部タンク９ａに凹部１８を形成したた
め、下部タンク９ａ内の冷媒量が少ないときで
も、凹部１８から冷媒をクーラ本体に確実に送る
ことができる。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、供給ポンプのロ
ータ部を凝縮器の下部タンク内に直接配設するの
で、供給ポンプの吸込圧に起因するキヤビテーシ
ヨンの発生を防止でき、供給ポンプの良好な作動
を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す要部断面図、第
２図は従来例の構成断面図である。 ２……過給機、５……吸気通路、６……クーラ
本体、８……蒸気通路、９……凝縮器、９ａ……
下部タンク、１０……冷媒通路、１８……凹部、
２１……供給ポンプ、２２……ロータ部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 過給機の下流の吸気通路に所定量の冷媒が充填
   された蒸発器からなるクーラ本体を介装し、この
   クーラ本体と冷媒の凝縮器とを、上部の冷媒蒸気
   を導く蒸気通路と、下部の凝縮液化冷媒を供給ポ
   ンプを介して戻す冷媒通路とで連通した閉ループ
   の冷却回路を形成した過給機付エンジンのインタ
   クーラ装置において、前記供給ポンプのロータ部
   を前記凝縮器の下部タンク内に直接配設したこと
   を特徴とする過給機付エンジンのインタクーラ装
   置。