JPH05930U - 沸騰冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン停止後におけるリザーブタンクから
冷却系へのクーラントの還流を確実且つ速やかに行わし
めるようにした沸騰冷却装置を提供する。 【構成】 エンジン１〜気水分離器８間の循環径路１１
にリザーブタンク１８からのリターン配管２１が接続し
ている。リターン配管２１はリザーブタンク１８の上面
から差し込まれ、その端部が内下面の近傍に開口してい
る。また、リターン配管２１の管路にはチェックバルブ
２２が設けられ、クーラントがリザーブタンク１８から
循環径路１１へのみ流れるようになっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用エンジン等の冷却に供される沸騰冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、自動車用等のエンジンでは、過給機を用いたり吸排気系をマルチバルブ 化すること等によって、高出力化が進められている。その結果、運転時の発熱量 は従来のものに較べて格段に多くなっており、冷却装置にも高性能なものが必要 となっている。

【０００３】 沸騰冷却装置はこのような要望に応じて開発されたもので、図４に示すように 、エンジン１のシリンダブロック２側のウォータジャケット３とシリンダヘッド ４側のウォータジャケット５とにクーラントの流入口６と流出口７とを各々形成 し、これらを凝縮冷却手段たる気液分離器８，コンデンサ９，ラジエータ１０を 配した循環径路１１〜１４によって連結することにより構成されている。図中、 １５は液相のクーラント（以降、冷却液と称する。）を圧送する循環ポンプであ り、ラジエータ１０〜エンジン１間の循環径路１４に設けられている。１６は冷 機時にバイパス配管１７を介して循環径路１１と循環径路１４を連通させるサー モスタットであり、クーラントの温度により開閉作動する。また、１８は暖機時 にラジエータ１０〜エンジン１間の循環径路１４から溢出したクーラントを貯留 するリザーブタンクであり、１９はオーバフロー配管である。そして、２０はク ーラントの温度等に応じてコンデンサ９およびラジエータ１０に冷却風を送る電 動ファンである。

【０００４】 沸騰冷却装置では、先ずウォータジャケット３，５内で沸騰したクーラントが 気化熱を奪う作用を利用してシリンダブロック２やシリンダヘッド４の熱を吸収 させ、次いでそのクーラントを気液分離器８により気相と液相とに分離する。そ して、気相のクーラント（以降、蒸気と称する。）をコンデンサ９により凝縮・ 液化すると共に、飽和状態の冷却液をラジエータ１０により更に冷却し、循環ポ ンプ１５によりエンジン１に還流させる。沸騰冷却装置において気液分離を行う 理由は、コンデンサ９内に冷却液が流入すると図示しないコアチューブの内壁に 液滴が付着し、蒸気とコアチューブ間の熱伝達効率が著しく低下するためである 。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

沸騰冷却装置は、クーラントを沸騰点以下の温度で循環させる旧来の冷却装置 に較べ高い冷却効率を有しており、クーラントも少量で済む等の特長も持ってい る。しかしこの装置にも、冷却系内に蒸気を存在させることに起因する、以下の 問題点があった。

【０００６】 エンジン１の運転を停止させると機関温度は徐々に低下し、冷却系内では冷却 液が熱収縮すると共に蒸気も凝縮・液化する。その結果、系内圧力が徐々に低下 して負圧を生じ、リザーブタンク１８内のクーラントはオーバフロー配管１９を 経由して冷却系内に還流する。ところが従来の装置では、オーバフロー配管１９ がラジエータ１０〜エンジン１間の循環径路１４に接続されている都合上、リザ ーブタンク１８からの還流が円滑に行われず、蒸気が一部凝縮されないままウォ ータジャケット３，４やコンデンサ９の上部に残ってしまうことがあった。この 状態でエンジン１を再始動させた場合、冷却系の内圧が低くなっているために循 環ポンプ１５においてキャビテーションが発生し、図示しないインペラ等が破損 する虞があった。冷却系へのクーラントの還流が確実に行われるようにするため には、オーバフロー配管１９を蒸気が溜まるエンジン１〜コンデンサ９間の循環 径路１１，１２に接続すればよい。しかし、そのように配管すると、今度は運転 時に蒸気がリザーブタンク１８へ大量に流出し、クーラントの消費量が激増して しまうという問題点があった。

【０００７】 本考案は上記状況に鑑みなされたもので、エンジン停止後におけるリザーブタ ンクから冷却系へのクーラントの還流を確実且つ速やかに行わしめるようにした 沸騰冷却装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

そこで本考案ではこの課題を解決するために、エンジンのウォータジャケット 内でクーラントを沸騰させてその気化熱により当該エンジンの冷却を行う沸騰冷 却装置であって、エンジンからコンデンサに至るクーラント循環径路とリザーブ タンクとを連通するリターン配管と、当該リターン配管の管路にリザーブタンク からクーラント循環径路への流れのみを許容するチェックバルブとを設けたこと を特徴とする沸騰冷却装置を提案するものである。

【０００９】

【作用】

エンジン停止後に冷却系の内圧が低下すると、従来のオーバフロー配管に加え てリターン配管からも、リザーブタンクから冷却系へクーラントが還流する。こ の際、リターン配管は蒸気が溜まるエンジンからコンデンサに至るクーラント循 環径路に連通しているため、蒸気が速やかに凝縮され冷却系内が冷却液で満たさ れる。一方、運転時にはチェックバルブによりリターン配管の管路が閉鎖される ため、リザーブタンクへの蒸気の流入は最小限に抑えられる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。 図１には本考案に係る沸騰冷却装置の一実施例を概略的に示し、図２，図３に はそれぞれチェックバルブの縦断面視を示してある。 図１に示すように、実施例の沸騰冷却装置では、エンジン１〜気水分離器８間 の循環径路１１にリザーブタンク１８からのリターン配管２１が接続している。 リターン配管２１はリザーブタンク１８の上面から差し込まれ、その端部が内下 面の近傍に開口している。また、リターン配管２１の管路にはチェックバルブ２ ２が設けられ、クーラントがリザーブタンク１８から循環径路１１へのみ流れる ようになっている。チェックバルブ２２としては、図２に示すようにボデー２３ 内に円錐形の弁体２４とリターンスプリング２５とを組み込んだものや、図３に 示すようにボデー２３内にバタフライ形の弁体２４とリターンスプリング２５と を組み込んだもの等を用いている。

【００１１】 以下、本実施例の作用を述べる。 エンジン１の運転停止に伴って冷却系の内圧が低下すると、本実施例ではリザ ーブタンク１８内のクーラントがオーバフロー配管１９からだけでなくリターン 配管２１からも冷却系内に還流する。リターン配管２１は上述したようにエンジ ン１〜気水分離器８間の循環径路１１に接続しているため、還流した冷却水はエ ンジン１やコンデンサ９の上部に溜まっていた蒸気内に直接流入することになる 。そして、リザーブタンク１８内のクーラントは比較的温度が低いため、蒸気は 速やかに冷却され、凝縮・液化が促進されるのである。その結果、従来装置で問 題となっていたウォータジャケット３，４やコンデンサ９内での蒸気の残留が無 くなり、循環ポンプ１５におけるキャビテーションの発生が防止されるのである 。一方、冷却系の内圧が上昇する運転時においては、リターン配管２１からリザ ーブタンク１８へのクーラントの流出がチェックバルブ２２により阻止される。 そのため、リザーブタンク１８への蒸気の流出は最小限に止められ、クーラント の消費量は従来装置と同様のレベルに抑えられるのである。

【００１２】 以上で具体的実施例の説明を終えるが、本考案の態様はこの実施例に限るもの ではない。例えば、リターン配管２１を気水分離器８〜コンデンサ９間の循環径 路１２に接続するようにしてもよいし、チェックバルブ２２に図２や図３に示し た形式以外のものを用いるようにしてもよい。

【００１３】

【考案の効果】

本考案に係る沸騰冷却装置によれば、エンジン〜コンデンサ間のクーラント循 環径路とリザーブタンクとをチェックバルブを有したリターン配管により連通す るようにしたため、クーラント消費量の増加を伴わずにエンジン停止後における リザーブタンクから冷却系へのクーラントの還流が確実且つ速やかに行われるよ うになるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る沸騰冷却装置を示す斜視図であ
る。

【図２】チェックバルブの縦断面図である。

【図３】チェックバルブの縦断面図である。

【図４】従来の沸騰冷却装置を示す概念図である。

【符号の説明】

１ エンジン ３，５ ウォータジャケット ８ 気水分離器 ９ コンデンサ １０ ラジエータ １１〜１４ 循環径路 １８ リザーブタンク １９ オーバフロー配管 ２１ リターン配管 ２２ チェックバルブ

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 エンジンのウォータジャケット内でクー
   ラントを沸騰させてその気化熱により当該エンジンの冷
   却を行う沸騰冷却装置であって、エンジンからコンデン
   サに至るクーラント循環径路とリザーブタンクとを連通
   するリターン配管と、当該リターン配管の管路にリザー
   ブタンクからクーラント循環径路への流れのみを許容す
   るチェックバルブとを設けたことを特徴とする沸騰冷却
   装置。