JPH068270Y2 - 沸騰冷却式内燃機関の蒸気マニホ−ルド - Google Patents
沸騰冷却式内燃機関の蒸気マニホ−ルドInfo
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- JPH068270Y2 JPH068270Y2 JP1985082466U JP8246685U JPH068270Y2 JP H068270 Y2 JPH068270 Y2 JP H068270Y2 JP 1985082466 U JP1985082466 U JP 1985082466U JP 8246685 U JP8246685 U JP 8246685U JP H068270 Y2 JPH068270 Y2 JP H068270Y2
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- passage
- steam passage
- liquid
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は沸騰冷却式内燃機関における気液分離機能を
有する蒸気マニホールドに関する。
有する蒸気マニホールドに関する。
［従来技術］ 一般に、沸騰冷却式内燃機関は、機関のウォータジャケ
ット内に満たした液相冷媒の沸騰気化潜熱を利用して機
関の冷却を行なうものであり、冷媒沸騰時に発生した蒸
気（気相冷媒）はコンデンサに流出し、ここで凝縮して
再び液相冷媒となってウォータジャケットに戻される。
ット内に満たした液相冷媒の沸騰気化潜熱を利用して機
関の冷却を行なうものであり、冷媒沸騰時に発生した蒸
気（気相冷媒）はコンデンサに流出し、ここで凝縮して
再び液相冷媒となってウォータジャケットに戻される。
ところが、蒸気発生時には、この蒸気と共にウォータジ
ャケット内の一部の液相冷媒がコンデンサ側に持ち出さ
れることがあり、このような事態が発生するとコンデン
サの放熱特性が低下することになり、機関の冷却効果が
著しく低下してしまう。
ャケット内の一部の液相冷媒がコンデンサ側に持ち出さ
れることがあり、このような事態が発生するとコンデン
サの放熱特性が低下することになり、機関の冷却効果が
著しく低下してしまう。
そこで、特開昭６０−６９２３２号公報にみられるよう
に、ウォータジャケットの蒸気排出ポートに、コンデン
サ側に連通する蒸気出口と、蒸気と共に持ち出される液
相冷媒のウォータジャケット側への液適回収口とを有す
る蒸気マニホールドを接続して気液分離を行ない、コン
デンサ側に持ち出される液相冷媒の量を減らし、コンデ
ンサの放熱効率の向上を図っているものが提案されてい
る。
に、ウォータジャケットの蒸気排出ポートに、コンデン
サ側に連通する蒸気出口と、蒸気と共に持ち出される液
相冷媒のウォータジャケット側への液適回収口とを有す
る蒸気マニホールドを接続して気液分離を行ない、コン
デンサ側に持ち出される液相冷媒の量を減らし、コンデ
ンサの放熱効率の向上を図っているものが提案されてい
る。
このような蒸気マニホールドは、蒸気通路内の蒸気の流
れ方向に向ってコンデンサに連通るす蒸気出口が開口す
る一方、蒸気通路と略直交して下方に開口しウォータジ
ャケットに連通する液滴回収口が設けられる構造となっ
ている。
れ方向に向ってコンデンサに連通るす蒸気出口が開口す
る一方、蒸気通路と略直交して下方に開口しウォータジ
ャケットに連通する液滴回収口が設けられる構造となっ
ている。
［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の蒸気マニホールドにあ
っては、蒸気マニホールドに蒸気と共に持ち込まれた液
滴は、液滴回収口前で一旦速度ヘッドを殆ど失い、自然
落下によりウォータジャケットに還流する構造となって
いるため、蒸気マニホールド内の蒸気流速が増す機関高
負荷時や減圧沸騰時には、液滴が蒸気流に乗ってコンデ
ンサ側に持ち出されやすく、液滴回収能力すなわち気液
分離機能が十分に発揮できない恐れがあった。
っては、蒸気マニホールドに蒸気と共に持ち込まれた液
滴は、液滴回収口前で一旦速度ヘッドを殆ど失い、自然
落下によりウォータジャケットに還流する構造となって
いるため、蒸気マニホールド内の蒸気流速が増す機関高
負荷時や減圧沸騰時には、液滴が蒸気流に乗ってコンデ
ンサ側に持ち出されやすく、液滴回収能力すなわち気液
分離機能が十分に発揮できない恐れがあった。
この考案はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、機関高負荷時や減圧沸騰時であっても気液分離
機能を十分に発揮できる沸騰冷却式内燃機関の蒸気マニ
ホールドの提供を目的とする。
もので、機関高負荷時や減圧沸騰時であっても気液分離
機能を十分に発揮できる沸騰冷却式内燃機関の蒸気マニ
ホールドの提供を目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するためにこの考案は、上流端から下流
端に向け通路断面積が大きくなりかつ底面が下流側に向
けて下がる傾斜面を有して末広がり形状となる蒸気通路
と、該蒸気通路の上流端から下流端に沿って複数設けら
れて機関本体の蒸気排出ポートに接続し、前記蒸気通路
の軸線とオフセットすると共に蒸気通路に対する合流部
下流の蒸気通路断面積が合流部上流の蒸気通路断面積よ
りも大きくなるよう接続される蒸気入口部と、該蒸気通
路の下流端の拡大した通路断面において該通路の長手方
向に対して鋭角をなしかつ通路天井に近接して上部に位
置するように設けられた屈曲部と、該屈曲部に設けられ
て蒸気を凝縮して液化するコンデンサに接続される蒸気
出口部と、該蒸気通路の下流端において該通路の底部に
沿って長手方向と略同じ方向で斜め下方に向けて設けら
れ、機関本体のウォータジャケットに接続される液滴回
収口部とを有する構成とした。
端に向け通路断面積が大きくなりかつ底面が下流側に向
けて下がる傾斜面を有して末広がり形状となる蒸気通路
と、該蒸気通路の上流端から下流端に沿って複数設けら
れて機関本体の蒸気排出ポートに接続し、前記蒸気通路
の軸線とオフセットすると共に蒸気通路に対する合流部
下流の蒸気通路断面積が合流部上流の蒸気通路断面積よ
りも大きくなるよう接続される蒸気入口部と、該蒸気通
路の下流端の拡大した通路断面において該通路の長手方
向に対して鋭角をなしかつ通路天井に近接して上部に位
置するように設けられた屈曲部と、該屈曲部に設けられ
て蒸気を凝縮して液化するコンデンサに接続される蒸気
出口部と、該蒸気通路の下流端において該通路の底部に
沿って長手方向と略同じ方向で斜め下方に向けて設けら
れ、機関本体のウォータジャケットに接続される液滴回
収口部とを有する構成とした。
［作用］ 機関が高温となり、ウォータジャケット内の液相冷媒が
沸騰して蒸気（気相冷媒）が発生すると、このときの蒸
発気化潜熱により機関は冷却され、この蒸気は機関本体
側の蒸気排出ポートを経て蒸気入口部より蒸気マニホー
ルド内に流入する。このとき、この蒸気流に乗ってウォ
ータジャケット内の液相冷媒も蒸気マニホールド内に持
ち込まれている。蒸気マニホールド内に流入した液滴を
含む蒸気は、蒸気通路内へ側面から流入するため、蒸気
通路内ではその長手方向にほぼ垂直な面に含まれる旋回
流が発生する。このとき、蒸気については、液滴回収口
に接続されるウォータジャケット内の冷却液により閉塞
されて屈曲部で方向転換し、旋回流となり蒸気出口部よ
り流出する。一方、液滴については、蒸気通路内での旋
回流によって発生する遠心力に従って、蒸気通路の周壁
に沿うように流れて底面に至り、これによって最初の気
液分離が行われ、さらに、底面が液滴回収口に向かって
下方へ傾斜しているため、液は重力に従って流れ、蒸気
流との剪断力による増速効果と併せて、最下端に位置す
る液滴回収口へ勢い良く流れ込み、そのままその慣性力
によりウォータジャケット側に流出する。
沸騰して蒸気（気相冷媒）が発生すると、このときの蒸
発気化潜熱により機関は冷却され、この蒸気は機関本体
側の蒸気排出ポートを経て蒸気入口部より蒸気マニホー
ルド内に流入する。このとき、この蒸気流に乗ってウォ
ータジャケット内の液相冷媒も蒸気マニホールド内に持
ち込まれている。蒸気マニホールド内に流入した液滴を
含む蒸気は、蒸気通路内へ側面から流入するため、蒸気
通路内ではその長手方向にほぼ垂直な面に含まれる旋回
流が発生する。このとき、蒸気については、液滴回収口
に接続されるウォータジャケット内の冷却液により閉塞
されて屈曲部で方向転換し、旋回流となり蒸気出口部よ
り流出する。一方、液滴については、蒸気通路内での旋
回流によって発生する遠心力に従って、蒸気通路の周壁
に沿うように流れて底面に至り、これによって最初の気
液分離が行われ、さらに、底面が液滴回収口に向かって
下方へ傾斜しているため、液は重力に従って流れ、蒸気
流との剪断力による増速効果と併せて、最下端に位置す
る液滴回収口へ勢い良く流れ込み、そのままその慣性力
によりウォータジャケット側に流出する。
［実施例］ 以下、図面に基づきこの考案の実施例を説明する。第１
図は蒸気マニホールドを示しており、図中の下部側に
は、図外の機関本体上部側のシリンダヘッドに設けた蒸
気排出ポートに連通する蒸気入口１が気筒数分設けられ
ている。蒸気排出ポートはシリンダヘッドのウォータジ
ャケットに開口しており、このウォータジャケット内の
液相冷媒が機関温度の上昇により沸騰して蒸気（気相冷
媒）となったものが蒸気入口１から流入する。
図は蒸気マニホールドを示しており、図中の下部側に
は、図外の機関本体上部側のシリンダヘッドに設けた蒸
気排出ポートに連通する蒸気入口１が気筒数分設けられ
ている。蒸気排出ポートはシリンダヘッドのウォータジ
ャケットに開口しており、このウォータジャケット内の
液相冷媒が機関温度の上昇により沸騰して蒸気（気相冷
媒）となったものが蒸気入口１から流入する。
蒸気マニホールドの内部には、図中で右側の上流端から
左側の下流端に向けて通路断面積が大きくなり、かつ第
１図のIII-III断面図である第３図及び、第１図のIV-IV
断面図である第４図に示すように、底面１２が下流側に
向けて下がる傾斜面を有して末広がり形状となる蒸気通
路３が設けられている。前記複数の蒸気入口１は、この
蒸気通路３の軸線とオフセットすると共に蒸気通路３に
対する合流部下流の蒸気通路断面積が合流部上流の蒸気
通路断面積より大きくなるよう接続され、蒸気通路３の
上流端から下流端に沿って配置して設けられている。
左側の下流端に向けて通路断面積が大きくなり、かつ第
１図のIII-III断面図である第３図及び、第１図のIV-IV
断面図である第４図に示すように、底面１２が下流側に
向けて下がる傾斜面を有して末広がり形状となる蒸気通
路３が設けられている。前記複数の蒸気入口１は、この
蒸気通路３の軸線とオフセットすると共に蒸気通路３に
対する合流部下流の蒸気通路断面積が合流部上流の蒸気
通路断面積より大きくなるよう接続され、蒸気通路３の
上流端から下流端に沿って配置して設けられている。
蒸気マニホールドの図中で左側付近には、第１図のII-I
I断面図である第２図に示すように、蒸気通路３の長手
方向（図中で左右方向）に対し、右下方向に向けて鋭角
をなす屈曲部５を形成させて蒸気出口７が開口してい
る。この屈曲部５は、蒸気通路３の下流端の拡大した通
路断面において通路天井に近接して上部に位置するよう
に設けられている。更に、蒸気通路３の下流端におい
て、蒸気通路３の底部１２に沿って長手方向と略同じ方
向で斜め下方に向けて液滴回収口９が、蒸気マニホール
ドの左側端に設けられている。
I断面図である第２図に示すように、蒸気通路３の長手
方向（図中で左右方向）に対し、右下方向に向けて鋭角
をなす屈曲部５を形成させて蒸気出口７が開口してい
る。この屈曲部５は、蒸気通路３の下流端の拡大した通
路断面において通路天井に近接して上部に位置するよう
に設けられている。更に、蒸気通路３の下流端におい
て、蒸気通路３の底部１２に沿って長手方向と略同じ方
向で斜め下方に向けて液滴回収口９が、蒸気マニホール
ドの左側端に設けられている。
即ち、第２図に示すように、蒸気通路３と蒸気出口７と
のなす角度（即ち、屈曲部５の角度）Ａを例えば約６０
゜の鋭角とし、この蒸気出口７に対し、液滴回収口９の
なす角度Ｂを例えば約９０゜とする。これにより、液滴
回収口９の蒸気通路３に対する関係は、その角度が第２
図では角度Ｃが例えば約３０゜、第１図では角度Ｄが例
えば約４０°であり、ほぼ蒸気通路３の延長線上にある
といえる。
のなす角度（即ち、屈曲部５の角度）Ａを例えば約６０
゜の鋭角とし、この蒸気出口７に対し、液滴回収口９の
なす角度Ｂを例えば約９０゜とする。これにより、液滴
回収口９の蒸気通路３に対する関係は、その角度が第２
図では角度Ｃが例えば約３０゜、第１図では角度Ｄが例
えば約４０°であり、ほぼ蒸気通路３の延長線上にある
といえる。
蒸気出口７は図外のコンデンサに連通しており、コンデ
ンサに流出した蒸気は、ここで凝縮して液相冷媒となり
シリンダブロックのウォータジャケットに還流する。一
方、液滴回収口９はシリンダブロックのウォータジャケ
ットに図示しない配管を介して連通し、蒸気通路３内に
蒸気によって持ち込まれた液滴（液相冷媒）がこのウォ
ータジャケットに回収される。機関本体内の冷媒の液面
はシリンダヘッド内のウォータジャケットにあるので、
シリンダヘッドより低い位置にあるシリンダブロックの
ウォータジャケットに配管が連通しているということ
は、液面が配管内にあることになる。
ンサに流出した蒸気は、ここで凝縮して液相冷媒となり
シリンダブロックのウォータジャケットに還流する。一
方、液滴回収口９はシリンダブロックのウォータジャケ
ットに図示しない配管を介して連通し、蒸気通路３内に
蒸気によって持ち込まれた液滴（液相冷媒）がこのウォ
ータジャケットに回収される。機関本体内の冷媒の液面
はシリンダヘッド内のウォータジャケットにあるので、
シリンダヘッドより低い位置にあるシリンダブロックの
ウォータジャケットに配管が連通しているということ
は、液面が配管内にあることになる。
次に上記構成による作用を説明する。機関温度が上昇し
てウォータジャケット内の液相冷媒が沸騰し蒸気が発生
すると、このときの蒸発気化潜熱により機関が冷却さ
れ、蒸気はウォータジャケット内の一部の液相冷媒を液
滴として伴なって蒸気入口１より蒸気マニホールド内に
流入する。
てウォータジャケット内の液相冷媒が沸騰し蒸気が発生
すると、このときの蒸発気化潜熱により機関が冷却さ
れ、蒸気はウォータジャケット内の一部の液相冷媒を液
滴として伴なって蒸気入口１より蒸気マニホールド内に
流入する。
蒸気マニホールド内に流入する蒸気（第２図中実線図
示）および液滴（同じく破線図示）は、第５図および第
６図にその流動状態を示すように、蒸気通路３内へ側面
から流入するため、蒸気通路３内ではその長手方向にほ
ぼ垂直な面に含まれる旋回流が発生する。
示）および液滴（同じく破線図示）は、第５図および第
６図にその流動状態を示すように、蒸気通路３内へ側面
から流入するため、蒸気通路３内ではその長手方向にほ
ぼ垂直な面に含まれる旋回流が発生する。
このとき、蒸気については、液滴回収口９に接続された
配管内には、液面が存在するため、そこで蒸気流は閉塞
し、屈曲部５で旋回流１１となって蒸気出口７方向へ、
すなわち蒸気通路３の長手方向に対して鋭角的に方向転
換してコンデンサ側へ流出する。
配管内には、液面が存在するため、そこで蒸気流は閉塞
し、屈曲部５で旋回流１１となって蒸気出口７方向へ、
すなわち蒸気通路３の長手方向に対して鋭角的に方向転
換してコンデンサ側へ流出する。
一方、液滴については、前記蒸気通路３内での旋回流に
よって発生する遠心力に従って、蒸気通路３の周壁に沿
うように流れ、底面１２に至る。これによって最初の気
液分離が行われる。さらに、底面１２が液滴回収口９に
向かって下方へ傾斜しているため、液は重力に従って流
れ、蒸気流との剪断力による増速効果と併せて、最下端
に位置する液滴回収口９へ勢い良く流れ込む。これによ
り、液は屈曲部５付近で蒸気から確実に離脱して気液分
離が確実になされ、下部に位置する液滴回収口９から液
面を有する配管を経て、ウォータジャケットに回収され
る。このとき、配管内の液面は蒸気の動圧により押し下
げられるので、振動などによって再び蒸気流に巻き上げ
られなくなる。
よって発生する遠心力に従って、蒸気通路３の周壁に沿
うように流れ、底面１２に至る。これによって最初の気
液分離が行われる。さらに、底面１２が液滴回収口９に
向かって下方へ傾斜しているため、液は重力に従って流
れ、蒸気流との剪断力による増速効果と併せて、最下端
に位置する液滴回収口９へ勢い良く流れ込む。これによ
り、液は屈曲部５付近で蒸気から確実に離脱して気液分
離が確実になされ、下部に位置する液滴回収口９から液
面を有する配管を経て、ウォータジャケットに回収され
る。このとき、配管内の液面は蒸気の動圧により押し下
げられるので、振動などによって再び蒸気流に巻き上げ
られなくなる。
また、蒸気出口７を蒸気通路３の通路天井に近接して上
部に位置させる一方、液滴回収口９を蒸気通路３の底部
１２に沿って斜め下方に向けて開口するようにしたの
で、蒸気通路３の全高を抑えつつ、二つの出口７，９の
高さの差を最大限に設定でき、蒸気と液との重量差を利
用して、気液分離効果が高まる。
部に位置させる一方、液滴回収口９を蒸気通路３の底部
１２に沿って斜め下方に向けて開口するようにしたの
で、蒸気通路３の全高を抑えつつ、二つの出口７，９の
高さの差を最大限に設定でき、蒸気と液との重量差を利
用して、気液分離効果が高まる。
したがって、従来では機関高負荷時や減圧沸騰時等では
気液分離が充分に行なわれなかったが、このような運転
状態になる程蒸気流速が速くなり、液滴の慣性力も大き
くなるので、この実施例においては気液分離が有効に行
なわれることになる。また、複数の蒸気入口１が上流端
から下流端にわたり長手方向に沿って配置して設けられ
た蒸気通路３は、下流ほど増大する蒸気流量と液滴流量
に対応して通路断面積が増大しているので、蒸気の圧力
損失と蒸気流速の過度の高速化とが抑制される。この結
果、蒸気をその圧力と温度とを共に高く保ったままコン
デンサに導くことができる。
気液分離が充分に行なわれなかったが、このような運転
状態になる程蒸気流速が速くなり、液滴の慣性力も大き
くなるので、この実施例においては気液分離が有効に行
なわれることになる。また、複数の蒸気入口１が上流端
から下流端にわたり長手方向に沿って配置して設けられ
た蒸気通路３は、下流ほど増大する蒸気流量と液滴流量
に対応して通路断面積が増大しているので、蒸気の圧力
損失と蒸気流速の過度の高速化とが抑制される。この結
果、蒸気をその圧力と温度とを共に高く保ったままコン
デンサに導くことができる。
コンデンサでの蒸気温度が低いと、コンデンサでの気水
温度差が取れず、ここでの液化冷媒が高温化し、機関本
体に導入される液化冷媒温度が高くなって沸騰冷却機能
が低下する。したがって、この実施例のように、コンデ
ンサに導く蒸気の圧力及び温度が高いと、沸騰冷却機能
を所望に維持できる。
温度差が取れず、ここでの液化冷媒が高温化し、機関本
体に導入される液化冷媒温度が高くなって沸騰冷却機能
が低下する。したがって、この実施例のように、コンデ
ンサに導く蒸気の圧力及び温度が高いと、沸騰冷却機能
を所望に維持できる。
また、蒸気通路３を通る蒸気の圧力損失と蒸気流速の過
度の高速化とが抑制されることで、すでに分離して蒸気
通路３の内部を流れる液滴が蒸気流れによって巻き上げ
られることはなくなり、気液分離効果の向上に寄与でき
る。
度の高速化とが抑制されることで、すでに分離して蒸気
通路３の内部を流れる液滴が蒸気流れによって巻き上げ
られることはなくなり、気液分離効果の向上に寄与でき
る。
［考案の効果］ 以上のようにこの考案によれば、蒸気マニホールド内通
路に流入した液滴を含む蒸気は、蒸気通路内へ側面から
流入するため、蒸気通路内ではその長手方向にほぼ垂直
な面に含まれる旋回流が発生する。このとき、蒸気につ
いては、液滴回収口に接続されるウォータジャケット内
の冷却液により閉塞されて方向転換し、旋回流となり蒸
気出口部より流出する。一方、液滴については、蒸気通
路内での旋回流によって発生する遠心力に従って、蒸気
通路の周壁に沿うように流れて底面に至り、これによっ
て最初の気液分離が行われ、さらに、底面が液滴回収口
に向かって下方へ傾斜しているため、液は重力に従って
流れ、蒸気流との剪断力による増速効果と併せて、最下
端に位置する液滴回収口へ勢い良く流れ込む。これによ
り、液は屈曲部付近で蒸気から確実に離脱して気液分離
が確実になされる。また、蒸気出口部を蒸気通路の通路
天井に近接して上部に位置させる一方、液滴回収口部を
蒸気通路の底部に沿って斜め下方に向けて開口するよう
にしたので、蒸気通路の全高を抑えつつ、二つの出口の
高さの差を最大限に設定でき、蒸気と液との重量差を利
用して、気液分離効果が高まる。このため、従来気液分
離が十分行なえなかった機関高負荷時や減圧沸騰時であ
っても、このような運転状態では蒸気通路内の蒸気流速
が増すため、かえって他の運転状態より気液分離が有効
になされ、特に大きな液滴還流量が要求されるこのよう
な運転状態に満足な液滴還流量が確保されることにな
る。また、複数の蒸気入口部が上流端から下流端にわた
り長手方向に沿って配置して設けられた蒸気通路は、下
流ほど増大する蒸気流量と液滴流量に対応して通路断面
積が増大することになるので、蒸気の圧力損失と蒸気流
速の過度の高速化とが抑制される。この結果、蒸気をそ
の圧力と温度とを共に高く保ったままコンデンサに導く
ことができ、コンデンサでの気水温度差が取りやすく、
ここでの液化冷媒の高温化が防止され、機関本体に導入
される液化冷媒温度の高温度化が防止され、沸騰冷却機
能が向上する。
路に流入した液滴を含む蒸気は、蒸気通路内へ側面から
流入するため、蒸気通路内ではその長手方向にほぼ垂直
な面に含まれる旋回流が発生する。このとき、蒸気につ
いては、液滴回収口に接続されるウォータジャケット内
の冷却液により閉塞されて方向転換し、旋回流となり蒸
気出口部より流出する。一方、液滴については、蒸気通
路内での旋回流によって発生する遠心力に従って、蒸気
通路の周壁に沿うように流れて底面に至り、これによっ
て最初の気液分離が行われ、さらに、底面が液滴回収口
に向かって下方へ傾斜しているため、液は重力に従って
流れ、蒸気流との剪断力による増速効果と併せて、最下
端に位置する液滴回収口へ勢い良く流れ込む。これによ
り、液は屈曲部付近で蒸気から確実に離脱して気液分離
が確実になされる。また、蒸気出口部を蒸気通路の通路
天井に近接して上部に位置させる一方、液滴回収口部を
蒸気通路の底部に沿って斜め下方に向けて開口するよう
にしたので、蒸気通路の全高を抑えつつ、二つの出口の
高さの差を最大限に設定でき、蒸気と液との重量差を利
用して、気液分離効果が高まる。このため、従来気液分
離が十分行なえなかった機関高負荷時や減圧沸騰時であ
っても、このような運転状態では蒸気通路内の蒸気流速
が増すため、かえって他の運転状態より気液分離が有効
になされ、特に大きな液滴還流量が要求されるこのよう
な運転状態に満足な液滴還流量が確保されることにな
る。また、複数の蒸気入口部が上流端から下流端にわた
り長手方向に沿って配置して設けられた蒸気通路は、下
流ほど増大する蒸気流量と液滴流量に対応して通路断面
積が増大することになるので、蒸気の圧力損失と蒸気流
速の過度の高速化とが抑制される。この結果、蒸気をそ
の圧力と温度とを共に高く保ったままコンデンサに導く
ことができ、コンデンサでの気水温度差が取りやすく、
ここでの液化冷媒の高温化が防止され、機関本体に導入
される液化冷媒温度の高温度化が防止され、沸騰冷却機
能が向上する。
また、蒸気通路を通る蒸気の圧力損失と蒸気流速の過度
の高速化とが抑制されることで、すでに分離して蒸気通
路内部を流れる液滴が蒸気流れによって巻き上げられな
くなり、気液分離効果の向上に寄与できる。
の高速化とが抑制されることで、すでに分離して蒸気通
路内部を流れる液滴が蒸気流れによって巻き上げられな
くなり、気液分離効果の向上に寄与できる。
さらに、液滴回収口部は蒸気通路の長手方向、つまり蒸
気流とほぼ同じ方向に向けて設けられているので、液滴
回収口部に接続されるウォータジャケット内に存在する
冷却液は、蒸気流の動圧によって押し下げられるので、
振動などによって再び蒸気流に巻き上げられなくなり、
蒸気出口部から確実にコンデンサに導入され、これによ
り気液分離効果が向上する。
気流とほぼ同じ方向に向けて設けられているので、液滴
回収口部に接続されるウォータジャケット内に存在する
冷却液は、蒸気流の動圧によって押し下げられるので、
振動などによって再び蒸気流に巻き上げられなくなり、
蒸気出口部から確実にコンデンサに導入され、これによ
り気液分離効果が向上する。
第１図はこの考案の一実施例の蒸気マニホールドの正面
図、第２図は第１図のII-II断面図、第３図は第１図のI
II-III断面図、第４図は第１図のIV-IV断面図、第５図
は第３図における蒸気と液滴の流動状態を示す作用説明
図、第６図は第４図における同流動状態を示す作用説明
図である。 １…蒸気入口、３…蒸気通路 ５…屈曲部、７…蒸気出口 ９…液滴回収口、１２…底面
図、第２図は第１図のII-II断面図、第３図は第１図のI
II-III断面図、第４図は第１図のIV-IV断面図、第５図
は第３図における蒸気と液滴の流動状態を示す作用説明
図、第６図は第４図における同流動状態を示す作用説明
図である。 １…蒸気入口、３…蒸気通路 ５…屈曲部、７…蒸気出口 ９…液滴回収口、１２…底面
Claims (1)
- 【請求項１】上流端から下流端に向け通路断面積が大き
くなりかつ底面が下流側に向けて下がる傾斜面を有して
末広がり形状となる蒸気通路と、該蒸気通路の上流端か
ら下流端に沿って複数設けられて機関本体の蒸気排出ポ
ートに接続し、前記蒸気通路の軸線とオフセットすると
共に蒸気通路に対する合流部下流の蒸気通路断面積が合
流部上流の蒸気通路断面積よりも大きくなるよう接続さ
れる蒸気入口部と、該蒸気通路の下流端の拡大した通路
断面において該通路の長手方向に対して鋭角をなしかつ
通路天井に近接して上部に位置するように設けられた屈
曲部と、該屈曲部に設けられて蒸気を凝縮して液化する
コンデンサに接続される蒸気出口部と、該蒸気通路の下
流端において該通路の底部に沿って長手方向と略同じ方
向で斜め下方に向けて設けられ、機関本体のウォータジ
ャケットに接続される液滴回収口部とを有することを特
徴とする沸騰冷却式内燃機関の蒸気マニホールド。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985082466U JPH068270Y2 (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 沸騰冷却式内燃機関の蒸気マニホ−ルド |
| US06/866,259 US4664072A (en) | 1985-06-03 | 1986-05-23 | Cooling system for automotive engine or the like |
| GB8612920A GB2176276B (en) | 1985-06-03 | 1986-05-28 | Cooling system for automotive engine or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985082466U JPH068270Y2 (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 沸騰冷却式内燃機関の蒸気マニホ−ルド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198525U JPS61198525U (ja) | 1986-12-11 |
| JPH068270Y2 true JPH068270Y2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=13775282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985082466U Expired - Lifetime JPH068270Y2 (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 沸騰冷却式内燃機関の蒸気マニホ−ルド |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4664072A (ja) |
| JP (1) | JPH068270Y2 (ja) |
| GB (1) | GB2176276B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8857385B2 (en) | 2011-06-13 | 2014-10-14 | Ford Global Technologies, Llc | Integrated exhaust cylinder head |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1731016A (en) * | 1926-12-11 | 1929-10-08 | Lehman Rotary Valve Co Inc | Rotary valve |
| US2443518A (en) * | 1945-10-10 | 1948-06-15 | Samuel W Rushmore | Cooling system for internal-combustion engines |
| GB775800A (en) * | 1954-06-05 | 1957-05-29 | Telefunken Gmbh | Improvements in or relating to cooling systems for high power electron discharge tubes |
| JPS4852067A (ja) * | 1971-11-04 | 1973-07-21 | ||
| JPS59115820U (ja) * | 1982-10-18 | 1984-08-04 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
| JPS59127814U (ja) * | 1983-02-17 | 1984-08-28 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の蒸発冷却装置 |
| JPS6053612A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-27 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の沸騰冷却装置 |
| JPS6069232A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-19 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の沸騰冷却装置 |
-
1985
- 1985-06-03 JP JP1985082466U patent/JPH068270Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-05-23 US US06/866,259 patent/US4664072A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-05-28 GB GB8612920A patent/GB2176276B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2176276A (en) | 1986-12-17 |
| GB8612920D0 (en) | 1986-07-02 |
| JPS61198525U (ja) | 1986-12-11 |
| US4664072A (en) | 1987-05-12 |
| GB2176276B (en) | 1989-09-20 |
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