JPH0730900Y2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、送水ポンプを駆動する水冷式内燃機関の冷却
装置に関する。

従来の技術 従来、水冷式内燃機関の冷却装置としては、一次冷却水
によりシリンダ等を冷却するとともにこの一次冷却水を
二次冷却水によって冷却するヒートエクスチェンジャ式
があり、一次冷却水の熱を二次冷却水に放熱するために
熱交換器が用いられている。

ここで、送水ポンプを駆動する水冷式内燃機関において
は、送水ポンプが吸い上げた水の一部を二次冷却水とし
て使用している。

考案が解決しようとする課題 内燃機関が始動されてから送水ポンプにより水が吸い上
げられるまでは一定の時間がかかり、その間は二次冷却
水が熱交換器に供給されない状態で内燃機関が運転さ
れ、一次冷却水は急激に温度が上昇する。従って、水が
吸い上げられるまでに長時間を要した場合には、一次冷
却水が沸騰，蒸発して減少し、内燃機関が焼付けを起こ
すという欠点がある。

問題点を解決するための手段 送水ポンプを駆動するとともにこの送水ポンプが送水す
る水を二次冷却水とする水冷式の内燃機関において、水
を貯蔵した水タンクと前記送水ポンプとに通水路を介し
て接続された熱交換器を内燃機関の一次冷却水中に配設
し、前記熱交換器と前記送水ポンプとを連通状態とする
第一切換位置と前記熱交換器と前記水タンクとを連通す
る第二切換位置とに切換自在な切換弁を前記通水路に設
け、前記送水ポンプに水が満たされたことを検出する検
出手段とこの検出結果に基づいて切換弁を第二切換位置
から第一切換位置へ切換える切換手段とを設けた。

作用 内燃機関の運転に伴って送水ポンプが駆動されるととも
にシリンダが加熱され、シリンダは水ジャケット内の一
次冷却水によって冷却される。ここで、送水ポンプによ
り水が吸い上げられる以前は、切換弁を第二切換位置へ
切換えることにより水タンク内の水が通水路を通って熱
交換器内へ供給され、一次冷却水の冷却が行われる。一
方、送水ポンプにより水が吸い上げられた後は、切換弁
を第一切換位置へ切換えることにより、送水ポンプによ
り吸い上げられた水が通水路を通って熱交換器内へ供給
され、一次冷却水の冷却が行われる。

また、検出手段と切換手段とを設けることにより、切換
弁の第二切換位置から第一切換位置への切換えが自動的
に行われる。

実施例 本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。内燃機関
１のシリンダブロック２内には略水平向きにシリンダ３
が配設されており、シリンダブロック２の頂部側にはシ
リンダヘッド４が締付固定されている。前記シリンダブ
ロック２には前記シリンダ３の周囲に位置するとともに
一次冷却水が満たされた水ジャケット５が形成され、前
記シリンダヘッド４にも前記シリンダ３の周囲に位置す
るとともに前記水ジャケット５に連通された水ジャケッ
ト６が形成されている。また、前記シリンダブロック２
には前記水ジャケット5,6に連通されるとともに一次冷
却水が満たされた拡張部７が前記シリンダ３の上方に位
置して形成されている。

前記拡張部７内には、多数の細管８を所定の間隔をもっ
て束ねた熱交換器９が配設されており、この熱交換器９
の一端には二次冷却水が供給される入口10が形成される
とともに熱交換器９の他端には前記入口10から供給され
た二次冷却水が排水される出口11が形成されている。な
お、これらの入口10と出口11とは前記拡張部７の外部に
突出されている。また、前記拡張部７の上部には一次冷
却水を注水するための注水口12が形成され、この注水口
12には拡張部７内の圧力を設定値以内に抑える調圧弁13
を組み込んだ注水口キャップ14が着脱自在に取付けられ
ている。

つぎに、前記内燃機関１に駆動される送水ポンプ15が設
けられており、前記内燃機関１のクランクシャフト16の
端部に前記送水ポンプ15のインペラ17が連結されてい
る。前記送水ポンプ15には、水源からの水を吸水する吸
水口18と吸水した水を吐出させる吐出口19とが形成され
るとともに、一端が前記入口10に接続された通水路であ
る通水管20の他端が接続されている。また、一端が前記
通水管20に接続されるとともに他端が水を貯蔵した水タ
ンク21に逆止弁22を介して接続された通水路である通水
管23が設けられており、前記通水管20と前記通水管23と
の接続部分には、前記熱交換器９と前記送水ポンプ15と
を連通状態とする第一切換位置と、前記熱交換器９と前
記水タンク21とを連通状態とする第二切換位置とに切換
自在な切換弁24が設けられている。なお、前記切換弁24
の可動弁体25にはレバー26が一体的に取付けられてい
る。

ここで、前記送水ポンプ15には圧力導管27を介して検出
手段である水圧シリンダ28が接続されており、この水圧
シリンダ28には切換手段であるロッド29が摺動自在に設
けられている。そして、前記ロッド29の先端部に形成さ
れた長穴部30に前記レバー26に固定されたピン31が摺動
自在に係合されている。

このような構成において、注水口12から一次冷却水を注
水し、水ジャケット5,6内及び拡張部７内を一次冷却水
で満たした後に内燃機関１を始動させる。なお、水タン
ク21内へは予め水を貯蔵しておく。また、内燃機関１の
始動前においては、レバー26は実線で示す位置へ回動し
ており、水タンク21からの水の流出が切換弁24によって
阻止されている。

内燃機関１を始動させると、シリンダ３やシリンダヘッ
ド４が加熱され、これらのシリンダ３やシリンダヘッド
４は一次冷却水により冷却されるとともに冷却に用いら
れて熱水となった一次冷却水は拡張部７内へと上昇す
る。一方、内燃機関１の始動に伴い送水ポンプ15が駆動
されるが、水は直ちに吸い上げられず、インペラ17と空
転する。このため、送水ポンプ15に水が満たされていな
いことを水圧シリンダ28が検出するとともにその検出結
果に基づいてロッド29が一点鎖線で示す位置へ摺動し、
この摺動に伴ってレバー26と弁体25とが一体的に回動す
るとともに切換弁24が第二切換位置へ切換えられる。そ
して、切換弁24が第二切換位置へ切換えられることによ
って水タンク21内の水が二次冷却水として通水管23,20
から熱交換器９の細管８内へ供給され，熱水となって上
昇した一次冷却水がこの細管８に当たることにより一次
冷却水から二次冷却水への放熱が行われ、一次冷却水が
冷却される。なお、一次冷却水からの放熱により温度が
上昇した二次冷却水は、出口11から排水される。従っ
て、内燃機関１の始動直後であって送水ポンプ15により
水が吸い上げられる以前においても、熱交換器９による
一次冷却水の冷却が行われる。また、送水ポンプ15によ
り水が吸い上げられる以前においては、内燃機関１に作
用する負荷が小さいために熱の発生が少なく、水タンク
21から熱交換器９へ供給する水は少量でよく、従って、
水タンク21は小型のものでよい。

つぎに、内燃機関１を始動させた後に一定時間を経過す
ると、水源から水が吸い上げられ、吸い上げられた水は
送水ポンプ15内に満たされる。そして、送水ポンプ15に
水が満たされたことを水圧シリンダ28が検出し、この検
出結果に基づいてロッド29が実線で示す位置へ摺動し、
この摺動に伴ってレバー26と弁体25とが一体的に回動す
るとともに切換弁24が第一切換位置へ切換えられる。そ
して、切換弁24が第一切換位置へ切換えられることによ
って送水ポンプ15により吸い上げられた水の一部が二次
冷却水として通水管20から熱交換器９の細管８内へ供給
され、熱水となって上昇した一次冷却水がこの細管８に
当たることにより一次冷却水から二次冷却水への放熱が
行われ、一次冷却水が冷却される。なお、一次冷却水か
らの放熱により温度が上昇した二次冷却水は、出口11か
ら排水される。

ここで、二次冷却水への放熱により冷却された一次冷却
水は、比重が大きくなるために下降して水ジャケット5,
6内に至り、再度シリンダ３やシリンダヘッド４の冷却
に用いられる。

なお、本実施例においては、切換弁24の切換えを送水ポ
ンプ15の圧力を利用して自動的に行うものを例にあげて
説明したが、この切換えは手動により行うものであって
もよい。また、送水ポンプ15の圧力や水位を感知スイッ
チにより感知して電気信号に変換し、電気的に切換弁24
を切換えるものでもよい。

考案の効果 本考案は、上述のように水を貯蔵した水タンクと内燃機
関により駆動される送水ポンプとに通水路を介して接続
された熱交換器を設け、この熱交換器を一次冷却水の中
に配設し、熱交換器と送水ポンプとを連通状態とする第
一切換位置と熱交換器と水タンクとを連通状態とする第
二切換位置とに切換自在な切換弁を通水路に設けること
により、内燃機関の始動直後であって送水ポンプにより
水の吸い上げられる以前においては、切換弁を第二切換
位置へ切換えて水タンク内の水を熱交換器へ供給するこ
とにより一次冷却水を冷却することができ、また、送水
ポンプにより水が吸い上げられた後においては切換弁を
第一切換位置へ切換えて送水ポンプが吸い上げた水を熱
交換器へ供給することにより一次冷却水を冷却すること
ができ、従って、内燃機関の始動直後に一次冷却水が沸
騰することによる内燃機関の焼付けを防止することがで
き、しかも、水タンクと切換弁とを新たに付加するだけ
であるために構造を簡単なものとすることができ、さら
に、送水ポンプに水が満たされたことを検出する検出手
段とこの検出結果に基づいて切換弁を第二切換位置から
第一切換位置へ切換える切換手段とを設けることによ
り、切換弁の切換えを自動的に行わせることによって切
換弁の切換操作の労力を軽減することができるとともに
切換操作を確実に行なうことができる等の効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すもので、第１図は縦断正
面図、第２図は縦断側面図である。 １……内燃機関、９……熱交換器、15……送水ポンプ、
20……通水路、21……水タンク、23……通水路、24……
切換弁、28……検出手段、29……切換手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】送水ポンプを駆動するとともにこの送水ポ
   ンプが送水する水を二次冷却水とする水冷式の内燃機関
   において、水を貯蔵した水タンクと前記送水ポンプとに
   通水路を介して接続された熱交換器を内燃機関の一次冷
   却水中に配設し、前記熱交換器と前記送水ポンプとを連
   通状態とする第一切換位置と前記熱交換器と前記水タン
   クとを連通する第二切換位置とに切換自在な切換弁を前
   記通水路に設け、前記送水ポンプに水が満たされたこと
   を検出する検出手段とこの検出結果に基づいて切換弁を
   第二切換位置から第一切換位置へ切換える切換手段とを
   設けたことを特徴とする内燃機関の冷却装置。