JPH0740652Y2 - 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、水冷式内燃機関の冷却装置に関する。

従来の技術 従来、水冷式内燃機関の間接冷却装置には、一次冷却水
により内燃機関を冷却するとともにこの一次冷却水を空
気流によって冷却するラジエタ式と、一次冷却水により
内燃機関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とがあ
る。また、これらとは別に、一次冷却水を通水した後に
この一次冷却水を内燃機関の外に排水する直接冷却式が
ある。

ここで、ヒートエクスチェンジャ式の冷却装置において
は、エンジンを冷却した一次冷却水の熱を二次冷却水に
放熱するための熱交換器が設けられている。この熱交換
器は、二次冷却水が流れる多数の細管を一定の間隔をも
って束ねることにより構成されるとともに一次冷却水が
流される外管内に配設されている。なお、この外管は、
シリンダ及びシリンダヘッドの周囲に形成された水ジャ
ケットに連通されている。

また、シリンダに接続された消音器の周囲にも消音器水
ジャケットを形成した内燃機関があり、この消音器水ジ
ャケット内へは熱交換器を通過した二次冷却水を供給す
ることが一般的である。そして、熱交換器内を通過する
際に一次冷却水を冷却した二次冷却水は、消音器水ジャ
ケット内を通過する際に消音器を冷却し、ついで、消音
器水ジャケットから外部に排水される。

考案が解決しようとする課題 従来のヒートエクスチェンジャ式の冷却装置において
は、二次冷却水を給水するための二次冷却水ポンプやそ
の配管系統のほかに、一次冷却水を強制循環させるため
の一次冷却水ポンプやその配管系統が必要であり、構造
が複雑になるとともに内燃機関全体が大型化，重量化し
ている。

また、二次冷却水は、一次冷却水を冷却するとともに消
音器を冷却した後に排水されるために非常に温度の高い
熱水となっており、この熱水が作業者にかかることによ
って作業者が火傷を負う危険性がある。

さらに、消音器はこの消音器とシリンダとを接続するた
めの排気管が設けられており、排気管の先端部には消音
器をシリンダブロックに取付けるための取付フランジ部
が形成されている。このため、消音器の周囲に消音器水
ジャケットを形成しても、排気管の周囲の冷却を行うこ
とができず、排気管の外周部や取付フランジ部は非常に
高温となる。従って、作業者が排気管の外周部や取付フ
ランジ部に触れることによって火傷を負ったり、排気管
や取付フランジ部の過熱により火災を起こす危険性があ
る。

課題を解決するための手段 シリンダブロック内に略水平向きにシリンダを配設する
とともにこのシリンダブロックの頂部側にシリンダヘッ
ドを固定し、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッ
ドとに一次冷却水が満たされる水ジャケットを形成した
内燃機関において、前記水ジャケットに連通されて一次
冷却水が満たされる箱体を前記シリンダの上方に設ける
とともにこの箱体内の上部に二次冷却水が流される熱交
換器を配設し、前記シリンダに接続された消音器を前記
シリンダの下方に配設するとともにこの消音器の周囲に
消音器水ジャケットを形成し、前記消音器水ジャケット
の上部側と下部側とを前記水ジャケットの底部に連通し
た。

また、消音器とシリンダとを接続する排気管を前記消音
器に設け、消音器水ジャケットの上部側に連通された連
通路を前記排気管の周囲に形成し、この連通路を介して
前記消音器水ジャケットと前記水ジャケットの底部とを
連通した。

作用 内燃機関の運転に伴ってシリンダやシリンダヘッドが加
熱され、これらのシリンダやシリンダヘッドは水ジャケ
ット内の一次冷却水によって冷却される。シリンダやシ
リンダヘッドを冷却した一次冷却水は箱体内に上昇し、
箱体内の熱交換器により冷却された後に水ジャケット内
へ下降して再びシリンダやシリンダヘッドの冷却に供さ
れる。さらに、水ジャケット内の一次冷却水の一部は消
音器水ジャケットの下部側から消音器水ジャケット内に
入り、消音器を冷却した後に消音器水ジャケットの上部
側から水ジャケット内へ上昇するとともにさらに箱体内
へ上昇して熱交換器により冷却される。

また、消音器とシリンダとを接続する排気管を消音器に
設け、消音器水ジャケットの上部側に連通される連通路
を排気管の周囲に形成し、この連通路を介して消音器水
ジャケットと水ジャケットの底部とを連通することによ
り、一次冷却水による排気管の冷却が行われる。

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、このシリンダブロック２には前記シ
リンダ３の周囲に位置して一次冷却水が満たされる水ジ
ャケット４が形成されている。また、前記シリンダブロ
ック２の頂部側にはシリンダヘッド５が締付固定されて
おり、このシリンダヘッド５には一次冷却水が満たされ
る水ジャケット６が形成され、この水ジャケット６と前
記水ジャケット４とは前記シリンダ３の下方側に形成さ
れた連通口７により連通されている。

つぎに、前記シリンダヘッド５には前記水ジャケット６
に連通されるとともに一次冷却水が満たされる箱体８が
一体的に形成されており、この箱体８は前記シリンダ３
より上方へ延出している。前記箱体８内の上部には多数
の細管９を所定の間隔をもって束ねた熱交換器10が配設
されており、この熱交換器10の一端には二次冷却水が供
給される入水口11が形成されるとともに熱交換器10の他
端には前記入水口11から供給された二次冷却水が排水さ
れる排水口12が形成されている。なお、これらの入水口
11と排水口12とはともに前記箱体８の外部に突出され、
入水口11には前記細管９内に二次冷却水を供給するため
の二次冷却水ポンプ13が接続され、排水口12は外部に向
けて開口されている。

また、前記箱体８における前記熱交換器10の側方に隣接
した位置には連通口14が形成されており、この連通口14
と前記水ジャケット４の上部側とを接続する斜めに傾斜
した斜通路15が前記シリンダブロック２に形成されてい
る。さらに、前記箱体８内には、この箱体８内を前記熱
交換器10の傘下部側と前記シリンダヘッド５に形成され
た燃焼室16側とに仕切る仕切板17が設けられている。な
お、この仕切板17は前記箱体８内を完全に仕切るもので
はなく、箱体８内は仕切板17の上端側と下端側とにおい
て連通されている。また、前記箱体８の上部には、この
箱体８及び前記水ジャケット4,6内に一次冷却水を注水
するための注水口18が形成されており、この注水口18に
は調圧弁19を組み込んだ注水口キャップ20が着脱自在に
取付けられている。さらに、前記箱体８には凹部21が形
成されており、この凹部21には前記燃焼室16に臨んだス
パークプラグ22が配設されている。

つぎに、前記内燃機関１には、前記シリンダブロック２
の外壁面に締付固定された消音器23が前記シリンダ３の
下方に位置して配設されている。前記消音器23には、こ
の消音器23と前記機シリンダ３とを接続する排気管24が
設けられ、さらに、排気管24の先端側には消音器23をシ
リンダブロック２に締付固定するための取付フランジ部
25が形成されている。また、前記消音器23の周囲には消
音器水ジャケット26が形成されており、この消音器水ジ
ャケット26の下部側には入口27が形成され、この入口27
と前記水ジャケット６の底部に形成された連通口28との
間に連通管29が接続されている。さらに、前記排気管24
の周囲には前記消音器水ジャケット26の上部側に連通さ
れた連通路30が形成されており、この連通路30を介して
前記消音器水ジャケット26と前記水ジャケット４の底部
とが連通されている。

このような構成において、注水口18から一次冷却水を注
水し、水ジャケット4,6、消音器水ジャケット26及び箱
体８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。内燃機関１の始動に伴いシリンダ３、シリンダヘ
ッド５及び消音器23が加熱され、これらは水ジャケット
4,6内や消音器水ジャケット26内の一次冷却水によって
冷却される。

シリンダ３やシリンダヘッド５を冷却した一次冷却水は
熱水となって箱体８内の上部へ上昇し、熱交換器10によ
り冷却される。熱交換器10により冷却されて比重が大き
くなった一次冷却水は仕切板17に仕切られた熱交換器10
の傘下部側を通って水ジャケット６内へ下降し、再びシ
リンダヘッド５を冷却するとともに、連通口７から水ジ
ャケット４内に入り込んでシリンダ３を冷却する。さら
に、水ジャケット６の底部に下降した一次冷却水の一部
は、連通口28から連通管29を通って消音器水ジャケット
26の下部側へ入り、消音器23を冷却する。消音器23を冷
却することにより熱水となった一次冷却水は、消音器水
ジャケット26の上部側から連通路30を通って水ジャケッ
ト４内に上昇し、さらに、シリンダ３を冷却した一次冷
却水とともに斜通路15内を通って熱交換器10の周囲へ上
昇する。なお、消音器水ジャケット26内の一次冷却水が
連通口30内を上昇して水ジャケット４内に至る個所にお
いては、比較的温度の低い一次冷却水が溜っているが、
消音器水ジャケット26から上昇する一次冷却水の上昇速
度が高いために水ジャケット４内から連通路30を通って
消音器水ジャケット26内への一次冷却水の流れ込みは起
こらず、一次冷却水が対流循環することによりシリンダ
３、シリンダヘッド５及び消音器23の冷却が行われる。

ここで、熱源の一つである消音器23と熱交換器10との落
差が大きいため、一次冷却水の対流循環が促進され、シ
リンダ３等の冷却が十分に行われるためにシリンダ３等
の過熱が防止されるとともに過熱による焼付やノッキン
グが確実に防止される。また、消音器23の冷却を一次冷
却水を用いて行っているため、消音器23の冷却を二次冷
却水を用いて行う従来例に比べて外部に排水される二次
冷却水の温度が低くなり、外部に排水された二次冷却水
が作業者にかかった場合でも作業者が火傷を負う危険性
が低下する。さらに、消音器水ジャケット26内の一次冷
却水によって排気管24や取付フランジ部25の冷却が行わ
れるため、作業者が排気管24の外周面や取付フランジ部
25に触れた際に火傷を負う危険性が低下し、排気管24等
の過熱による火災の発生が防止される。

考案の効果 本考案は、上述のようにシリンダブロックとシリンダヘ
ッドとに形成した水ジャケットに連通されて一次冷却水
が満たされる箱体をシリンダの上方に設けるとともにこ
の箱体内の上部に二次冷却水が流される熱交換器を配設
し、シリンダに接続された消音器をシリンダの下方に配
設するとともに消音器の周囲に形成した消音器水ジャケ
ットの上部側と下部側とを水ジャケットの底部に接続し
たことにより、熱源の一つである消音器と熱交換器との
落差が大きくなるために一次冷却水の対流循環を促進さ
せることができ、従って、シリンダ等の冷却を確実に行
うことができるとともにシリンダ等が過熱されることに
よる焼付やノッキングの発生を確実に防止することがで
き、また、消音器の冷却を二次冷却水で行う場合に比べ
て外部に排水される二次冷却水の温度が低くなるために
排水された二次冷却水が作業者にかかった場合において
火傷を負う危険性を低下させることができ、さらに、シ
リンダと消音器とを接続する排気管の周囲に形成した連
通路を介して消音器水ジャケットの上部側と水ジャケッ
トの底部とを連通したことにより、一次冷却水によって
排気管等の冷却をも行うことができ、排気管等に触れた
際において火傷を負う危険性を低下させることができる
とともに排気管等の過熱による火災の発生を防止するこ
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、２……シリンダブロック、３……シリ
ンダ、４……水ジャケット、５……シリンダヘッド、６
……水ジャケット、８……箱体、10……熱交換器、23…
…消音器、24……排気管、25……連通路、26……消音器
水ジャケット

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロック内に略水平向きにシリン
   ダを配設するとともにこのシリンダブロックの頂部側に
   シリンダヘッドを固定し、前記シリンダブロックと前記
   シリンダヘッドとに一次冷却水が満たされる水ジャケッ
   トを形成した内燃機関において、前記水ジャケットに連
   通されて一次冷却水が満たされる箱体を前記シリンダの
   上方に設けるとともにこの箱体内の上部に二次冷却水が
   流される熱交換器を配設し、前記シリンダに接続された
   消音器を前記シリンダの下方に配設するとともにこの消
   音器の周囲に消音器水ジャケットを形成し、前記消音器
   水ジャケットの上部側と下部側とを前記水ジャケットの
   底部に連通したことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
2. 【請求項２】消音器とシリンダとを接続する排気管を前
   記消音器に設け、消音器水ジャケットの上部側に連通さ
   れた連通路を前記排気管の周囲に形成し、この連通路を
   介して前記消音器水ジャケットと前記水ジャケットの底
   部とを連通したことを特徴とする請求項１記載の内燃機
   関の冷却装置。