JPS6065224A - 沸騰冷却式多気筒内燃機関の蒸気マニホルド - Google Patents

沸騰冷却式多気筒内燃機関の蒸気マニホルド

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JPS6065224A
JPS6065224A JP17208183A JP17208183A JPS6065224A JP S6065224 A JPS6065224 A JP S6065224A JP 17208183 A JP17208183 A JP 17208183A JP 17208183 A JP17208183 A JP 17208183A JP S6065224 A JPS6065224 A JP S6065224A
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JP
Japan
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steam
cylinder
water jacket
boiling
inlet port
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Application number
JP17208183A
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JPH039287B2 (ja
Inventor
Takao Kubotsuka
窪塚 孝夫
Masahiko Kindo
雅彦 金堂
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6065224A publication Critical patent/JPS6065224A/ja
Publication of JPH039287B2 publication Critical patent/JPH039287B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/04Arrangements of liquid pipes or hoses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/22Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は冷媒の気化潜熱を利用してシリンダ及び燃焼室
外壁を冷却するいわゆる沸騰冷却式多気筒内燃機関にお
いて、ウォータジャケット上位の気相部から冷媒の沸騰
蒸気を外部に導く蒸気マニホルドに関する。
〈背景技術〉 沸騰冷却式内燃機関は例えば特公昭57−57608号
公報に開示されておシ、これを第1図によって説明する
即ち、機関1のウォータジャケット2内にはその大部分
の容積を占める液相冷媒りが満たされておシ、該液相冷
媒を気筒との間に熱交換させ、沸騰気化させて蒸気(気
相冷媒V)を発生させる。
発生した蒸気をウォータジャケット2のシリンダヘッド
内上位空間に捕集した後、蒸気通路3を介してコンデン
サ4に導き、ここで放熱させ、凝縮するととにより再び
液冷媒に戻す。
液化した冷媒は、冷媒通路5を介してフィードポンプ6
により再びウォータジャケット2内へと還流される。
かかる沸騰冷却システムは、冷媒の気化潜熱を利用して
機関を冷却するため、その冷却効率が高く、またコンデ
ンサにあっては高温蒸気と外気との大きな温度差におい
て熱交換するため放熱効果に優れている。また前記冷媒
の沸騰は燃焼室壁等高温になシ易い部分から開始される
から均一冷却が図れる。
これらのことから沸騰冷却によると、燃焼室壁等の壁温
を材料の耐久性及び耐ノツク性等に支障を生じない範囲
でできるだけ高くして前記冷却を行うことができ、熱効
率上極めて好ましい結果を得ることができる。
ところでこのような特徴的な効果を有する沸騰冷却シス
テムの冷媒サイクルにおいては、図示のように前記蒸気
通路3がパイプ状であって単にシリンダヘッドの気筒列
方向端部に連結されておシ、気相冷媒7層の最外端から
蒸気を外部に誘引する壁及び燃焼室壁を覆うように構成
しているため、と 気相冷媒の占める容積が比較的小さくなっているのが実
情でおる。
従って蒸気取出口に近い気筒周囲のウォータジャケット
部から発生した蒸気は円滑にコンデンサ4に誘引される
が、逆に蒸気取出口から遠く離れた反対端のウォータジ
ャケット部に発生した蒸気は気相冷媒7層内に淀み易く
なり、その淀んだ蒸気の放熱が円滑になされなくなるた
め局所的に高熱化する気筒が生じたシ、特に蒸気通関の
パイプ径が小さい場合には通路抵抗の相乗的効果によシ
局所的にウォータジャケット2の排気ポート壁や燃焼室
壁等の部位が過熱するおそれが生じるものであった。
〈発明の目的〉 本発明は上記に鑑み全ての気筒に関してウォータジャケ
ット部から蒸気を円滑に導き出せるよう−にすることを
目的とする。
〈発明の構成〉 上記目的の達成のために本発明では専用の蒸気マニホル
ドを設け、各気筒のウォータジャケット上位に夫々独立
して連通すべく形成した入口ボートを通じてウォータジ
ャケット上位の蒸気を滞流させることなく、容量の大き
な、従って通路抵抗の小さい蒸気コレクタ内に円滑に導
いて集合させ、該蒸気コレクタの上部に設けた出口ボー
トから円滑に蒸気を外部に導き出すように前記蒸気マニ
ホルドを構成した。
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を第2図〜第4図に基づいて説明
する。
第2図(A)〜(D)は本発明を多気筒ディーゼル機関
に適用したもので、シリンダヘッド11にはグロープラ
グ及び噴射弁を臨ませた副燃焼室12が形成され、該副
燃焼室12に噴射供給された燃料はピストン13の圧縮
作用により着火されて噴口14より主燃焼室15内に火
炎及び未燃成室15の外壁16が臨むシリンダヘッド内
のウォータジャケット17は連通路1Bを介してシリン
ダブロック19の各シリンダ壁20を囲繞するウォータ
ジャケット21に連通している。そして液相冷媒はシリ
ンダブロック19のウォータジャケット21を満たし更
にはシリンダヘッド11の下部を遣斧1.でシリンダ跡
20及び各燃焼室15゜12の外壁16を覆い、これよ
シ熱を奪って沸騰気化する。沸騰蒸気はウォータジャケ
ット17の上位の気相冷媒空間に集合する。尚図中26
は噴射ノズル取付孔、27はグロープラグ取付孔、28
は吸気マニホルド、29は排気マニホルドである。
一方、シリンダヘッド11の側端面にはアツベ鋳造され
た本発明に係る蒸気マニホルド30が取付フランジ31
を介してボルト締め等の固定手段により取付される。そ
して蒸気マニホルド30に相冷媒空間であってかつ前記
主燃焼室15の外壁16上方位置の連通ポート部17A
に夫々独立して連通する。該連通ボート部17Aはウォ
ータジャケット17の気相冷媒空間の蒸気を直上方に導
いた後、清らカーに蒸気マニホルド30の入口ボート3
2に導く内面形状を有しており、また入口ボート32は
夫々等しい通路面積を有していてかつ滑らかな凸壁で入
口ボート32よυ高位の蒸気コレクタ33に連通してい
る。
従ってウォータジャケット17内の蒸気を各気筒毎に独
立して、略均等量だけ、高位の蒸気コレクタ33内に円
滑に導くことができるから、ウォータジャク“シト1フ
上位の気相冷媒空間の通気性を良くし蒸気の滞流を生じ
させることが力い。
ことにおいて蒸気コレクタ33は入口ポート32より高
位に設けであるから、蒸気コレクタ33内に凝縮した液
滴を入口ポート32を介してウォータジャケット17内
に自重流させるドレン作用をもたらす。
蒸気コレクタ33はシリンダ列に平行に延びる略円筒状
体からなっていて、その両端がウエルチ・プラグ34に
よシ閉鎖されている。このためその形状はコンパクト化
され製作性は極めて容易となり、更には吸気マニホルド
28付近へのレイアウト性が良い。そして該蒸気コレク
タ33の長手方向略中央上端付近等の上部に出口ポート
35を連通接続する。該出口ボート35及び前記蒸気コ
レクタ330通路面積は充分大きく設定されてお、シ、
各入口ポート32から流入する蒸気流が相互に干渉し合
って局所的に蒸気がウォータジャケット17内に淀むよ
うなととのないようになっている。かくして円滑に導か
れた蒸気は出口ポート35を経由して図示しない(第1
図参照)コンデンサへと送られる。
尚蒸気コレクタ33の上端一部には注水口36が設けら
れる。このため、蒸気マニホルド30が冷却系の最高位
となりその上端の注水口36からのフランジ37端面に
はNO〃リングによるシール構造を装着するだめのリン
グ溝38が設けてあ夛、従ってフランジ面の製作精度を
落としてもシール性を確保でき、またウォータジャケッ
ト17並びに蒸気マニホルド30内が負圧になった際の
エア混入を防止できる。
尚上記実施例において、出口ボート35の位置は蒸気コ
レクタ33の長手方向略中央位置に設けである。この結
果従来のように各入口ポート32からの距離に長大なも
のがなくなシ、即ち通気抵抗が平均化し、各気筒から略
均−な蒸気量を外部に取り出すことができる。
その意味において各入口ポート32から出口ボート35
に至る通路抵抗をよシ均−化する必要があれば、入口ポ
ート32から出口ボート35までの距離が長い程、入口
ポート32の通路面積を大にし或いは長さを短く形成す
ればよい。その実施例を第3図に示す。この実施例は出
口ポート35Aを蒸気コレクタ33の長牟方向端部に設
けたものであるが、入口ボート32と出口ポート35A
との距離が長い程、入口ポート32の長さを短くした例
を示す。
また、蒸気コレクタ33にあっては、蒸気流量に応じて
通路断面積を増大するのが通路抵抗を減することとなる
。従って第4図に示すように単一の入口ボー)32Bの
みから導かれた蒸気が流通する蒸気コレクタ部断面積よ
シも、上記蒸気流に加え他の入口ポート32bから導か
れた蒸気が合流する蒸気コレクタ部断面積を大とすべく
、出口ポート35に向けて蒸気コレクタ33Aの天壁を
αだけ傾斜させれば、入口ポー)32a、32bを流れ
る蒸気流の等量化を図ることができ、この場合ひいては
蒸気の前記天壁に沿った円滑な流れを促すことができる
〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、各気筒毎に夫々独立
してウォータジャケット上位の気相冷却空間に夫々連通
する複数の入口ボートと、これよシも高位に配置されて
入口ボートから流入する蒸気を集合する蒸気コレクタと
、該蒸気コレクタの上部から蒸気を外部に導く出口ボー
トと、を備えて構成された蒸気マニホルドを設けたので
、ウォータジャケット内の蒸気を各気筒毎に均等量だけ
外部に誘引し、局所的な蒸気の淀みを防止することがで
きる。このため各気筒毎に液相冷媒の蒸気発生を均一に
行わせしめることが可能となり、シリンダ壁及び燃焼室
壁の局所的な過熱を防止して、シリンダヘッドの熱変形
、及び破損を未然に防止できると共に、蒸気の円滑な誘
引もあわさって機関の冷却性能を極めて向上することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は沸騰冷却式多気筒内燃機関の従来例を示す概略
系統図、第2図は本発明の一実施例を示し、(A)は縦
断面図、(B)は同上に用いられた蒸気マニホルド単体
側面図、(C)は(B)のC−C矢視断面図、(D)は
(B)の出口ポート部の断面図テ舎弗、第3図及び第4
図は夫々本発明の他の実施例を示す蒸気マニホルド単体
の側面図である。 11・・・シリンダヘッド 17.21・・・ウオーク
タ 35,35A・・・出ロポート 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士笹 島 富二雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 沸騰冷却式多気筒内燃機関のシリンダヘッドに連結され
    ウォータジャケット上位から冷媒の沸騰蒸気を外部に誘
    引する蒸気マニホルドであって、各気筒のウォータジャ
    ケット上位に夫々独立して連通ずる気筒数に応じた入口
    ボートと、該入口ポートが連通し該入口ポートよシも高
    位に配置されて蒸気を集合する蒸気コレクタと、該蒸気
    コレクタの上部から蒸気を外部に導く出口ポートと、を
    有することを特徴とする沸騰冷却式多気筒内燃機関の蒸
    気マニホルド。
JP17208183A 1983-09-20 1983-09-20 沸騰冷却式多気筒内燃機関の蒸気マニホルド Granted JPS6065224A (ja)

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JP17208183A JPS6065224A (ja) 1983-09-20 1983-09-20 沸騰冷却式多気筒内燃機関の蒸気マニホルド

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JP17208183A JPS6065224A (ja) 1983-09-20 1983-09-20 沸騰冷却式多気筒内燃機関の蒸気マニホルド

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JPS6065224A true JPS6065224A (ja) 1985-04-15
JPH039287B2 JPH039287B2 (ja) 1991-02-08

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