JPS6329148Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関、例えば自動車用エンジン
の冷却装置に関する。

従来、自動車用エンジンに最も一般的に用いら
れている水冷式の冷却装置にあつては、ラジエー
タで熱交換する際に、冷却水と外気との温度差が
それ程大きくないためにラジエータにおける放熱
効率が悪く、必然的に大型のラジエータやそれに
見合つた大径の冷却フアンが必要となり、装置全
体が大型化してしまうとともに、ラジエータで生
じる風切音やフアン騒音が大きいという問題があ
る。

そこで本出願人は先に、冷却媒体の気化熱を利
用することによつて放熱効率を向上させた内燃機
関の冷却装置（特願昭56−28849号）を提案した。
これは、エンジンのウオータジヤケツトに液相冷
却媒体を貯留し、その蒸発気化によつてエンジン
の冷却を行うように構成する一方、エンジンから
取り出された冷却媒体蒸気をコンプレツサにより
昇温、昇圧させた後、コンデンサにより凝縮液化
し、この液化した冷却媒体を再びエンジンのウオ
ータジヤケツトに循環供給するように溝成したも
ので、従来のラジエータに相当するコンデンサに
おいて、冷却媒体と外気との温度差が大きく得ら
れるため、放熱効率の向上が図れ、装置の小型化
を可能とするものである。

ところで、このように冷却媒体の蒸発を利用し
た冷却装置においては、エンジンのウオータジヤ
ケツト内ならびにコンデンサ出口側の受液器内に
常に適正な量の液相冷却媒体が存在していなけれ
ばならない。つまり運転条件によつて液相冷却媒
体が一方に片寄つてしまうと、例えばエンジン内
の冷媒不足による冷却不良や、逆にコンデンサ内
に液相冷却媒体が溢れて放熱面積を狭めることに
よる放熱性の悪化等の不具合を生じることにな
る。

この考案は上記のような点に鑑みてなされたも
ので、コンデンサ出口側に設けられる受液器に液
面計測装置を設けるとともに、上記受液器とウオ
ータジヤケツトとの間に流量制御弁を介装し、該
流量制御弁の開度を、上記液面計測装置の検出信
号に基づき制御し、コンデンサ内を気相空間とす
ることによつて、液相冷却媒体のエンジン内ある
いはコンデンサ内への偏在を防止し、運転条件に
拘らず常に良好な冷却性能を発揮し得る内燃機関
の冷却装置を提供することを目的とする。

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図はこの考案に係る冷却装置の構成を模式
的に示したもので、１はエンジンを示し、このエ
ンジン１はシリンダブロツク２およびシリンダヘ
ツド３に気密的に形成されたウオータジヤケツト
４を有し、このウオータジヤケツト４には適当な
水位まで液相冷却媒体、例えば水に若干の添加物
を加えた冷却水が貯留されるようになつている。
従つて、この冷却水はエンジン１の熱により沸騰
状態となり、冷却媒体蒸気を発生するとともに、
その気化熱によつてエンジン１から熱を奪いエン
ジン１各部を冷却する。そして、ここで発生した
蒸気は、調圧弁５を備えた蒸気出口６から排出さ
れ、蒸気通路７を通してコンプレツサ８に導入さ
れる。

コンプレツサ８では、この蒸気を断熱圧縮し、
エンジン排出時よりもさらに高温高圧な状態にし
た上でコンデンサ９に送出する。コンデンサ９は
従来のラジエータと同様に車両前部に走行風を受
け得るように設置され、さらに必要な場合にはそ
の後部に冷却フアンが配設されるもので、こに導
入された蒸気はこれらの空気流により冷却され、
凝縮液化して再び液相冷却水となり、冷却水通路
１０を通つて受液器１１に回収される。そして、
さらに流量制御弁１２を通過して、ここで減圧さ
れた後に再びエンジン１のウオータジヤケツト４
に供給されるのである。

ここで上記受液器１１には液面計測装置１３が
設けられており、該受液器１１内に貯留される冷
却水の液面位置を検出している。この液面計測装
置１３としては、図示例ではアーム１４の先端に
浮子１５を設けた回転式のものが用いられている
が、第２、３図に示すように、垂直なガイドステ
ム１６に浮子１７を摺動自在に配設した形式のも
のも使用できる。尚、第２図は浮子１７位置に応
じた連続的な出力が得られる抵抗式のものを示
し、また第３図はガイドステム１６に複数のリー
ドスイツチ１８を配し、浮子１７に設けた磁石１
９により各スイツチ１８を順次作動させるように
したパルス式のものを示している。

上記流量制御弁１２は、例えばソレノイド２０
のON−OFFにより弁体２１が開閉する形式の電
磁弁が用いられており、制御回路２２によつて上
記液面計測装置１３からの信号に基づき開閉制御
され、上記受液器１１内の液面位置つまりは冷却
水量を略一定に保つている。これによりコンデン
サ９内は、常に気相空間に保たれることになる。
尚、この制御方式としては、単に液面位置が所定
レベルを上廻つた際に流量制御弁１２を「開」、
下廻つた際に「閉」とするように構成しても良
く、あるいは一定サイクルの駆動パルス信号のデ
ユーテイ比を液面位置に応じて変化させ、その流
量を調節するように構成することも可能である。

また、上記の如くON−OFF作動する電磁弁に
代えて、通路面積を可変制御し得る形式の流量制
御弁１２を用いることも勿論可能である。第４図
はその一例を示すものであつて、詳述すると、２
３は、負圧室２４内の負圧に応じた弁体２５の開
度が得られるアクチユエータ部、２６は上記負圧
室２４へ導入される負圧を調節する制御部であ
り、上記制御部２６は、負圧源へ通ずる負圧入口
２７を開閉する負圧弁部２８ａならびに大気弁部
２８ｂが一体となつた弁体２８と、制御部２６の
ケース２９内を大気室３０と負圧室３１とに画成
するダイヤフラム３２と、このダイヤフラム３２
略中央に支持され、かつ上記弁体２８との間にコ
イルスプリング３３が介装されるとともに、該弁
体２８の大気弁部２８ｂが着座する磁性材料から
なる可動バルブシート３４と、この可動バルブシ
ート３４を吸引し得るように対向して配設された
ソレノイド３５とから構成されている。つまり、
この制御部２６では、ソレノイド３５の吸引力と
負圧室３１の負圧力との関係から、負圧弁部２８
ａもしくは大気弁部２８ｂが開作動し、常に上記
吸引力と負圧力とが平衡した状態で両弁部２８
ａ，２８ｂが閉じられるため、ソレノイド３５の
電流値に応じた負圧を形成できる。従つて、制御
回路２２から出力される受液器１１内の液面位置
に応じた電流出力により冷却水流量を調節する弁
体２５の開度を精度良く制御できるのである。

一方、上述の如く流量制御弁１２によつて冷却
水液面が略一定に保たれる受液器１１上端部に
は、該受液器１１内の蒸気圧によつて開弁する圧
力制御弁３６が設けられており、高圧時には、そ
の蒸気の一部をコンプレツサ８低圧側に逃がすこ
とによつて、過度の昇圧を防止している。

尚、上記第１図の実施例においては受液器１１
をコンデンサ９とは別体に構成してあるが、コン
デンサ９下部に所謂ロアタンクとして一体的に構
成することも勿論可能である。

以上の説明で明らかなように、この考案に係る
内燃機関の冷却装置は、エンジンのウオータジヤ
ケツトに液相冷却媒体を貯留し、その蒸発気化に
よつてエンジンの冷却を行うように構成する一
方、エンジンから取り出された冷却媒体蒸気をコ
ンデンサにより凝縮液化し、この液化した冷却媒
体を再びエンジンのウオータジヤケツトに循環供
給するように構成した内燃機関の冷却装置におい
て、上記コンデンサ出口側に設けられる受液器に
液面計測装置を設けるとともに、上記受液器と上
記ウオータジヤケツトとの間に流量制御弁を介装
し、該流量制御弁の開度を、上記液面計測装置の
検出信号に基づき制御し、コンデンサ内を気相空
間とするように構成したので、運転条件の如何に
拘らず、冷却媒体が受液器側あるいはエンジン側
に極端に偏在することが無く、エンジン内の冷媒
不足による冷却不良や、コンデンサ内に液相冷却
媒体が溢れて放熱面積を狭めることによる放熱性
の悪化等を防止して、常に確実かつ良好な冷却作
用を行わしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る冷却装置の構成を模式
的に示す構成説明図、第２図および第３図は夫々
液面計測装置の異なる実施例を示す説明図、第４
図は流量制御弁の異なる実施例を示す断面図であ
る。 １……エンジン、４……ウオータジヤケツト、
５……調圧弁、８……コンプレツサ、９……コン
デンサ、１１……受液器、１２……流量制御弁、
１３……液面計測装置、２２……制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンのウオータジヤケツトに液相冷却媒体
   を貯留し、その蒸発気化によつてエンジンの冷却
   を行うように構成する一方、エンジンから取り出
   された冷却媒体蒸気をコンデンサにより凝縮液化
   し、この液化した冷却媒体を再びエンジンのウオ
   ータジヤケツトに循環供給するように構成した内
   燃機関の冷却装置において、上記コンデンサ出口
   側に設けられる受液器に液面計測装置を設けると
   ともに、上記受液器と上記ウオータジヤケツトと
   の間に流量制御弁を介装し、該流量制御弁の開度
   を、上記液面計測装置の検出信号に基づき制御
   し、コンデンサ内を気相空間とするように構成し
   たことを特徴とする内燃機関の冷却装置。