JPS6137444B2 - - Google Patents
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- JPS6137444B2 JPS6137444B2 JP55091030A JP9103080A JPS6137444B2 JP S6137444 B2 JPS6137444 B2 JP S6137444B2 JP 55091030 A JP55091030 A JP 55091030A JP 9103080 A JP9103080 A JP 9103080A JP S6137444 B2 JPS6137444 B2 JP S6137444B2
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- JP
- Japan
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- radiator
- steam
- air
- engine
- pressure
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- Expired
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Classifications
-
- 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
- F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
- F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
Landscapes
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は蒸発冷却を行うエンジンのラジエータ
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an engine radiator that provides evaporative cooling.
一般にエンジンの冷却装置としては、シリンダ
及び燃焼室の周囲に形成したウオータジヤケツト
に冷却水を循環させ、シリンダ外壁面を冷却する
ものが主流であるが、この冷却効率を上げるため
に、冷却水をシリンダ外壁面に撒布して蒸発さ
せ、そのときの気化潜熱により、少量の冷却水で
効率よく熱を奪うことを可能とした、蒸発冷却シ
ステムが本出願人により提案されている(特願昭
54−107563号参照)。 Generally speaking, the mainstream engine cooling system is one that cools the outer wall surface of the cylinder by circulating cooling water through a water jacket formed around the cylinder and combustion chamber. The applicant has proposed an evaporative cooling system that makes it possible to efficiently remove heat with a small amount of cooling water by spraying it on the outer wall of the cylinder and evaporating it, using the latent heat of vaporization at that time.
54-107563).
いま、これを第1図によつて説明すると、ウオ
ータポンプ1で加圧された冷却水は、供給通路2
を経てノズル部3からシリンダヘツド4やシリン
ダブロツク5に形成した冷却ジヤケツト6に噴霧
される。 Now, to explain this with reference to FIG. 1, the cooling water pressurized by the water pump 1 flows through the supply passage 2.
Then, it is sprayed from the nozzle portion 3 onto the cooling jacket 6 formed on the cylinder head 4 and cylinder block 5.
シリンダ外壁面から気化潜熱を奪つて蒸発した
冷却水の蒸気は、蒸気通路7を介してラジエータ
8に入り、車両の走行風や電動フアン9の送風に
より冷却されて液化し、ウオータポンプ1の吸込
通路10へと流れ、再びエンジンに送られて蒸発
する。 The vapor of the cooling water that evaporates by absorbing the latent heat of vaporization from the cylinder outer wall surface enters the radiator 8 via the steam passage 7, is cooled by the running wind of the vehicle or the air blown by the electric fan 9, and liquefies, and is then sucked into the water pump 1. It flows into passage 10 and is sent back to the engine where it evaporates.
これらの繰り返しによりエンジンの冷却を行う
のであり、シリンダ壁温のコントロールは蒸発温
度が冷却ジヤケツト6の内部圧力に比例すること
から、コントローラ11からの信号で動作する電
動フアン9や圧力制御弁12を、内部の圧力を検
出するセンサ13の信号にもとずいて制御するこ
とにより行う。 The engine is cooled by repeating these steps, and since the evaporation temperature is proportional to the internal pressure of the cooling jacket 6, the cylinder wall temperature is controlled by the electric fan 9 and pressure control valve 12, which are operated by signals from the controller 11. , by controlling based on the signal from the sensor 13 that detects the internal pressure.
したがつて、この冷却方式によれば、水のもつ
大きな気化潜熱を利用して冷却を行うので、冷却
水量を少なくすることができ、エンジンの軽量化
や、ウオームアツプ時間の短縮化がはかれ、さら
にはシリンダ壁温のコントロールが自由に行える
ので、エンジン燃焼効率の改善もはかれる利点が
ある。 Therefore, according to this cooling method, cooling is performed using the large latent heat of vaporization of water, so the amount of cooling water can be reduced, making it possible to reduce the weight of the engine and shorten the warm-up time. Furthermore, since the cylinder wall temperature can be freely controlled, there is an advantage that engine combustion efficiency can be improved.
しかしながら、いつたん蒸発した冷却水を液化
するには、効率よくラジエータ8で冷却を行う必
要があり、そのためにはラジエータ8が大型化す
る傾向も考えられた。 However, in order to liquefy the cooling water that has evaporated once, it is necessary to efficiently perform cooling with the radiator 8, and for this purpose, there is a tendency for the radiator 8 to become larger.
ところで、エンジン停止後に蒸気が液化したと
きラジエータ8の内部空間には大気が存在する
が、この大気はエンジン作動中に蒸気圧力により
圧縮され、体積は縮少するのであるが、いずれに
せよラジエータ8の放熱空間の一部を占有するの
で、その分だけ蒸気の熱交換率が下がつてしまう
という問題があり、このことは、上記ラジエータ
8の大型化をさらに助長する要因ともなつてい
た。 By the way, when the steam liquefies after the engine is stopped, there is an atmosphere inside the radiator 8, but this atmosphere is compressed by the steam pressure during engine operation and the volume is reduced, but in any case, the radiator 8 Since the radiator 8 occupies a part of the heat radiation space of the radiator 8, there is a problem in that the heat exchange rate of the steam decreases by that amount, and this is a factor that further promotes the increase in the size of the radiator 8.
本発明はこのような問題を解決するために、ラ
ジエータ本体の上部に空気収容室を形成して、エ
ンジン作動中はここに空気を押し込めることによ
り、ラジエータ熱交換率を高めるようにしたラジ
エータを提供するものである。 In order to solve these problems, the present invention provides a radiator in which an air storage chamber is formed in the upper part of the radiator body, and air is forced into the chamber during engine operation, thereby increasing the radiator heat exchange rate. It is something to do.
以下、本発明の実施例を図面にもとずいて説明
する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第2図において、ラジエータ本体20の上部に
は、連通路21を介して接続する空気収容室22
を設ける。 In FIG. 2, the upper part of the radiator body 20 has an air storage chamber 22 connected to it via a communication passage 21.
will be established.
この空気収容室22の容積は、通常の運転範囲
で設定されるラジエータ放熱空間23の圧力によ
り、エンジン停止中にこの放熱空間23を占拠す
る空気を加圧した場合の、空気体積とほぼ一致す
るように決める。 The volume of this air storage chamber 22 almost matches the air volume when the air occupying this heat radiation space 23 is pressurized while the engine is stopped by the pressure of the radiator heat radiation space 23 set in the normal operating range. Decide as follows.
なお、空気収容室22の底壁22Aは連通路2
1に向けて下降する緩やかな傾斜をつけられる。 Note that the bottom wall 22A of the air storage chamber 22 is connected to the communication path 2.
It has a gentle slope that descends towards 1.
この連通路21の部分には遮断弁25が介装さ
れ、エンジン作動中に予め設定された蒸気圧力も
しくは温度になつたら、連通路21を遮断するよ
うになつている。 A cutoff valve 25 is interposed in a portion of this communication passage 21, and is designed to shut off the communication passage 21 when a preset steam pressure or temperature is reached during engine operation.
この実施例では遮断弁25の負圧アクチユエー
タ26に電磁弁(三方弁)27を介しての負圧を
導入して閉弁させる。ただし、電磁弁27は図示
しない圧力センサや温度センサの出力にもとづい
て切換動作する。 In this embodiment, negative pressure is introduced into the negative pressure actuator 26 of the cutoff valve 25 via a solenoid valve (three-way valve) 27 to close the valve. However, the solenoid valve 27 performs a switching operation based on the output of a pressure sensor or a temperature sensor (not shown).
ラジエータ本体20の上部溜28は蒸気通路2
9と接続し、下部溜30はポンプ吸込通路31と
接続し、蒸発冷却した蒸気を液化して循環させ
る。 The upper reservoir 28 of the radiator body 20 is the steam passage 2
9, the lower reservoir 30 is connected to the pump suction passage 31, and the evaporatively cooled vapor is liquefied and circulated.
次に作用について説明する。 Next, the effect will be explained.
エンジン始動に伴い第1図のシステムによつて
蒸発冷却が開始されると、ラジエータ放熱空間2
3の圧力は次第に上昇する。 When evaporative cooling is started by the system shown in Figure 1 when the engine is started, the radiator heat radiation space 2
3 pressure gradually increases.
蒸気通路29からの戻り蒸気圧力により加圧さ
れるためであり、これにもとずいてエンジン始動
前に放熱空間23に充満していた空気が加圧さ
れ、この空気は上方の空気収容室22へと押し込
められる。 This is because the return steam pressure from the steam passage 29 pressurizes the air, which pressurizes the air that filled the heat radiation space 23 before starting the engine, and this air flows into the upper air storage chamber 22. be pushed into.
温度が同一ならば空気の方が蒸気(ただしこの
場合は湿つた蒸気や微小水滴を意味する)よりも
比重が小さいため、このようにして空気の大部分
が系内圧力上昇に伴つて空気収容室22に封じ込
められるのである。ただし、一部、蒸気が混入す
ることもあるが、その割合は少ない。 At the same temperature, air has a lower specific gravity than steam (which in this case means moist steam or microscopic water droplets), so in this way most of the air is contained as the pressure inside the system increases. It is sealed in room 22. However, although some steam may be mixed in, the proportion is small.
このようにしてほとんどの空気が封じ込められ
る圧力あるいは温度に達すると、遮断弁25の負
圧アクチユエータ26に電磁弁27からの負圧が
導入され、遮断弁25は連通路21を遮断する。 When the pressure or temperature reaches such a level that most of the air is confined, negative pressure from the electromagnetic valve 27 is introduced into the negative pressure actuator 26 of the shutoff valve 25, and the shutoff valve 25 shuts off the communication path 21.
したがつて、この後は放熱空間23はほぼ蒸気
のみが充満することとなり、放熱空間23の有効
容積のほぼ100%を使用して、蒸気の冷却液化が
効率よく行われるのである。 Therefore, after this, the heat radiation space 23 is filled almost only with steam, and almost 100% of the effective volume of the heat radiation space 23 is used to efficiently cool and liquefy the steam.
エンジン停止後に蒸気の凝縮に伴い冷却系の圧
力が下がると、遮断弁25は開いているために、
空気収容室22から空気が放熱空間23に流入
し、この内部圧力が真空に近くなるのを防ぎ、略
大気圧に保持する。 When the pressure in the cooling system decreases due to steam condensation after the engine is stopped, the shutoff valve 25 remains open.
Air flows into the heat radiation space 23 from the air storage chamber 22, preventing the internal pressure from becoming close to vacuum and maintaining it at approximately atmospheric pressure.
なお、空気収容室22にて凝縮した蒸気(冷却
水)は傾斜する底壁22Aにより、連通路21か
らラジエータ本体20へと戻る。 Note that the steam (cooling water) condensed in the air storage chamber 22 returns to the radiator main body 20 from the communication path 21 by the inclined bottom wall 22A.
次に第3図の実施例を説明すると、これは連通
路21の途中にオリフイス33を設けて、遮断弁
25を除去したものである。 Next, the embodiment shown in FIG. 3 will be described. In this embodiment, an orifice 33 is provided in the middle of the communication path 21, and the cutoff valve 25 is removed.
エンジン作動中は蒸気圧力により空気を空気収
容室22に押し込めておくことが可能なため、遮
断弁25を省略して機構を簡素化した。 Since air can be forced into the air storage chamber 22 by steam pressure during engine operation, the mechanism is simplified by omitting the shutoff valve 25.
オリフイス33はラジエータ本体20の内部と
空気収容室22との対流による熱伝達を減少させ
るものである。なお、連通路21の途中には空気
と蒸気を分離する半透膜を設け、空気収容室22
には空気のみが溜まるようにしてもよい。 The orifice 33 reduces heat transfer due to convection between the inside of the radiator body 20 and the air storage chamber 22. In addition, a semipermeable membrane is provided in the middle of the communication path 21 to separate air and steam, and the air storage chamber 22
It is also possible to allow only air to accumulate in the area.
以上のように本発明によれば、ラジエータ放熱
空間の有効容積を実質的に拡大することができ、
効率よく蒸気の冷却を行えるという効果がある。 As described above, according to the present invention, the effective volume of the radiator heat radiation space can be substantially expanded.
This has the effect of efficiently cooling the steam.
また本発明では、ラジエータの内部空間は実質
的に外部に対して遮断されているので、冷却ジヤ
ケツトの内部圧力は自由に設定することができ、
この圧力に応じて蒸発温度、すなわち冷却温度を
運転状態に応じてコントロールすることが可能
で、これによりエンジン燃焼効率を最大限に良好
に保つことができる。 Further, in the present invention, since the internal space of the radiator is substantially cut off from the outside, the internal pressure of the cooling jacket can be set freely.
The evaporation temperature, that is, the cooling temperature, can be controlled according to the operating conditions according to this pressure, and thereby the engine combustion efficiency can be maintained to the maximum.
第1図は従来装置の断面図、第2図、第3図は
それぞれ本発明の実施例をあらわす断面図であ
る。
20……ラジエータ本体、21……連通路、2
2……空気収容室、23……ラジエータ放熱空
間、25……遮断弁、27……電磁弁、33……
オリフイス。
FIG. 1 is a sectional view of a conventional device, and FIGS. 2 and 3 are sectional views each showing an embodiment of the present invention. 20...Radiator body, 21...Communication path, 2
2...Air storage chamber, 23...Radiator heat radiation space, 25...Shutoff valve, 27...Solenoid valve, 33...
Orifice.
Claims (1)
を供給し、蒸発にもとづく気化潜熱によりエンジ
ンを冷却するようにした装置において、冷却水の
蒸気を凝縮液化するラジエータ本体の上部に、連
通路を介して接続する空気収容室を設けたことを
特徴とするラジエータ。 2 連通路にはラジエータ本体の内部圧力または
温度が所定値になると閉じる遮断弁が介装されて
いる特許請求の範囲第1項記載のラジエータ。 3 連通路にはオリフイスが介装されている特許
請求の範囲第1項記載のラジエータ。[Scope of Claims] 1. In a device that supplies cooling water to the cooling jacket of an engine cylinder and cools the engine using latent heat of vaporization based on evaporation, there is a device connected to the upper part of the radiator body that condenses and liquefies the vapor of the cooling water. A radiator characterized by having an air storage chamber connected through a passage. 2. The radiator according to claim 1, wherein the communication passage is provided with a cutoff valve that closes when the internal pressure or temperature of the radiator body reaches a predetermined value. 3. The radiator according to claim 1, wherein an orifice is interposed in the communication passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103080A JPS5716219A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Radiator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103080A JPS5716219A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Radiator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5716219A JPS5716219A (en) | 1982-01-27 |
| JPS6137444B2 true JPS6137444B2 (en) | 1986-08-23 |
Family
ID=14015115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9103080A Granted JPS5716219A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Radiator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5716219A (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58214612A (en) * | 1982-06-08 | 1983-12-13 | Nagatoshi Suzuki | Lubricating oil cooler for internal combustion engine |
| DE3464401D1 (en) * | 1983-03-31 | 1987-07-30 | Nissan Motor | Load responsive temperature control arrangement for internal combustion engine |
| EP0134006B1 (en) * | 1983-08-09 | 1989-01-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Cooling system for automotive engine or the like |
| JPS6043117A (en) * | 1983-08-18 | 1985-03-07 | Nissan Motor Co Ltd | Idling temperature control apparatus for boiling and cooling system of engine |
| JPS6047816A (en) * | 1983-08-25 | 1985-03-15 | Nissan Motor Co Ltd | Boiling and cooling apparatus for engine |
| JPS60108526A (en) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | Nissan Motor Co Ltd | Evaporative cooling device for engine |
| JPH0533685Y2 (en) * | 1990-05-11 | 1993-08-26 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51137044A (en) * | 1975-05-22 | 1976-11-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | A cooling apparatus of the internal combustion engine |
-
1980
- 1980-07-03 JP JP9103080A patent/JPS5716219A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5716219A (en) | 1982-01-27 |
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