(57)【要約】【課題】エンジン始動後の冷却水暖機を促進するエンジン冷却装置を提供する。【解決手段】エンジン１の内部には冷却水通路２が設けられている。冷却水通路２の下流端部には経路３の一端が接続され、経路３の他端は経路４に接続されている。経路３には、排熱回収器７が設けられ、エンジン１と排熱回収器７とは、エンジン１の排気ガスが流通する排気ガス流通経路６によって連通されている。経路４にはラジエータ８と、バイパスライン９と、サーモスタット１０とが設けられている。サーモスタット１０は、冷却水の温度に応じて、バイパスライン９とラジエータ８とを流れる作動流体の流量を調整するようになっている。経路４の他端がポンプ１２に接続され、ポンプ１２と冷却水通路２の上流端部とが経路５によって接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを冷却するための冷却水が循環する、エンジン冷却水循環経路において、
前記エンジン冷却水循環経路に設けられ、前記エンジンを冷却した冷却水を冷却する冷却手段と、
前記エンジン冷却水循環経路に設けられ、前記冷却手段で冷却する前に、前記冷却水と前記エンジンの排気ガスとを熱交換することにより、前記冷却水を加熱する排熱回収器と
を備えるエンジン冷却装置。
【請求項２】
前記エンジン冷却水循環経路は、
前記冷却手段をバイパスするバイパスラインと、
前記排熱回収器と前記冷却手段との間に設けられ、前記排熱回収器で加熱された冷却水の温度に応じて、前記冷却手段と前記バイパスラインとを流れる冷却水の流量を調整する調整手段と
を備える請求項１に記載のエンジン冷却装置。
【請求項３】
前記排熱回収器に流入させる前記排気ガスの量を制御する制御手段を備える請求項１または２に記載のエンジン冷却装置。
【請求項４】
エンジンを冷却するための冷却水が循環する、エンジン冷却水循環経路において、
前記エンジン冷却水循環経路に設けられ、前記エンジンを冷却した冷却水を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段をバイパスするバイパスラインと、
前記冷却水の温度に応じて、前記冷却手段と前記バイパスラインとを流れる冷却水の流量を調整する調整手段と、
前記バイパスラインに設けられ、前記冷却水と前記エンジンの排気ガスとを熱交換することにより、前記バイパスラインを流れる冷却水を加熱する排熱回収器と
を備えるエンジン冷却装置。
【請求項５】
前記排熱回収器に流入させる前記排気ガスの量を制御する制御手段を備える請求項４に記載のエンジン冷却装置。
【請求項６】
エンジンを冷却するための冷却水が循環する、エンジン冷却水循環経路において、
前記エンジン冷却水循環経路に設けられ、前記エンジンを冷却した冷却水を冷却する冷却手段と
前記冷却手段で冷却された冷却水と前記エンジンの排気ガスとを熱交換することにより、前記冷却水を加熱する排熱回収器と、
前記排熱回収器に流入させる前記排気ガスの量を制御する制御手段と
を備えるエンジン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジン冷却装置に係り、特に、エンジン始動時の暖機の促進に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンは、エンジンの過熱を防ぐと共に、あらゆる運転条件の下でエンジンの各部を常に適切な温度に保つように冷却するエンジン冷却装置を備えている。このような従来のエンジン冷却装置が、例えば特許文献１等に記載されている。
図６は、従来の水冷式冷却装置を示す。エンジン２０の内部には冷却水通路２１が設けられ、エンジン２０の外部には冷却水通路２１の両端と接続するエンジン冷却水循環経路２２が設けられている。エンジン冷却水循環経路２２に設けられたポンプ２３により、冷却水が冷却水通路２１及びエンジン冷却水循環経路２２を循環し、冷却水通路２１を通過する際に冷却水がエンジン２０を冷却する。
冷却水通路２１を通過した冷却水は、エンジン２０を冷却することによって高温となっているため、ラジエータ２４において冷却された後、再び冷却水通路２１に流入することによってエンジン２０を冷却することができる。
しかし、エンジン２０の始動直後のように、エンジン２０の温度が高くない場合には、冷却水通路２１を通過した冷却水の温度も高くないため、ラジエータ２４で冷却水を冷却してしまうと、冷却水の温度が低下しすぎてしまい、エンジン２０の温度が上昇するのに非常に長い時間を要してしまう。このような場合には、サーモスタット２５が、冷却水通路２１を通過した冷却水の温度を検出し、所定温度以下であることを検出すると、冷却水の流通経路をバイパスライン２６に切り替える。エンジン２０の温度が上昇し、冷却水通路２１を通過した冷却水の温度が所定温度以上になると、サーモスタット２５は、冷却水がラジエータ２４へ流入するように冷却水の流通経路を切り替える。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エンジン２０の始動後、冷却水暖機に時間を要するため、その間はエンジンオイルの温度も低く粘性が高いことから、エンジン２０内部で摩擦や摩耗を生じさせることにより、エンジン２０の効率が低下し、寿命が短くなるといった問題点があった。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、エンジン始動後の冷却水暖機を促進するエンジン冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るエンジン冷却装置は、エンジンを冷却するための冷却水が循環する、エンジン冷却水循環経路において、エンジン冷却水循環経路に設けられ、エンジンを冷却した冷却水を冷却する冷却手段と、エンジン冷却水循環経路に設けられ、冷却手段で冷却する前に、冷却水とエンジンの排気ガスとを熱交換することにより、冷却水を加熱する排熱回収器とを備える。冷却水が、排熱回収器において、エンジンの排気ガスにより加熱されるので、エンジン始動後速やかに冷却水温度が上昇する。
エンジン冷却水循環経路は、冷却手段をバイパスするバイパスラインと、排熱回収器と冷却手段との間に設けられ、排熱回収器で加熱された冷却水の温度に応じて、冷却手段とバイパスラインとを流れる冷却水の流量を調整する調整手段とを備えてもよい。
排熱回収器に流入させる排気ガスの量を制御する制御手段を備えてもよい。排熱回収器における冷却水の加熱を、エンジン始動後の所定時間内に限定することにより、冷却手段に必要以上の負荷がかからなくなる。
エンジンを冷却するための冷却水が循環する、エンジン冷却水循環経路において、エンジン冷却水循環経路に設けられ、エンジンを冷却した冷却水を冷却する冷却手段と、冷却手段をバイパスするバイパスラインと、冷却水の温度に応じて、冷却手段とバイパスラインとを流れる冷却水の流量を調整する調整手段と、バイパスラインに設けられ、冷却水とエンジンの排気ガスとを熱交換することにより、バイパスラインを流れる冷却水を加熱する排熱回収器とを備えてもよい。
排熱回収器に流入させる排気ガスの量を制御する制御手段を備えてもよい。
エンジンを冷却するための冷却水が循環する、エンジン冷却水循環経路において、エンジン冷却水循環経路に設けられ、エンジンを冷却した冷却水を冷却する冷却手段と、冷却手段で冷却された冷却水とエンジンの排気ガスとを熱交換することにより、冷却水を加熱する排熱回収器と、排熱回収器に流入させる排気ガスの量を制御する制御手段とを備えてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、エンジン冷却水循環経路にエンジンの排気ガスと冷却水とを熱交換する排熱回収器を設けることにより、エンジン始動直後から冷却水がエンジンの排気ガスによって加熱されるので、エンジン始動後の冷却水暖機を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明に係るエンジン冷却装置は、水冷式冷却装置である。図１に示されるように、エンジン１の内部には冷却水通路２が設けられている。冷却水通路２の下流端部には経路３の一端が接続され、経路３の他端は経路４に接続されている。経路３には、エンジン１の排気ガスと冷却水とを熱交換する排熱回収器７が設けられている。エンジン１と排熱回収器７とは排気ガス流通経路６によって接続され、エンジン１から排出される排気ガスの一部又は全てを、排熱回収器７へ送るようになっている。経路４には冷却手段であるラジエータ８と、ラジエータ８をバイパスするバイパスライン９と、調整手段であるサーモスタット１０とが設けられている。サーモスタット１０は、冷却水の温度に応じて、バイパスライン９とラジエータ８とを流れる作動流体の流量を調整するようになっている。経路４の他端がポンプ１２に接続され、ポンプ１２と冷却水通路２の上流端部とが経路５によって接続されている。ここで、経路３，４，５はエンジン冷却水循環経路を構成する。
【０００９】
次に、この実施の形態に係る冷却装置の動作について説明する。
エンジン１が始動するとポンプ１２が起動され、ポンプ１２から吐出された冷却水が経路５を通って冷却水通路２を流通する。この際、エンジン１を冷却することにより冷却水の温度が上昇する。冷却水通路２を通過した冷却水は、経路３を通って排熱回収器７に流入する。排熱回収器７においてエンジン１の排気ガスと熱交換することにより加熱され、温度がさらに上昇する。その後、冷却水は経路４を流れ、サーモスタット１０によって温度が検出される。エンジン１の始動直後は、エンジン１の温度が上昇していないので、サーモスタット１０は、冷却水のほとんどがバイパスライン９を流れるように調整する。これにより、エンジン１を冷却することにより温度が上昇した冷却水は、ほとんど温度変化のないまま、ポンプ１２の吸引側に到達し、ポンプ１２によって昇圧されることによって、再び冷却水通路２を流通する。
やがて、エンジン１の暖機が進行すると、冷却水の温度も上昇する。すると、サーモスタット１０は、バイパスライン９を流れる冷却水の流量を減少させ、ラジエータ８に流入する冷却水の流量を増加していく。
【００１０】
ここで、エンジン１の始動直後のように、冷却水温度が低い場合には、冷却水のほとんどがラジエータ８をバイパスするので、温度がほとんど低下しないままポンプ１２の吸引側に到達する。このため、冷却水によるエンジン１の冷却作用が弱くなることによってエンジン１の温度上昇が早まるため、エンジン１の暖機が促進される。
また、エンジン１の暖機後は、バイパスライン９とラジエータ８とを流れる冷却水の流量を調整することによって冷却水の温度が調整されるので、エンジン１が適正な温度に保たれるようになる。
【００１１】
このように、経路３に冷却水とエンジン１の排気ガスとを熱交換する排熱回収器７を設けることにより、エンジン１の始動直後から冷却水がエンジン１の排気ガスによって加熱されるので、エンジン１の始動後速やかに冷却水温度を上昇させることができる。
また、経路４に、ラジエータ８をバイパスするバイパスライン９を設け、冷却水の温度に応じて、サーモスタット１０がバイパスライン９とラジエータ８とを流れる冷却水の流量を調整するようにしたので、エンジン１の始動直後のように温度の低い冷却水がラジエータ８によって冷却されるのを防ぐと共に、エンジン１の暖機後は、冷却水の温度を調整することによって、エンジン１を適正な温度に保つことができる。
【００１２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るエンジン冷却装置を説明する。尚、以下の実施の形態において、図１の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態２に係るエンジン冷却装置は、実施の形態１に対して、排熱回収器７へ流入する排気ガスの流れを制御するようにしたものである。
図２に示されるように、排気ガス流通経路６には、制御手段である制御バルブ１３が設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。制御バルブ１３は、エンジン１が始動すると開き、予め設定された時間が経過すると閉じるようになっている。この時間は、エンジン１の始動後、冷却水が所定温度まで上昇するのに要する時間に設定することが好ましい。
【００１３】
通常、エンジン１の温度が上昇した後は、冷却水による冷却作用によってエンジン１の温度を調整するため、冷却水を排熱回収器７で加熱する必要がなくなる。エンジン１の温度が上昇した後も排熱回収器７で冷却水を加熱し続けると、ラジエータ８による冷却水を冷却する負荷が高くなってしまう。しかしながら、排熱回収器７における冷却水の加熱を、制御バルブ１３によってエンジン１始動後の所定時間内に限定することにより、排熱回収器７で加熱された冷却水をラジエータ８で再び冷却する動作をなくすことができ、これによりラジエータ８に必要以上の負荷がかからなくなる。
【００１４】
このように、排気ガス流通経路６に制御バルブ１３を設けることにより、エンジン１の始動後、冷却水の加熱が必要な時間だけ排熱回収器７において冷却水を加熱することができるので、ラジエータ８に必要以上の負荷がかかるのを防ぐことができる。
【００１５】
実施の形態２では、エンジン１の始動後、制御バルブ１３を所定の時間だけ開くようにしたが、これに限定されるものではない。冷却水の温度を検出する水温センサを設け、水温センサによって検出された冷却水の温度が所定温度まで上昇したら、制御バルブ１３を閉じるようにしてもよい。
また、排熱回収器７を、エンジン１とサーモスタット１０との間に設けたが、これに限定されるものではない。図３に示されるように、排熱回収器７をラジエータ８とポンプ１２との間に設けてもよい。
【００１６】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係るエンジン冷却装置について説明する。
この実施の形態３に係るエンジン冷却装置は、実施の形態１に対して、排熱回収器７をバイパスライン９に設けたものである。
図４に示されるように、排熱回収器７をバイパスライン９に設置した以外の構成は、実施の形態１と同じである。エンジン１の始動直後は、冷却水のほとんどがバイパスライン９を流れるようになっているので、排熱回収器７において冷却水が加熱され、エンジン１の暖機が促進される。
冷却水の温度が上昇すると、バイパスライン９、すなわち排熱回収器７を流れる冷却水の流量が減少し、ラジエータ８を流れる流量が増加する。これにより、ラジエータ８によって冷却される冷却水の量が増加するので、実施の形態２と同様、ラジエータ８に必要以上の負荷がかかるのを防ぐことができる。
尚、図５に示されるように、実施の形態２と同様、排気ガス流通経路６に制御バルブ１３を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係る冷却装置の構成図である。
【図２】実施の形態２に係る冷却装置の構成図である。
【図３】実施の形態２に係る冷却装置の変形例の構成図である。
【図４】実施の形態３に係る冷却装置の構成図である。
【図５】実施の形態３に係る冷却装置の変形例の構成図である。
【図６】従来の冷却装置の構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  エンジン、３，４，５  経路（冷却水循環経路）、６  排気ガス流通経路、７  排熱回収器、８  ラジエータ（冷却手段）、９  バイパスライン、１０  サーモスタット（調整手段）、１３  制御バルブ（制御手段）。
【図１】
2006144745.tif 000003
【図２】
2006144745.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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