(57)【要約】図３に示すように、陸上および水上モードで操作可能な水陸両用車（１１０）の排気冷却システムは、冷却される排気システム（１５０）と、少なくとも一つの空気−液体熱交換器（１６０、１６５）と、少なくとも一つの液体−液体熱交換器（１７０）と、冷却される排気システム、および空気−液体熱交換器、および／または液体−液体熱交換器、と熱的にやり取りし、排気システム（１５０）によって加熱される冷媒液体を有する。水陸両用車（１１０）を陸上モードで操作する場合は、冷媒液体は空気−液体熱交換器によって冷却される。車両を水上モードで操作する場合は、冷媒液体は液体−液体熱交換器によって冷却される。空気−液体熱交換器は、水上で用いることもできる。車両は平面であっても、引き込み可能な路面車輪（１２０）を有することもできる。空気−液体熱交換器は、車両の前方、後方、または他の場所に取り付けることもできる。【選択図】図３
2008521679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上および水上モードで操作可能な水陸両用車の排気冷却システムであって、
冷却される排気システムと、
少なくとも一つの空気−液体熱交換器と、
少なくとも一つの液体−液体熱交換器と、
排気システムと、前記少なくとも一つの空気−液体熱交換器、および／または前記少なくとも一つの液体−液体熱交換器、と熱的に連絡させる冷媒液体を有し、
水陸両用車を陸上モードで操作するとき、冷媒液体が排気システムによって加熱され、前記少なくとも一つの空気−液体熱交換器によって冷却され、
水陸両用車を水上モードで操作するとき、冷媒液体が排気システムによって加熱され、前記少なくとも一つの液体−液体熱交換器によって冷却される排気冷却システム。
【請求項２】
水陸両用車を水上モードで操作するとき、冷媒液体が前記少なくとも一つの空気−液体熱交換器の制御された使用によって追加的に冷却される請求項１に記載の排気冷却システム。
【請求項３】
冷却される排気システムが、少なくとも一つの排気マニホルドと少なくとも一つの消音器を有する請求項１または請求項２に記載の排気冷却システム。
【請求項４】
排気システムがさらに、少なくとも一つの触媒コンバータを有する請求項３に記載の排気冷却システム。
【請求項５】
車両の車体内に設けたダクト内に、前記少なくとも一つの空気−液体熱交換器を配置した請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項６】
ダクトが空気流入口と空気流出口を有し、空気流入口が少なくとも前記水陸両用車の静的喫水線より上に配置される請求項５に記載の排気冷却システム。
【請求項７】
ダクトがさらに閉鎖手段を有し、空気流入口および／または空気流出口を選択的または制御可能なように閉鎖する手段を有する請求項５または６に記載の排気冷却システム。
【請求項８】
閉鎖手段が、自動および／または手動で操作可能な一つ以上のヒンジ接続フラップまたはスライド部材を有する請求項７に記載の排気冷却システム。
【請求項９】
車両内に設けた少なくとも一つのための内部区画からダクトを密閉した請求項５〜８のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項１０】
さらに、一つ以上の空気−液体熱交換器に対して、利用可能な空気の流れを増大させるために設けた一つ以上のファンを有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項１１】
車両の前部に、少なくとも一つの空気−液体熱交換器を設けた請求項１〜１０のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項１２】
車両の後部に、少なくとも一つの空気−液体熱交換器を設けた請求項１〜１１のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項１３】
冷媒液体が循環する導管を用いて、冷却される排気システム、前記少なくとも一つの空気−液体熱交換器、および前記少なくとも一つの液体−液体熱交換器を全て直列に接続した請求項１〜１２のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項１４】
冷却される排気システム、前記少なくとも一つの空気−液体熱交換器、および前記少なくとも一つの液体−液体熱交換器の直列接続によって形成した閉鎖回路内に冷媒液体が含まれ、その周りの再循環させる請求項１〜１３のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項１５】
車両の外側からの原水を用いて、液体−液体熱交換器を冷却する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項１６】
外部の原水源から原水を引き込み、使用後に車両の外側の原水源に戻す請求項１５に記載の排気冷却システム。
【請求項１７】
原水を液体−液体熱交換器内にポンプ引きし、そこを通過させ、そこから出す請求項１５または１６に記載の排気冷却システム。
【請求項１８】
水陸両用車内に設けたジェット駆動装置水上推進手段の加圧側から原水を供給した請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項１９】
少なくとも部分的に水陸両用車の外部船体面を用いて、少なくとも一つの液体−液体熱交換器を構成した請求項１〜１５のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項２０】
液体−液体熱交換器内で用いられる水陸両用車の外部船体面が、良好な熱伝導体から構成される請求項１９に記載の排気冷却システム。
【請求項２１】
水陸両用車の外部船体面が、アルミニウムを有する請求項２０に記載の排気冷却システム。
【請求項２２】
冷媒液体が船体の内面に接触し、車両が水上モードで動作しているとき、船体の外面上に存在する外部の原水源によって冷却される請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項２３】
液体−液体熱交換器を冷却するために必要とされ、それに用いられる原水源が車両の外側に留まっている請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項２４】
一つ以上の液体−液体熱交換器をバイパス可能な請求項１〜２３のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項２５】
少なくとも部分的に水上推進手段の部品を用いて、少なくとも一つの液体−液体熱交換器を構成する請求項１〜２４のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項２６】
水上推進手段が、ジェット駆動装置である請求項２５または２６に記載の排気冷却システム。
【請求項２７】
水上推進手段上および／またはそれを通過する原水を用いて、少なくとも一つの液体−液体熱交換器を冷却する請求項２５に記載の排気冷却システム。
【請求項２８】
排気システムを通過しそこから出る排気ガスの排気流内に原水を直接噴射することによって、排気システムをさらに冷却する請求項１〜２７のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項２９】
他の熱生成源を冷却するために、システムをさらに用いる請求項１〜２８のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項３０】
他の熱生成源が、水上推進手段、原動機、および／またはブレーキ部品を含む請求項２９に記載の排気冷却システム。
【請求項３１】
共有の冷媒液体を備えた共通回路内に各熱交換器を設けた請求項１〜３０のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項３２】
別個の回路内に各熱交換器を設けた請求項１〜３０のいずれか一項に記載の排気冷却システム。
【請求項３３】
滑走水陸両用車内で請求項１〜３２のいずれか一項に記載の排気冷却システムの使用すること。
【請求項３４】
一つ以上の引き込み可能な車輪を備えた滑走水陸両用車内で請求項１〜３２のいずれか一項に記載の排気冷却システムの使用。
【請求項３５】
実質的に添付の図面を参照しながらこれまでに説明し、またはその中に示したとおりの排気冷却システム。
【請求項３６】
実質的に添付の図面を参照しながらこれまでに説明し、またはその中に示したとおりの排気冷却システムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水陸両用車の排気冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術的に知られている専用陸上車両および船舶の場合、冷却排気システムに用いられる装置および方法は十分に確立されている。陸上車両の場合、排気システムは一般に車両の床板の下に吊され、周囲雰囲気の空気に曝され、その空気が排気システムの外面上を通過し冷却する。実現される冷却効果はもちろん変動するが満足できるものであり、車両の速度および雰囲気の状態などの要素に大きく依存する。船舶の場合、通常は水を用いて排気システムを冷却する。これは艇外の原水の豊富な水源を用いて通常実現され、原水は排気システムを取り囲むウォータジャケット内に引き込み、その周りを循環させ、それから原水源に排水する。このような排気冷却システムは船舶が水上にあるときは非常に効率的であるが、原水源がもはや利用可能ではない陸上では機能しない。しかし、そうであっても、エンジンが陸上ではほとんど全く動作しない船舶の場合は特に重要ではない（一般に保守のためだけであり、そのような場合は、例えば、ホースを介して原水源が提供される）。
【０００３】
シエトロン（Citroen）の米国特許第3,884,194号では、熱エネルギを復元するために、陸上車両内で用いられる空冷エンジンの排気マニホルドにウォータジャケットを提供することも知られている。特に、米国特許第3,884,194号は、空冷エンジンを備えた車両の搭乗者の区画を加熱するために用いられる蒸気発生器を開示している。
【０００４】
三信工業株式会社(Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisya)の米国特許第4,991,546号では、内燃エンジンと排気マニホルドの両方を冷却するために用いられる水上艇用のウォータジャケットベースの冷却システムが開示されている。その発明は、冷却処理の結果として、排気マニホルド内に形成される凝集物を防ぐことに関する。原水が用いられ、これは艇外から供給され、システムの様々なウォータジャケットの周りを循環後に返還される。一実施形態では補助ラジエータが用いられるが、エンジン、排気マニホルドおよび排気エルボの密閉冷却ジャケットを提供するためだけであり、閉システム内では純水以外の冷媒が用いられ原水とは別個に保持される。原水はなお、艇外の水域から供給、循環、返還される。従って、このシステムは陸上車両内で用いることはできない。
【特許文献１】米国特許第3,884,194号
【特許文献１】米国特許第4,991,546号
【０００５】
しかし、水陸両用車の場合、排気システムの冷却の問題はかなり固有の問題および考慮事項を提示する。水陸両用車は陸上および水上で広範囲に用いられ、その排気システムは他の任意の路面車両のそれと少なくとも同様の高温で確実に動作する必要がある。陸上車両はその排気システム、特に、停止中の車両の下の草に火が付くほど非常に高温（〜９００℃）で動作することが知られている触媒コンバータを低温に保持するために周囲の空気に依存しているが、水上での浮力および流体力学的性能を確保するために水陸両用車の下側は密閉されている。船体内に排気システムを密閉することは実際には外部冷却の作用からそれを断熱するために機能するので、これは適切な冷却を提供する問題を悪化させる。さらに、陸上モードで操作し十分熱せされた排気システムが車両を水上モードで操作するために水に入ると、急冷の熱衝撃効果で損傷を受ける可能性があるので、それは水陸両用車の排気システム内に密閉することが望ましい。また、触媒コンバータは非常に鋭敏な部品であり、触媒への損傷を防ぐためにその最適な動作温度で維持しなければならない。従って、水陸両用車は相容れない要件を提示し、従来技術の専用システムは水陸両用車の要件に十分に適合しないことは明らかである。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、第一形態で、陸上モードと水上モードで操作可能な水陸両用車の排気冷却システムであって、
冷却される排気システムと、
少なくとも一つの空気−液体熱交換器と、
少なくとも一つの液体−液体熱交換器と、
排気システム、および前記少なくとも一つの空気−液体熱交換器、および／または前記少なくとも一つの液体−液体熱交換器、と熱的にやり取りする冷媒液体を有し、
水陸両用車を陸上モードで操作するとき、冷媒液体が排気システムによって加熱され、前記少なくとも一つの空気−液体熱交換器によって冷却され、
水陸両用車を水上モードで操作するとき、冷媒液体が排気システムによって加熱され、前記少なくとも一つの液体−液体熱交換器によって冷却される排気冷却システムを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
ここで、添付の図面を参照しながら、一例として本発明の好適な実施形態を説明する。
【０００８】
まず図１と２を参照すると、水陸両用車１０内に設置した本発明の第一実施形態による冷却システムの概略図が示されている。原動機４０は、陸上および水上モードで操作するとき、水陸両用車１０を推進するための動力を提供する。陸上モードでは動力は、例えば、路面車輪２０などの陸上推進手段に送られる。水上モードでは動力は、例えば、ジェット駆動装置３０などの水上推進手段に送られる。好適な実施形態では原動機４０は内燃エンジンであり、燃焼生成物はそこから排気システム５０を介して放出される。
【０００９】
排気システム５０は触媒コンバータ５１と消音器５２を有し、各々がウォータジャケット５３内に取り囲まれている。ウォータジャケット５３は、排気システム５０の第一遠端に液体入口５４、第二近端に液体出口５５を有する。
【００１０】
既存のラジエータの形態の空気−水熱交換器６０が設けられ、それは液体入口６１と液体出口６２を有する。冷媒流体用の細長い導管は液体入口６１と液体出口６２を接続し、蛇行状、迷路状または他のこのような屈曲形態でパッケージ化され、液体入口６１と液体出口６２の間の流路の長さを最大化する。この導管はその外面と熱接触するように構成したフィンのマトリクスを備え、通過する空気に対して大きな表面積を提示し、マトリクスを通過する冷却空気と導管を通過する冷媒液体の間で利用可能な熱経路および可能な熱伝達を最大化する。
【００１１】
水−水熱交換器７０も設けられ、それは二つの液体入口７１、７３と二つの液体出口７２、７４を有する。冷媒液体用の第一導管は液体入口７１を液体出口７２に接続し、蛇行状、迷路状または他のこのような屈曲形態でパッケージ化され、同様に液体入口７１と液体出口７２の間の流路の長さを最大化する。原水用の第二導管は液体入口７３を液体出口７４に接続し、同様に蛇行状、迷路状または他のこのような屈曲形態でパッケージ化され、液体入口７３と液体出口７４の間の流路の長さを最大化する。これらの導管は互いに対して配置し、二つの導管の間で利用可能な熱経路、および第二導管を通過する冷却原水と第一導管を通過する冷媒液体の間で可能な熱伝達を最大化する。
【００１２】
閉鎖冷媒液体回路８０は適切な液体導管を用いて、排気システム５０のウォータジャケット５３、空気−水熱交換器６０および水−水熱交換器７０の第一導管の直列接続によって形成される。開放原水回路９０は適切な液体導管を用いて形成され、水上モードで原水が入るかまたは水陸両用車１０の外側からポンプ引きされ、スクリーンまたはフィルタ（図示せず）を介して水−水熱交換器７０の第二導管を通過し、外部の水源に戻される。原水は別個のポンプの必要性をなくすために、例えば、ジェット駆動装置３０の加圧側から供給することもできる。
【００１３】
動作中、冷媒液体は閉鎖冷媒液体回路８０の周りで単にポンプ引きすることも、技術的によく知られているように温調制御方式や他の制御方式の下で（例えば、車両の操作パラメータに依存する電子制御ユニット（ＥＵＣ）の制御下で）ポンプ引きすることもできる。水陸両用車を陸上モードで操作するとき、冷媒液体は第一冷却温度で液体入口５４を介して排気システム５０に入り、排気システム５０を含むウォータジャケット５３に沿って通過し、車両１０の後方の排気システム５０のより低温の端部から、排気マニホルドに近いより高温の端部に通過する（排気システムの急冷を避け、コールドスタート後の排気マニホルド内の凝集物の形成を防ぐため）。排気システム５０内に存在する熱は、確立された熱伝達経路を介して冷媒液体に送られ、冷媒液体を加熱して排気システム５０を冷却する。第二高温の冷媒液体は、液体排出口５５を介してウォータジャケット５３から放出される。次に冷媒液体は接続通路を通過し、液体入口６１を介して空気−水熱交換器６０に入る。冷媒が熱交換器６０内の導管に沿って通過すると、導管と熱的に接触するように構成したフィンのマトリクス上を通過する空気は、第二高温の冷媒液体から熱を奪い、冷媒液体を第二高温より低い温度まで冷却する。フィン上の空気の通過は自由流（ラム効果）であってもダクト手段を介することもでき（ラム効果を増大させるため）、および／または補助ファン（図示せず）などの手段によって強制または補助することもできる。それから、冷媒は液体排出口６２を介して熱交換器６０から放出され、次に接続通路を介して流れ、液体入口７１を介して水−水熱交換器７０に入る。この陸上モードでは、開放原水回路９０を介して利用可能な原水の供給はないので、水−水熱交換器７０はほとんどあるいは全く影響を与えない。従って、冷媒流体は、入ったときと実質的に同じ温度で液体排出口７２を介して放出される。最後に、導管は、排気システムの液体出口７２から液体入口５４に冷媒液体を運び、上記の処理を繰り返して冷媒液体を再循環させる。
【００１４】
水陸両用車１０を水上モードで操作する場合、上記の処理は同一であるが、空気−水熱交換器６０によって提供される冷却ステップは、冷媒液体が水−水熱交換器７０を通過する際に有効になる冷却ステップで補助されるかまたはそれと置き換えられる。この水上モードでは、冷媒液体は、第一冷却温度に比べて高温（空気−水熱交換器６０がある程度有効である場合）または第二高温（空気−水熱交換器６０が有効ではない場合）のいずれかで水−水熱交換器７０に入り、熱交換器７０内の第一導管に沿って通過する。同時に、外部の周囲水温の原水が、水陸両用車１０の外側から原水液体入口７３を介してポンプ引きされる。この原水は水−水熱交換器７０内の第二導管を通過し、原水液体排出口７４を介して放出され外側の水域内に排出される。第一および第二導管の構成（互いに対して逆の流れ）は二つの導管の間で利用可能な熱経路および得られる可能な熱伝達を最大化し、冷媒液体が第二高温より低い温度で液体排出口７２を介して放出される程度まで、原水を加熱する際に冷媒液体を冷却する。それから、冷媒液体は再循環される。
【００１５】
当然のことながら、上記の本発明の好適な実施形態は、本発明に従って可能な多くの異なるレイアウトの一例にすぎない。特に、上記の好適な実施形態は、水陸両用車１０のミッドエンジンのスポーツカー形態に適したレイアウトを採用している。水陸両用車１０のこの形態では、図のようにパッケージ化した本発明による排気冷却システムを有することが望ましい。しかし、本発明による排気冷却システムは非常に柔軟であり、例えば、三輪バイク、四輪オートバイ、またはオフロード実用車などの非常に異なる種類の水陸両用車内のパッケージ化に適応できる。
【００１６】
これを簡略化するために、図３と４は、四輪オートバイ形態の水陸両用車１１０内に設置した本発明の第二実施形態による冷却システムの概略図を示している。これは、タンデム型に構成した前方座席１１３と後方座席１１６を備えた「誇座式の」車両である。上記の第一実施形態のように、原動機１４０は、陸上および水上モードで操作する際に水陸両用車１１０を推進するための動力を提供する。地上モードでは動力は、例えば、路面車輪１２０などの陸上推進手段に送られる。水上モードでは動力は、例えば、ジェット駆動装置１３０などの水上推進手段に送られる。好適な実施形態では原動機１４０は内燃エンジンであり、燃焼生成物はそこから排気システム１５０を介して放出される。排気システム１５０は触媒コンバータ１５１と消音器１５２を有し、各々ウォータジャケット１５３内に取り囲まれている。ウォータジャケット１５３は、排気システム１５０の第一遠端に液体入口１５４、第二近端に液体出口１５５を有する。
【００１７】
既存のラジエータの形態の（パッケージ化の理由によってサイズが異なる）二つの空気−水熱交換器１６０、１６５が設けられ、各々液体入口１６１、１６６と液体出口１６２、１６７を有する。冷媒液体用の細長い導管は各液体入口１６１、１６６を各液体出口１６２、１６７に接続し、蛇行状、迷路状または他のこのような屈曲形態で各々パッケージ化され、液体入口１６１、１６６と液体出口１６２、１６７の間の流路の長さを最大にする。これらの導管はそれらの外面上に熱接触するように構成したフィンのマトリクスを備え、通過する空気に大きな表面積を提示し、マトリクスを通過する冷却空気と導管を通過する冷媒液体の間で利用可能な熱経路および可能な熱伝達を最大化する。これらの二つの空気−水熱交換器１６０、１６５は図では並列に接続されているが、当然のことながら、代わりに直列にそれらを接続することもできる。
【００１８】
水−水熱交換器１７０も設けられ、それは二つの液体入口１７１、１７３と二つの液体出口１７２、１７４を有する。冷媒液体用の第一導管は液体入口１７１を液体出口１７２に接続し、同様に蛇行状、迷路状または他のこのような屈曲形態でパッケージ化され、液体入口１７１と液体出口１７２の間の流路の長さを最大化する。原水用の第二導管は液体入口１７２を液体出口１７４に接続し、同様に蛇行状、迷路状または他のこのような屈曲形態でパッケージ化され、液体入口１７２と液体出口１７４の間の流路の長さを最大化する。これらの導管は互いに対して配置し、二つの導管の間で利用可能な熱経路、および第二導管を通過する冷却原水と第一導管を通過する冷媒液体の間で可能な熱伝達を最大化する。
【００１９】
閉鎖冷媒液体回路１８０は適切な液体導管を用いて、排気システム１５０のウォータジャケット１５３、空気−水熱交換器１６０、１６５および水−水熱交換器１７０の直列接続によって形成される。図の実施形態では、空気−水熱交換器１６０、１６５はそれら自体は互いに並列に接続されているが、代わりに直列接続することもできる。開放原水回路１９０は適切な液体導管を用いて形成され、原水は水上モードで水陸両用車１１０の外側からポンプ引きされ、スクリーンまたはフィルタ（図示せず）を介して、水−水熱交換器１７０の第二導管を通過して外部の水源に戻される。
【００２０】
排気冷却システムの動作は第一実施形態について上で説明したものと同様であるが、ただし、冷媒液体は二つの空気−水熱交換器１６０、１６５を並列に通過する。
【００２１】
上記の両方の実施形態において、水陸両用車を操作する際に遭遇する水、波の衝突、および漂流物や投荷から空気−液体熱交換器を保護するために、例えば、ヒンジ接続またはスライドフラップなどの密閉手段を設けることができる。密閉手段は空気−液体熱交換器の選択的または完全なシールドを提供でき、これは動作条件の必要に応じて自動的に（例えば、ＥＣＵによって）または手動で制御できる。密閉手段は、熱交換器の損傷の防止および／または冷却方式の制御または最適化のために用いることができる。
【００２２】
説明した好適な実施形態では、構成部品および冷媒流路は特定のレイアウトに配置されているが、多くの異なるレイアウトが可能であることは明らかである。例えば、別の実施形態では、本発明はエンジンの冷却用に既に存在する空気−水熱交換器を利用できる。また、エンジン用に設けた空気−水熱交換器に加えて、好適な実施形態で説明したような空気−水熱交換器を設けることもできる。実際、パッケージ化または他の理由で、複数の空気−水熱交換器（例えば、より小さなユニット）を設け、車両の周りに分散させることもできる。同様に、複数の水−水熱交換器を設け、それに応じて分散させることもできる。好適な実施形態で示した回路の構成部品は直列に配置し、冷媒液体は回路の周りを直列にポンプ引きされるが、当然のことながら、既存の構成に加えてまたはその代わりに、構成部品を並列に配置することもできる。さらに、各熱交換器は（空気−水または水−水型にかかわらず）それ自体または共有の冷媒液体を備えた別個の回路内に設けることができる。このような場合、各回路にはそれ自体の別個のウォータジャケットを設けることも、共通のウォータジャケット内の一部またはサブ回路へのアクセスを有することも、流量制御システムの制御下で単一の共通ウォータジャケットへのアクセスを有することもできる。また、冷媒液体の流れを制御するための制御バルブを導入することももちろん可能であり、これは電気操作または温調制御の流量バルブ、および例えば、水陸両用車１０の既存の電子制御ユニット（ＥＣＵ）の一部として、またはそれに加えて設けたＥＣＵなどの関連の電子処理／制御手段によって管理できる。これは、必要に応じてその回路または各回路に出入りする個々の部品の切り替えを容易にし、システムの性能を最適化する。選択的に、各部品にバイパス回路を設けることもできる。
【００２３】
上記の空気−水および水−水熱交換器６０、１６０、１６５および７０、１７０は既存の設計であるが、当然のことながら、別の設計または特注の設計を好ましくは用いることができる。例えば、出願者は、その水陸両用車の設計の一つの船体内に組み込んだ特注の水−水熱交換器を設計している。当該水陸両用車は、良好な熱伝導体であるアルミニウムから形成した船体を有する。船体の縦断面は閉鎖されて閉容積を構成し、船体はこの閉容積の片側を構成する。冷媒液体は閉容積を介してポンプ引きされ、水陸両用車が水上モードで動作しているとき、冷媒液体は船体表面に直接接触する外部の原水によって冷却される。この設計は車両の外側から原水を供給する必要性をなくし、上記の好適な実施形態の原水回路９０の必要はなくなる。水−水熱交換器のこの設計が非常に有効になるように、閉容積を介した冷媒液体の流速を測定し、効率的な動作温度でエンジンを保たなければならない。従って、例えば、エンジンを暖機運転する間、それを切り外し可能にするために、好ましくは水−水熱交換器にバイパス回路を取り付けることができる。このようなバイパスは、手動、温調的、タイマスイッチ、または任意の他の適切な制御手段（例えば、ＥＣＵ）によって制御できる。別にまたは上記に加えて、例えば、ジェット駆動装置３０などの車両の既存の装置内で水−水熱交換器を具現化できる。冷却液体はジェット駆動装置３０内または部品の周りを循環させること、および／またはジェット駆動装置３０用のストーンガード内に取り付けることができる。周囲温度の大量の原水は、良好な熱伝導体である金属から製造されたこれらの部品を通過する。さらに、排気システムを通過して放出される排気ガスの排気流内に直接原水を噴射することによって追加の冷却を行うこともできる。
【００２４】
当然のことながら、上記の好適な実施形態では原動機４０、１４０は内燃エンジンの形態を取っているが、原動機４０、１４０はその代わりに、燃料電池、ハイブリッドエンジン、タービンエンジンまたはそれらの任意の組み合わせの形態を取ることもできる。さらに、冷却システムは排気システムを冷却するためのものとして提示されているが、例えば、水上推進手段３０、１３０、原動機４０、１４０、および／またはブレーキ部品などの他の熱生成源を冷却するために追加的に用いることもできる。
【００２５】
その上、原動機４０、１４０は、図１と２に示し、国際公開WO02/07999として公開されている出願者の同時係属出願内に記載されているように横方向に取り付けることも、好ましいと見られる場合は縦方向に取り付けることもできる。縦方向に取り付けた原動機を有するパワートレインの一例は、国際公開WO02/12005として公開されている出願者の同時係属出願内に見出される。
【００２６】
上記のように、冷媒液体は閉鎖回路８０、１８０の周りを循環するが、原水は利用可能であれば（つまり、水上モードでは）開放回路９０、１９０をポンプ引きされ出入りする。冷媒液体は原水とは分離され、閉鎖回路８０、１８０内に常に保持されているので、冷媒液体内で不凍剤や関連の腐食抑制剤を用いて低温や腐食効果に対してシステム部品を保護できる。環境的な理由のために、原水源に冷媒液体の全てをポンプで戻す既知の船舶排気冷却システムの場合はこれは不可能になる。しかし、陸上モードで車両１０、１１０を操作するとき、さらに冷却することが望ましい場合、車両が陸上で駆動される際に、開放回路９０、１９０や閉鎖回路８０、１８０内に原水を保持するようにシステムを構成することもできる。このようなシステムは、例えば、性能をさらに最適化するために、車両全体に制御可能なように分散させたバラストを提供するという点で利点を追加することもできる。この場合、低温雰囲気条件中に原水が偶発的に固定された場合に、システムを凍害から防ぐために安全装置が提供される。例えば、化学処理工場の設計および操作で知られているように、余分な圧力を解放するためにバースティングディスクを設けることができる。
【００２７】
当然のことながら、不凍剤や関連の腐食抑制剤が冷媒液体内に存在する必要がない場合、閉鎖回路８０、１８０は閉鎖回路である必要は必ずしもない。このような場合、いわゆる閉鎖回路８０、１８０内に代わりに原水を引き込み、その周りを循環させ、さらに循環させるために保持することも原水源に戻すこともできる。さらに循環させるために原水を保持する場合（例えば、車両の陸上モード操作のため）、上記のような安全上の理由のために閉鎖回路内でバースティングディスクまたは他の犠牲部材を用いることができる。さらに別の実施形態では、好ましくは車両が水上モードで動作している場合、原水を引き込み、原水源に戻す直前だけ、排気システム５０、１５０のウォータジャケットを直接通過させることができる。これは、排気システム５０、１５０の冷却を提供し、閉鎖回路８０、１８０の残りの部分の周りに冷媒液体を循環させる必要性はない。このような構成は、例えば、流量制御バルブを用いて実現できる。
【００２８】
上記の好適な実施形態では、排気システム５０、１５０の冷却は排気システム５０、１５０の部品を直接取り囲むウォータジャケット５３、１５３を通過する冷媒液体を用いて実現されるが、当然のことながら、この熱伝達およびその制御を有効にするために用いられる装置は任意の適切な形態を取ることができる。例えば、ウォータジャケット５３、１５３は、排気システムの全ての部品を取り囲む必要はない。その代わり、選択された一つまたは複数の部品を取り囲むことができる。実際、複数の別個のウォータジャケットが好ましくは用いられ、各々が別個に一つ以上の部品を取り囲むことができる。各ウォータジャケットは、制御バルブまたは他の流量制御手段を用いて回路の内外に選択的に配管できる。さらに、そのウォータジャケットまたは各ウォータジャケットは排気システムの部品からある程度断熱でき、冷媒液体がそれらと直接接触しないように設計できる。これは、例えば、ウォータジャケットと排気部品の間に直接、空気、ガスまたは液体充填間隙を提供することによって実現できる（例えば、リブ、フィンまたは他の構造部材を用いて、それらの間に固定された（直線状または徐々に変化する）空間的関係を実現する）。このような空気、ガスまたは液体充填間隙は追加的または代替的に、絶縁材料を用いて部分的にまたは完全に充填または被覆できる。これらの代替形態は別個にまたは組み合わせて利用し、車両の排気冷却方式を最適化できる。さらに、当然のことながら、冷媒液体の流量制御は、冷却方式の最適化、特に、陸上モード、水上モード、車両始動、通常走行および車両停止などの異なるモード中、排気システム内の各々の別個の部品を最適な冷却のために必須である。触媒コンバータは、最適な動作パラメータが重要なこのような部品の一つである。凝集物や堆積物の蓄積を防ぐために、排気マニホルドの冷却を制御することも重要である。さらに、排気部品への熱衝撃の影響も考慮しなければならない。
【００２９】
本発明による排気冷却システムは特に滑走水陸両用車に好ましくは適用され、さらに車両が水上モードで水上で駆動されるとき、引き込み可能な車輪を備えたこのような車両に適用できる。排気冷却システムの制御形態は、陸上モードと別個の水上モードを提供する車両制御システムにリンクできる。さらに特に望ましいことに、本発明による排気冷却システムは制御された方法でエンジン排気マニホルドを冷却し、コールドスタート後の排気マニホルド内の凝集物の形成を防ぐことができる。
【００３０】
ここで説明した熱交換器は「空気−水」および「水−水」熱交換器と呼ばれているが、当然のことながら、「水」という用語は、例えば、不凍剤や関連の腐食抑制剤を備えた水などの任意の適切な液体の使用を暗示している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】スポーツカー形態の水陸両用車内に設置した本発明の第一実施形態による冷却システムを示す概略平面図である。
【図２】図１の水陸両用車の概略側面図である。
【図３】四輪オートバイ形態の水陸両用車内に設置した本発明の第二実施形態による冷却システムを示す概略平面図である。
【図４】図３の水陸両用車の概略側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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