(57)【要約】【課題】  蓄熱タンク等の熱源における熱を効率的に内燃機関の燃焼性の向上に寄与させる。【解決手段】  ウォータジャケット２ｃの導入口からエンジンの目標昇温箇所Ｈｔまで高温冷却水を誘導する連結パイプ１２ａが形成されている。このため高温冷却水がウォータジャケット２ｃ内に入っても、高温冷却水はウォータジャケット２ｃ内にて低温冷却水中に分散されることなくエンジンの目標昇温箇所Ｈｔに到達することができる。このことにより熱源である蓄熱タンクに蓄積されていたエンジン自体が発生した熱をほぼ直接、燃焼性を向上させるために昇温させることが必要な目標昇温箇所Ｈｔに伝達させることができる。したがって蓄熱タンクに蓄積されていた熱を効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。【選択図】      図２
2005133689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源における熱を、流動性熱媒体により内燃機関の冷却路内に導入することで内燃機関の昇温に利用する内燃機関昇温装置であって、
前記冷却路内において、該冷却路内への前記流動性熱媒体の導入口から内燃機関の目標昇温箇所又は該目標昇温箇所近傍までに、前記流動性熱媒体を誘導するガイド壁が形成されていることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項２】
請求項１において、前記熱源は、内燃機関が発生する熱により昇温した流動性熱媒体を保温状態で蓄え、該蓄えた流動性熱媒体を内燃機関の昇温に利用する内燃機関蓄熱装置であることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記冷却路はウォータジャケットであり、前記流動性熱媒体は冷却水であることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記目標昇温箇所は内燃機関の吸気ポートに設けられていることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項５】
請求項４において、前記目標昇温箇所は内燃機関の吸気ポートの内で吸気バルブ近傍箇所であることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記内燃機関は各気筒毎に複数の吸気ポートを備え、前記冷却路内への流動性熱媒体の導入経路は各気筒毎に前記吸気ポートの数に対応した数が設けられ、各導入経路毎に個別に設けられた前記導入口にて前記流動性熱媒体を前記冷却路内に導入していることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項７】
請求項６において、各気筒の複数の導入経路は共通の流動性熱媒体供給路から分岐して設けられたものであり、前記流動性熱媒体供給路の上流側にて分岐した導入経路に比較して下流側にて分岐した導入経路を大径化したことにより、同一気筒における複数の吸気ポートに対応する前記目標昇温箇所での昇温度合を均一化させていることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項８】
請求項４又は５において、前記内燃機関は各気筒毎に複数の吸気ポートを備え、前記冷却路内への流動性熱媒体の導入経路は各気筒毎に１つが前記導入口にて前記流動性熱媒体を前記冷却路内に導入していると共に、前記ガイド壁の先端に設けられた放出口が各吸気ポート毎に設けられていることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかにおいて、前記導入口から前記冷却路内に、前記導入経路及び前記ガイド壁を形成するパイプを挿入して該パイプの先端に設けられた放出口を目標昇温箇所又は該目標昇温箇所近傍に配置し、前記パイプと前記冷却路の外壁との間をシールした状態で固定してなることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれかにおいて、前記ガイド壁の先端に設けられた放出口から放出される前記流動性熱媒体の進行方向が、前記吸気ポートの外周面と該外周面の中心軸に直交する平面との交叉線に対して、直交状態に設定されていることを特徴とする内燃機関昇温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源における熱を、流動性熱媒体により内燃機関の冷却路内に導入することで内燃機関の昇温に利用する内燃機関昇温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関運転により高温状態となった冷却水を蓄熱装置にて保温状態で蓄積し、内燃機関の冷間始動時などにおいて、蓄熱装置に蓄積しておいた高温冷却水をウォータジャケット内へ供給する内燃機関が知られている（例えば特許文献１参照）。このように冷間始動時に直ちに高温冷却水がウォータジャケット内に供給されるため燃焼室内の温度を早期に昇温させることができる。したがって冷間始動時における燃焼性を向上させることができ、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−３８４３号公報（第１１−１２頁、図６，７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このようにウォータジャケット内に高温冷却水を放出すると、ウォータジャケット内に存在する低温冷却水中に高温冷却水が分散されて、燃焼室内を昇温させるための高温冷却水の温度が低下してしまう。したがって蓄熱装置に蓄積されていた高温冷却水の温度の割には、燃焼室内の昇温が十分になされないことが判明した。このため蓄熱装置に蓄積されている高温冷却水の熱を、効率的に燃焼性の向上に寄与させることが望まれている。
【０００４】
このことは、蓄熱装置でなく、他の熱源からの高温冷却水などの流動性熱媒体を用いて冷間始動時の燃焼性を向上させるなどの場合においても同様である。
本発明は、熱源における熱を効率的に内燃機関の燃焼性の向上に寄与させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関昇温装置は、熱源における熱を、流動性熱媒体により内燃機関の冷却路内に導入することで内燃機関の昇温に利用する内燃機関昇温装置であって、前記冷却路内において、該冷却路内への前記流動性熱媒体の導入口から内燃機関の目標昇温箇所又は該目標昇温箇所近傍までに、前記流動性熱媒体を誘導するガイド壁が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
単に冷却路に導入口から流動性熱媒体を導入させているのではなく、導入口から内燃機関の目標昇温箇所又は該目標昇温箇所近傍までに、流動性熱媒体を誘導するガイド壁が形成されている。このため、流動性熱媒体が冷却路内に入っても、冷却路内にて分散されることなく内燃機関の目標昇温箇所に到達することができる。
【０００７】
このことにより熱源における熱をほぼ直接、燃焼性を向上させるために昇温させることが必要な目標昇温箇所に伝達させることができる。したがって熱源における熱を効率的に内燃機関の燃焼性の向上に寄与させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の内燃機関昇温装置では、請求項１において、前記熱源は、内燃機関が発生する熱により昇温した流動性熱媒体を保温状態で蓄え、該蓄えた流動性熱媒体を内燃機関の昇温に利用する内燃機関蓄熱装置であることを特徴とする。
【０００９】
熱源としては、自己発熱する装置でも良いが、ここでは内燃機関が発生する熱により昇温した流動性熱媒体を保温状態で蓄える内燃機関蓄熱装置を挙げることができる。この場合、内燃機関蓄熱装置が蓄えた流動性熱媒体を内燃機関の昇温に利用するに際して、前記ガイド壁により、導入口から内燃機関の目標昇温箇所又は該目標昇温箇所近傍まで流動性熱媒体が誘導されるので、蓄えた流動性熱媒体の熱を効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の内燃機関昇温装置では、請求項１又は２において、前記冷却路はウォータジャケットであり、前記流動性熱媒体は冷却水であることを特徴とする。
したがって単にウォータジャケットに導入口から高温冷却水を導入させているのではなく、導入口から内燃機関の目標昇温箇所又は該目標昇温箇所近傍までに、高温冷却水を誘導するガイド壁が形成されている。このため、高温冷却水がウォータジャケット内に入っても、ウォータジャケット内の低温冷却水中に分散されることなく内燃機関の目標昇温箇所に到達することができる。
【００１１】
このことにより熱源における熱をほぼ直接的に目標昇温箇所に伝達させることができる。したがって熱源における熱を効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。
請求項４に記載の内燃機関昇温装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記目標昇温箇所は内燃機関の吸気ポートに設けられていることを特徴とする。
【００１２】
目標昇温箇所としては、内燃機関の吸気ポートが挙げられる。このように吸気ポートに目標昇温箇所を設定し、この目標昇温箇所へ導入口からガイド壁により分散しないようにガイドされた流動性熱媒体を到達させることにより、吸気ポートの内部にて十分に吸気を昇温させることができる。このようにして燃焼室内の温度を十分に上昇させることができるので、熱源における熱を効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の内燃機関昇温装置では、請求項４において、前記目標昇温箇所は内燃機関の吸気ポートの内で吸気バルブ近傍箇所であることを特徴とする。
目標昇温箇所としては、内燃機関の吸気ポートの内でも特に吸気バルブ近傍箇所が挙げられる。ここを目標として導入口からガイド壁により分散しないようにガイドされた流動性熱媒体を到達させることにより、吸気バルブ近傍の吸気ポートの内部にて十分に吸気を昇温することができる。このように吸気は吸気バルブ近傍で昇温されているため、吸気は昇温直後に燃焼室内に入ることになる。したがって吸気は再び冷却されることなく高い温度を維持したまま燃焼室内に入ることができる。このようにして燃焼室内の温度を十分に上昇させることができるので、熱源における熱を、より効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。
【００１４】
請求項６に記載の内燃機関昇温装置では、請求項４又は５において、前記内燃機関は各気筒毎に複数の吸気ポートを備え、前記冷却路内への流動性熱媒体の導入経路は各気筒毎に前記吸気ポートの数に対応した数が設けられ、各導入経路毎に個別に設けられた前記導入口にて前記流動性熱媒体を前記冷却路内に導入していることを特徴とする。
【００１５】
このように各気筒が複数の吸気ポートを備えている場合には、吸気ポートと同数の導入経路を設けても良い。このことにより熱源における熱を、一層効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。
【００１６】
請求項７に記載の内燃機関昇温装置では、請求項６において、各気筒の複数の導入経路は共通の流動性熱媒体供給路から分岐して設けられたものであり、前記流動性熱媒体供給路の上流側にて分岐した導入経路に比較して下流側にて分岐した導入経路を大径化したことにより、同一気筒における複数の吸気ポートに対応する前記目標昇温箇所での昇温度合を均一化させていることを特徴とする。
【００１７】
各気筒が複数の吸気ポートを備えるとともに、共通の流動性熱媒体供給路から分岐した導入経路が吸気ポートと同数設けられた場合には、流動性熱媒体供給路の上流側にて分岐した導入経路に比較して下流側にて分岐した導入経路を大径化しても良い。このことにより、同一気筒における複数の吸気ポートに対応する目標昇温箇所での昇温度合を均一化することができ、燃焼室内を、より効率的に昇温させることができる。
【００１８】
更に、目標昇温箇所での昇温度合の均一化により、吸気ポートに燃料を噴射した場合には吸気ポート間で燃料の気化や霧化状態が均一化し、又、燃焼室内に燃料を噴射した場合には燃焼室内の吸気温度が均一化しているので、燃料の気化や霧化状態が燃焼室内で均一化する。このことにより燃焼性が一層良好となる。
【００１９】
請求項８に記載の内燃機関昇温装置では、請求項４又は５において、前記内燃機関は各気筒毎に複数の吸気ポートを備え、前記冷却路内への流動性熱媒体の導入経路は各気筒毎に１つが前記導入口にて前記流動性熱媒体を前記冷却路内に導入していると共に、前記ガイド壁の先端に設けられた放出口が各吸気ポート毎に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
このように各気筒が複数の吸気ポートを備えている場合には、導入経路は各気筒毎に１つとして、ガイド壁の先端に設けられた放出口が各吸気ポート毎に設けられている構成としても良い。このことにより熱源における熱を、一層効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。
【００２１】
請求項９に記載の内燃機関昇温装置では、請求項６〜８のいずれかにおいて、前記導入口から前記冷却路内に、前記導入経路及び前記ガイド壁を形成するパイプを挿入して該パイプの先端に設けられた放出口を目標昇温箇所又は該目標昇温箇所近傍に配置し、前記パイプと前記冷却路の外壁との間をシールした状態で固定してなることを特徴とする。
【００２２】
このような構成にすることにより、パイプを導入口から冷却路内に挿入して固定することで、熱源における熱を効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる内燃機関昇温装置を容易に製造することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の内燃機関昇温装置では、請求項４〜９のいずれかにおいて、前記ガイド壁の先端に設けられた放出口から放出される前記流動性熱媒体の進行方向が、前記吸気ポートの外周面と該外周面の中心軸に直交する平面との交叉線に対して、直交状態に設定されていることを特徴とする。
【００２４】
流動性熱媒体の進行方向が、吸気ポートの外周面と、この外周面の中心軸に直交する平面との交叉線に対して、直交状態に設定されていることにより、放出口から放出される流動性熱媒体は、吸気ポートの外壁に衝突すると外壁に対してほぼ均等に２つに分かれて外周面を回る。このことにより吸気ポートの外壁のほぼ全周が昇温されるようになるので、各吸気ポートにおいても吸気の昇温度合を均一化することができ、燃焼室内を、より効率的に昇温させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［実施の形態１］
図１は、上述した内燃機関昇温装置が適用された冷却水循環機構の概略構成図である。エンジン２は、直列４気筒の内燃機関であり、各気筒には吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂとが各２つ設けられて、４バルブエンジンとして構成されている。尚、気筒数は６気筒でも８気筒でも良く、更に２バルブエンジンでも５バルブエンジンでも良い。更にＶ型エンジンや水平対向型エンジンでも良い。又、エンジン２はガソリンエンジンでも、ディーゼルエンジンでも良い。ガソリンエンジンの場合には、図１の構成に対して燃料の供給は吸気ポート２ｄに燃料噴射弁を設けて燃料を噴射させても良く、あるいはシリンダヘッドＨの燃焼室部分に燃料噴射弁を設けて燃焼室内に直接燃料を噴射しても良い。又、吸気ポート２ｄと燃焼室部分とに共に燃料噴射弁を設けて、状況に応じて燃料噴射弁を切り替えて燃料噴射させても良い。
【００２６】
エンジン運転時の冷却水は、実線矢印にて示すごとく、循環経路Ａによりラジエータ４からエンジン２内のウォータジャケット２ｃへ流れ、循環経路Ｂによりウォータジャケット２ｃからラジエータ４へ戻されている。循環経路Ａにはエンジン用ウォータポンプ６及びサーモスタット８が配置されて、冷却水が開弁温度（例えば８０℃）以上である場合にはエンジン２の駆動力により上述した冷却水の循環を可能としている。
【００２７】
尚、循環経路Ａにおいてエンジン用ウォータポンプ６の上下流を接続するように流路Ｃが設けられ、この流路Ｃの途中にヒータコア１０が設けられている。したがって循環経路Ａを流れる冷却水の一部が車室内の暖房に用いられる。
【００２８】
サーモスタット８から循環経路Ｂへはバイパス流路Ｄが設けられている。エンジン用ウォータポンプ６が駆動されていても、冷却水が開弁温度より低いことによりサーモスタット８が閉弁している場合には、ウォータジャケット２ｃから循環経路Ｂへ排出された冷却水は、ラジエータ４へ流れ込まずにバイパス流路Ｄを介してエンジン用ウォータポンプ６の上流の循環経路Ａへ流れ込む。
【００２９】
循環経路Ｂには蓄熱流路Ｅが分岐しており、循環経路Ｂと蓄熱用デリバリパイプ１２とを接続している。蓄熱流路Ｅの途中には、蓄熱用電動ウォータポンプ１４及び蓄熱タンク１６（熱源としての内燃機関蓄熱装置に相当）が設けられている。蓄熱用電動ウォータポンプ１４は、電子制御装置や手動スイッチなどによりエンジン２に対するプレヒート制御実行が設定された場合に駆動されて、循環経路Ｂの冷却水を蓄熱タンク１６へ送り出す電動ポンプである。
【００３０】
蓄熱タンク１６は、内部にエンジン２の熱により高温化した冷却水を蓄積する容器であり、冷却水の容器周囲に断熱材や真空による断熱層を形成して、エンジン２が停止しても冷却水を高温状態で保存可能としている。
【００３１】
蓄熱用デリバリパイプ１２はエンジン２の気筒配列方向に配置され、各気筒の吸気ポート２ｄ毎に設けられた連結パイプ１２ａが分岐している。この連結パイプ１２ａにより、蓄熱用デリバリパイプ１２は、シリンダヘッドＨ内に形成されたウォータジャケット２ｃとの間で、冷却水の流動が可能となっている。
【００３２】
エンジン始動前において、プレヒート制御のために蓄熱用電動ウォータポンプ１４が駆動された場合には、循環経路Ｂの冷却水が蓄熱用電動ウォータポンプ１４により蓄熱タンク１６内に送られる。このことにより、蓄熱タンク１６内部に保温蓄積されている高温冷却水が蓄熱用デリバリパイプ１２側に押し出されて、蓄熱用デリバリパイプ１２から連結パイプ１２ａを介してウォータジャケット２ｃ内に放出される。ウォータジャケット２ｃ内の冷却水は、破線矢印に示すごとく、循環経路Ａからエンジン用ウォータポンプ６、サーモスタット８及びバイパス流路Ｄを介して循環経路Ｂに戻る。あるいは直接、循環経路Ｂに戻る。
【００３３】
尚、エンジン始動後において、プレヒート制御のために蓄熱用電動ウォータポンプ１４が駆動している場合には、蓄熱タンク１６内部の高温冷却水は同様に蓄熱用デリバリパイプ１２から連結パイプ１２ａを介してウォータジャケット２ｃ内に放出される。しかしウォータジャケット２ｃ内の冷却水は、エンジン用ウォータポンプ６が駆動しているので、直接、循環経路Ｂに戻る経路のみとなる。
【００３４】
ここで各連結パイプ１２ａと各吸気ポート２ｄとの関係は、図２，３，４に示すごとくである。尚、図３は図２の部分拡大図、図４は水平断面図である。各連結パイプ１２ａにはフランジ１２ｂが設けられており、各連結パイプ１２ａは、シリンダヘッドＨの外部とウォータジャケット２ｃとを連絡する導入口２ｅを貫通して先端側をウォータジャケット２ｃ内に挿入させている。連結パイプ１２ａには、導入口２ｅの内周面に対向する位置に周溝１２ｃが形成されており、Ｏリング１２ｄが配置されている。このことで連結パイプ１２ａと導入口２ｅとの間がシールされて、ウォータジャケット２ｃとシリンダヘッドＨ外部との液密性を保持している。そしてフランジ１２ｂのボルト取り付け孔１２ｅを貫通してシリンダヘッドＨにねじ込まれているボルト１２ｆにより、連結パイプ１２ａと蓄熱用デリバリパイプ１２との一体物がシリンダヘッドＨに取り付けられ固定されている。
【００３５】
ウォータジャケット２ｃ内に存在する連結パイプ１２ａの先端にある放出口１２ｇは、吸気ポート２ｄに設定された目標昇温箇所Ｈｔに対して配置されている。このことにより蓄熱用電動ウォータポンプ１４の駆動により蓄熱タンク１６内の高温冷却水が蓄熱用デリバリパイプ１２へ送出された場合には、高温冷却水は導入口２ｅからウォータジャケット２ｃ内に直ちに放出されることはない。すなわち、高温冷却水は、目標昇温箇所Ｈｔまではウォータジャケット２ｃ内に入っても連結パイプ１２ａの先端側にガイドされて分散せずに放出口１２ｇまで到達する。そして放出口１２ｇからウォータジャケット２ｃ内に放出された位置が目標昇温箇所Ｈｔに相当することになる。
【００３６】
図５の部分斜視図に示すごとく放出口１２ｇから放出される高温冷却水の進行方向は、各吸気ポート２ｄの外周面Ｆ上の位置Ａｔに向けられている。この位置Ａｔは、外周面Ｆの中心軸Ａｘに直交する平面と外周面Ｆとの交叉線Ｌに対して、連結パイプ１２ａから放出される高温冷却水の進行方向が直交する点である。したがって放出口１２ｇから放出された後の高温冷却水は、吸気ポート２ｄの外壁に衝突するとほぼ均等に２つに分かれて外周面Ｆを回り、目標昇温箇所Ｈｔの全域を昇温した後、連結パイプ１２ａとは反対側にて目標昇温箇所Ｈｔから離れる。このようにしてプレヒート時には目標昇温箇所Ｈｔが昇温されて、吸気ポート２ｄ内を流れる吸気を、蓄熱タンク１６に蓄積されていた高温冷却水にて昇温させることができる。
【００３７】
このことにより図６のタイミングチャートに実線（実施例）にて示すごとく、早期に吸気ポート２ｄを昇温させることができる。尚、導入口２ｅにて高温冷却水をウォータジャケット２ｃ内部に直ちに放出した場合（比較例）は、破線で示すごとく昇温が遅れる。
【００３８】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．冷却路であるウォータジャケット２ｃに単に導入口２ｅから流動性熱媒体としての高温冷却水を導入させる構造ではなく、導入口２ｅからエンジン２の目標昇温箇所Ｈｔまで高温冷却水を誘導するガイド壁としての連結パイプ１２ａが延長して形成されている。このため高温冷却水がウォータジャケット２ｃ内に入っても、高温冷却水はウォータジャケット２ｃ内にて低温冷却水中に分散されることなくエンジン２の目標昇温箇所Ｈｔに到達することができる。
【００３９】
このことにより熱源である蓄熱タンク１６に蓄積されていたエンジン２自体が発生した熱をほぼ直接、燃焼性を向上させるために昇温させることが必要な目標昇温箇所Ｈｔに伝達させることができる。したがって蓄熱タンク１６に蓄積されていた熱を効率的にエンジン２の燃焼性の向上に寄与させることができる。
【００４０】
（ロ）．目標昇温箇所Ｈｔとしては、吸気ポート２ｄの内でも吸気バルブ２ａの近傍箇所としている。このような位置を目標として連結パイプ１２ａの放出口１２ｇから高温冷却水を放出して到達させることにより、吸気バルブ２ａ近傍の吸気ポート２ｄの内部にて十分に吸気を昇温することができる。このように吸気が吸気バルブ２ａ近傍で昇温されているため、吸気は昇温直後に燃焼室内に入ることになる。したがって吸気は再び冷却されることなく高い温度を維持したまま燃焼室内に入ることができる。このようにして燃焼室内の温度を十分に上昇させることができるので、蓄熱タンク１６に蓄積されていた熱を効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。
【００４１】
（ハ）．エンジン２は各気筒が複数の吸気ポート２ｄ、ここでは２つの吸気ポート２ｄを備えている。そして各２つの吸気ポート２ｄに対応して、それぞれ連結パイプ１２ａを設けることにより、吸気ポート２ｄ毎の導入経路を設けている。このことにより蓄熱タンク１６に蓄積されていた熱を効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる。
【００４２】
（ニ）．本実施の形態の構成は、導入口２ｅからウォータジャケット２ｃ内に、Ｏリング１２ｄを配置した連結パイプ１２ａを挿入することで、連結パイプ１２ａの先端に設けられた放出口１２ｇを目標昇温箇所Ｈｔに配置し、ボルト１２ｆにて固定することで容易に組み立てられる。このため、蓄熱タンク１６に蓄積されていた熱を効率的に燃焼性の向上に寄与させることができる内燃機関昇温装置を容易に製造することができる。
【００４３】
（ホ）．連結パイプ１２ａの先端に設けられた放出口１２ｇから放出される高温冷却水の進行方向が、前記交叉線Ｌ（図５）に対して直交するようにされている。このことにより、放出口１２ｇから放出される高温冷却水は、吸気ポート２ｄの外壁に衝突すると外周面Ｆに対してほぼ均等に左右に２つに分かれて、破線矢印で示すごとく外壁を回る。したがって吸気ポート２ｄの外壁のほぼ全周が昇温され、目標昇温箇所Ｈｔの全域が昇温される。このことにより各吸気ポート２ｄにおいても吸気の昇温度合を均一化することができ、燃焼室内を、より効率的に昇温させることができる。
【００４４】
［実施の形態２］
本実施の形態では、図７に示すごとく、各気筒毎に２本設けられている連結パイプ１１２ａ，１１３ａは、蓄熱用デリバリパイプ１１２の上流側の連結パイプ１１２ａよりも下流側の連結パイプ１１３ａの方が大径化されている。これは蓄熱用デリバリパイプ１１２の下流に行くほど、冷却水の圧力が低下することに適合させたものであり、大径化の程度は、連結パイプ１１２ａ，１１３ａから放出される高温冷却水の流量を同一化して、同一気筒の各吸気ポート１０２ｄ，１０３ｄの目標昇温箇所Ｈｔ間での昇温度合が均一化するように設定されている。他の構成は、前記実施の形態１と同じである。
【００４５】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ホ）の効果を生じる。
（ロ）．上述したごとく、共通の蓄熱用デリバリパイプ１１２から分岐した各気筒毎の連結パイプ１１２ａ，１１３ａの径に上述した差を設けることにより、各吸気ポート１０２ｄ，１０３ｄにて昇温度合を均一化している。このことにより、同一気筒における２つの吸気ポート１０２ｄ，１０３ｄに対応する目標昇温箇所Ｈｔでの昇温度合を均一化することができ、燃焼室内を、より効率的に昇温させることができる。
【００４６】
更に各吸気ポート１０２ｄ，１０３ｄにて昇温度合が均一化することにより、吸気ポート１０２ｄ，１０３ｄで燃料を噴射する場合には、燃料の気化や霧化状態が均一化して、燃焼性が一層良好となる。筒内噴射の場合も燃焼室内の吸気温度にムラが無くなるので、燃料の気化や霧化状態が均一化して、燃焼性が一層良好となる。
【００４７】
［実施の形態３］
本実施の形態では、前記実施の形態１，２と異なり、図８に示すごとく、各気筒につき１本の連結パイプ２１２ａをウォータジャケット２０２ｃ内に挿入している。更に、連結パイプ２１２ａの先端には２つの吸気ポート２０２ｄ，２０３ｄに対応して２つの放出口２１３ａ，２１３ｂが設けられている点である。
【００４８】
図９の(Ａ)は連結パイプ２１２ａの左側面図、(Ｂ)は平面図、(Ｃ)は正面図である。この連結パイプ２１２ａは円筒状パイプの先端２１２ｘを縮管した後、潰して閉塞し、先端近傍に孔を開けることにより２つの放出口２１３ａ，２１３ｂを形成したものである。
【００４９】
一方の放出口２１３ｂから放出される高温冷却水の進行方向は、図１０に示すごとく吸気ポート２０３ｄの外周面Ｆ上の位置Ｂｔに向けられている。この位置Ｂｔは、外周面Ｆの中心軸Ａｘに直交する平面と外周面Ｆとの交叉線Ｍに対して、放出口２１３ｂからの高温冷却水の進行方向が直交する点である。したがって放出口２１３ｂから放出された後の高温冷却水は、吸気ポート２０３ｄの外壁に衝突するとほぼ均等に左右に２つに分かれて外周面Ｆを回り、目標昇温箇所Ｈｔの全域を昇温した後、放出口２１３ｂとは反対側にて目標昇温箇所Ｈｔから離れる。このようにしてプレヒート時には吸気ポート２０３ｄの目標昇温箇所Ｈｔが昇温される。
【００５０】
同じく他方の放出口２１３ａから放出される高温冷却水の進行方向は、図１０の場合と同様に他方の吸気ポート２０２ｄの外周面Ｆの中心軸Ａｘに直交する平面と外周面Ｆとの交叉線に対して直交するように設定されている。このことにより放出口２１３ａから放出される高温冷却水は、吸気ポート２０２ｄの外壁に衝突するとほぼ均等に左右に２つに分かれて外周面Ｆを回り、目標昇温箇所Ｈｔの全域を昇温した後、放出口２１３ａとは反対側にて目標昇温箇所Ｈｔから離れる。このようにしてプレヒート時には吸気ポート２０２ｄの目標昇温箇所Ｈｔが昇温される。
【００５１】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ホ）の効果を生じる。
（ロ）．上述したごとく各気筒に対して１本の連結パイプ２１２ａで２つの吸気ポート２０２ｄ，２０３ｄの昇温を実行しているので、シリンダヘッドＨに対する導入口２０２ｅの形成も各気筒毎に１つで済む。又、蓄熱用デリバリパイプ２１２への連結パイプ２１２ａの分岐形成も各気筒毎に１つで済む。このことから内燃機関昇温装置の製造が容易となる。
【００５２】
（ハ）．１本の連結パイプ２１２ａで２つの吸気ポート２０２ｄ，２０３ｄの昇温を実行しているので、各吸気ポート２０２ｄ，２０３ｄにて昇温度合を均一化でき、前記実施の形態２の（ロ）と同様の効果が生じる。
【００５３】
［実施の形態４］
本実施の形態では、図１１に示すごとく、各気筒に１本設けられている連結パイプ３１２ａの先端形状が異なるのみで、他の構成は前記実施の形態３と同じである。図１２の(Ａ)は連結パイプ３１２ａの左側面図、(Ｂ)は平面図、(Ｃ)は正面図である。この連結パイプ３１２ａは、図１３(Ａ)の斜視図及び(Ｂ)の正面図に示すごとく、連結パイプ３１２ａの先端にＶ字又はＵ字状の切り込みＳを作成し、このことにより形成された２つの先端部Ｋを相互に当接するように曲げ加工することにより、先端に放出口３１３ａ，３１３ｂが作成されている。
【００５４】
放出口３１３ａ，３１３ｂから吸気ポート３０２ｄ，３０３ｄの外周面Ｆへの高温冷却水の進行方向については前記実施の形態３にて説明したごとくである。
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
【００５５】
（イ）．前記実施の形態３の（イ）〜（ハ）の効果を生じる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態において、目標昇温箇所が吸気ポートに設けられていたために、連結パイプはシリンダヘッドに配置されていた。これ以外に、例えば目標昇温箇所をシリンダボアに設けた場合には、導入口をシリンダブロックに設けてシリンダボアの目標昇温箇所まで連結パイプの先端を挿入し、放出口から高温冷却水を放出してシリンダボアの目標昇温箇所を昇温させるようにしても良い。
【００５６】
又、前記各実施の形態において、目標昇温箇所は吸気ポートの内でも、吸気バルブ近傍箇所に設定されていたが、これ以外の吸気ポートの一部に目標昇温箇所を設定しても良い。
【００５７】
（ｂ）．前記各実施の形態においては放出口は目標昇温箇所まで到達していたが、目標昇温箇所近傍であれば、放出口は目標昇温箇所から離れていても良く、蓄熱タンクからの高温冷却水をほぼ直接に目標昇温箇所に伝達させることができる。
【００５８】
（ｃ）．熱源としては蓄熱タンクを用いたが、これ以外の熱源（電熱ヒータなど）を用いて冷却水を高温化し、前記各実施の形態のごとく高温冷却水を蓄熱用デリバリパイプ及び連結パイプにて目標昇温箇所に到達させても良い。
【００５９】
（ｄ）．導入口と連結パイプとの間のシールは連結パイプ側に周溝を形成してＯリングを配置したが、図１４の(Ａ)に示すごとくシリンダヘッドＨ側の導入口４０２ｅの周りに周溝４１２ｃを設けてＯリング４１２ｄを配置し、フランジ４１２ｂとの間をシールしても良い。
【００６０】
又、図１４の(Ｂ)に示すごとくシリンダヘッドＨの外側にて導入口５０２ｅの周りにリング状のガスケット５１２ｄを配置し、フランジ５１２ｂとの間をシールしても良い。
（ｅ）．前記各実施の形態では、導入口からエンジンの目標昇温箇所又は目標昇温箇所の近傍までに高温冷却水を誘導するためのガイド壁としては、連結パイプの内で、ウォータジャケット内に挿入された部分が該当した。これ以外に、図１５に示すごとく、蓄熱用デリバリパイプ６１２から分岐する連結パイプ６１２ａはシリンダヘッドＨと接続するためのみとして、ウォータジャケット６０２ｃ内に突出するガイド壁６１３ｂはシリンダヘッドＨ側に形成しても良い。図１５ではガイド壁６１３ｂは先端内径が絞られたパイプ状であり、このことにより、プレヒート時に破線矢印のごとくガイド壁６１３ｂの放出口６１３ｃから放出される高温冷却水は、近傍に設けられた目標昇温箇所Ｈｔに対して噴出し、効率的に目標昇温箇所Ｈｔを昇温させることができる。
【００６１】
（ｆ）．蓄熱流路、蓄熱用デリバリパイプ及び連結パイプは金属材料を用いて加工したが、これらは合成樹脂や天然樹脂などのプラスチック材料を用いて、射出成形などの各種成形方法にて、各実施の形態に示した形状に加工して用いても良い。プラスチック材料であれば金属材料に比較して熱伝導性が低いので、高温冷却水が流動途中で放熱しにくく、目標昇温箇所Ｈｔの昇温効率を更に高めることができる。
【００６２】
尚、蓄熱流路、蓄熱用デリバリパイプ及び連結パイプは金属材料を用いた場合でも、あるいはプラスチック材料を用いた場合においても、内表面や外表面を発泡層などの断熱層にて被覆すること、あるいは中間層に断熱層を設けることにより、内部の高温冷却水の流動途中での放熱を防止しても良い。このことによって目標昇温箇所Ｈｔの昇温効率を更に高めることができる。
【００６３】
（ｇ）．前記各実施の形態のエンジンは各気筒２つの吸気ポートを設けていたが、各気筒毎に１つの吸気ポートでも良く、３つ以上の吸気ポートでも良い。各気筒の吸気ポートの数に対応させて該当する本数の連結パイプ、あるいは該当する数の放出口を設けることにより、効率的に各吸気ポートを昇温できる。
【００６４】
尚、各気筒に複数の吸気ポートが設けられていても、該当する吸気ポートの数よりも少ない本数の連結パイプあるいは放出口を設けても良い。この場合でも連結パイプがウォータジャケット内にてガイド壁を形成していることにより、いずれかの吸気ポートあるいは全ての吸気ポートの近傍で高温冷却水を放出するので、ガイド壁が存在しない場合に比較して効率的に吸気ポートを昇温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施の形態１のエンジンにおける冷却水循環機構の概略構成図。
【図２】上記エンジンのシリンダヘッドにおける連結パイプの取り付け構成を示す断面図。
【図３】上記連結パイプのシール状態を示す断面図。
【図４】プレヒート時の高温冷却水供給状態説明図。
【図５】吸気ポートの外周面に対する高温冷却水進行方向を示す斜視図。
【図６】プレヒートの効果を比較するタイミングチャート。
【図７】実施の形態２の高温冷却水供給状態説明図。
【図８】実施の形態３の高温冷却水供給状態説明図。
【図９】実施の形態３における連結パイプ構成説明図。
【図１０】実施の形態３における吸気ポートの外周面に対する高温冷却水進行方向を示す斜視図。
【図１１】実施の形態４の高温冷却水供給状態説明図。
【図１２】実施の形態４における連結パイプ構成説明図。
【図１３】実施の形態４における連結パイプの加工説明図。
【図１４】連結パイプのシール状態の他の例を示す断面図。
【図１５】ガイド壁をシリンダヘッド側に設けた例を示す断面図。
【符号の説明】
【００６６】
２…エンジン、２ａ…吸気バルブ、２ｂ…排気バルブ、２ｃ…ウォータジャケット、２ｄ…吸気ポート、２ｅ…導入口、４…ラジエータ、６…エンジン用ウォータポンプ、８…サーモスタット、１０…ヒータコア、１２…蓄熱用デリバリパイプ、１２ａ…連結パイプ、１２ｂ…フランジ、１２ｃ…周溝、１２ｄ…Ｏリング、１２ｅ…ボルト取り付け孔、１２ｆ…ボルト、１２ｇ…放出口、１４…蓄熱用電動ウォータポンプ、１６…蓄熱タンク、１０２ｄ，１０３ｄ…吸気ポート、１１２…蓄熱用デリバリパイプ、１１２ａ…上流側の連結パイプ、１１３ａ…下流側の連結パイプ、２０２ｃ…ウォータジャケット、２０２ｄ，２０３ｄ…吸気ポート、２０２ｅ…導入口、２１２…蓄熱用デリバリパイプ、２１２ａ…連結パイプ、２１２ｘ…円筒状パイプの先端、２１３ａ，２１３ｂ…放出口、３０２ｄ，３０３ｄ…吸気ポート、３１２ａ…連結パイプ、３１３ａ，３１３ｂ…放出口、４０２ｅ…導入口、４１２ｂ…フランジ、４１２ｃ…周溝、４１２ｄ…Ｏリング、５０２ｅ…導入口、５１２ｂ…フランジ、５１２ｄ…ガスケット、６０２ｃ…ウォータジャケット、６１２…蓄熱用デリバリパイプ、６１２ａ…連結パイプ、６１３ｂ…ガイド壁、６１３ｃ…放出口、Ａ…循環経路、Ａｘ…外周面の中心軸、Ｂ…循環経路、Ｃ…流路、Ｄ…バイパス流路、Ｅ…蓄熱流路、Ｆ…外周面、Ｈ…シリンダヘッド、Ｈｔ…目標昇温箇所、Ｋ…先端部、Ｌ，Ｍ…交叉線、Ｓ…切り込み。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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