(57)【要約】【課題】冷却水の循環経路内、特に、比較的高さ位置の低い箇所に滞留している空気を短時間で容易に排出可能とする冷却装置に備えられる気液分離器及びその気液分離器を備えた冷却装置を提案する。【解決手段】ウォータポンプ５の吐出側とヒータコア６とを接続するヒータ用導入ホースＨ２の途中に乱流ポット７を配設する。この乱流ポット７の内部で冷却水の乱流を生じさせることにより、冷却水と共に流れてきた空気を冷却水から分離し、乱流ポット７の上部からエア回収管８を経てラジエータ３に向けて空気を回収する。これにより、比較的高さ位置の低い箇所に滞留している空気をラジエータ３のアッパタンク３２に導入でき、ラジエータキャップ３４を開放するエア抜き作業により冷却水循環経路から容易に空気を排出できる。【選択図】図１
2007247442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷間時には、ポンプ手段とエンジン本体との間で形成された循環経路を冷却液が循環する一方、内燃機関の暖機完了後には、ポンプ手段とエンジン本体とラジエータとの間で形成された循環経路を冷却液が循環するよう構成された内燃機関の冷却装置に備えられる気液分離器であって、
上記内燃機関の冷間時に冷却液が循環する循環経路のうち、上記ラジエータの上端部に備えられたラジエータキャップよりも低い位置に配設されており、流れてきた冷却液の流れに乱流を発生させることによってこの冷却液と共に流れてきた気体を冷却液から分離すると共に、この分離した気体をラジエータの上端部に向けて排出するよう構成されていることを特徴とする気液分離器。
【請求項２】
上記請求項１記載の内燃機関の冷却装置に備えられる気液分離器において、
冷却水の流れ込み方向に対して直交する方向の断面積を拡大することにより、内部で冷却液の流れに乱流を発生させる構成とされていることを特徴とする気液分離器。
【請求項３】
上記請求項１または２記載の内燃機関の冷却装置に備えられる気液分離器において、
冷却液から分離された気体をラジエータの上端部に向けて排出するための排出口を備えていると共に、冷却液から分離回収した気体をラジエータの上端部に向けて排出する際にのみ上記排出口を開放する気体排出弁が設けられていることを特徴とする気液分離器。
【請求項４】
内燃機関の冷間時には、ポンプ手段とエンジン本体との間で形成された循環経路を冷却液が循環する一方、内燃機関の暖機完了後には、ポンプ手段とエンジン本体とラジエータとの間で形成された循環経路を冷却液が循環するよう構成された内燃機関の冷却装置において、
上記内燃機関の冷間時に冷却液が循環する循環経路のうち、上記ラジエータの上端部に備えられたラジエータキャップよりも低い位置に気液分離器が配設されており、この気液分離器は、流れてきた冷却液の流れに乱流を発生させることによってこの冷却液と共に流れてきた気体を冷却液から分離すると共に、この分離した気体をラジエータの上端部に向けて排出する構成とされていることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
ポンプ手段とエンジン本体とラジエータとの間で形成された循環経路に冷却液を循環させることによってエンジン本体から回収した熱をラジエータにより放出する内燃機関の冷却装置に備えられる気液分離器であって、
上記循環経路のうち、上記ラジエータの上端部に備えられたラジエータキャップよりも低い位置に配設されており、流れてきた冷却液の流れに乱流を発生させることによってこの冷却液と共に流れてきた気体を冷却液から分離すると共に、この分離した気体をラジエータの上端部に向けて排出するよう構成されていることを特徴とする気液分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却装置に備えられる気液分離器及びその気液分離器を備えた内燃機関の冷却装置に係る。特に、本発明は、冷却水の循環経路における比較的高さ位置の低い箇所に滞留する空気を循環経路外に排出するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車用エンジン（内燃機関）に搭載される冷却装置としては、下記の特許文献１や特許文献２に開示されているように、ラジエータ、サーモスタット、ウォータポンプ等を備えている。そして、冷間時（例えばエンジンの始動初期時）には、サーモスタットが閉鎖されることによって、エンジン本体内部に形成されたウォータジャケットとウォータポンプとの間で冷却水の循環（ラジエータをバイパスする循環）を行ってエンジンの暖機が早期に完了するようにしている。一方、エンジンの暖機完了後には、サーモスタットが開放されることによって、ウォータジャケットから流出した冷却水の一部をラジエータに流すことで、この冷却水が回収した熱をラジエータより大気に放出するようにしている。
【０００３】
図６は、従来の冷却装置の構成を示す斜視図である。この図に示すように、ウォータポンプａの吸入側には、ラジエータｂのロアタンクｂ１から延びるロアホースｃがサーモスタットｄを介して接続されていると共に、シリンダヘッドｅ内のウォータジャケットが連通されている。一方、ウォータポンプａの吐出側にはヒータ用導入ホースｆを介してヒータコアｇが接続されている。このヒータコアｇは冷却水の熱を利用して車室内を暖房するためのものであって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んでいる。また、このヒータコアｇの冷却水出口側はヒータ用排出ホースｈを介して上記ウォータジャケットに連通している。更に、上記ラジエータｂのアッパタンクｂ２から延びるアッパホースｉはウォータジャケットに連通している。
【０００４】
このような冷却水の循環経路が形成されている場合、サーモスタットｄが閉鎖されるエンジン冷間時には、図中破線の矢印で示すように、ウォータポンプａ、ヒータ用導入ホースｆ、ヒータコアｇ、ヒータ用排出ホースｈ、ウォータジャケット、ウォータポンプａの順で冷却水が流れる循環動作が行われる。これにより、比較的少量の冷却水を、ラジエータｂをバイパスして循環させラジエータｂにおける放熱動作を行わせないことでエンジンの暖機が早期に完了することになる。
【０００５】
一方、サーモスタットｄが開放されるエンジンの暖機完了後には、図中実線の矢印で示すように、ラジエータｂ、ロアホースｃ、サーモスタットｄの順で流れてきた冷却水とウォータジャケットから排出された冷却水とがウォータポンプａで合流し、ヒータ用導入ホースｆ、ヒータコアｇ、ヒータ用排出ホースｈ、ウォータジャケットの順に流れる。そして、この冷却水は、ウォータジャケットで分流され、一方はウォータポンプａに流入し、他方はアッパホースｉを経てラジエータｂに戻される。これにより、一部の冷却水の熱をラジエータｂによって大気に放出して冷却水を冷却し、エンジン本体が適温に維持されることになる。
【０００６】
ところで、この種の冷却装置において、冷却水の循環経路内に空気が存在すると冷却水の円滑な循環が阻害され、十分な冷却効果が得られなくなる。そこで、従来は、次のようなエア抜き作業を行っていた。即ち、メンテナンス時等においてエンジンを暖気運転して冷却水温を上昇させ、サーモスタットｄの開放により冷却水がラジエータｂに流れ込むようにする。その際、循環経路内に存在する空気は冷却水の流れと共にラジエータｂのアッパタンクｂ２に導入される。そして、エンジン停止後であって冷却水温が十分に低下した後に、アッパタンクｂ２に備えられたラジエータキャップｂ３を手動にて開放することによりエア抜きが行われる。
【０００７】
また、このエア抜きに鑑みられたものとして下記の特許文献３が提案されている。この特許文献３には、気液分離チャンバをウォータポンプよりも上方に配置し、循環経路内の空気を気液分離チャンバに回収させる。また、気液分離チャンバの上部に圧力キャップを備えさせ、気液分離チャンバ内の空気圧が高まった際に圧力キャップが開弁して空気が排出されるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１２０２９１号公報
【特許文献２】特開２００４−３３２５８３号公報
【特許文献３】特開２００３−３８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の冷却装置は、循環経路における比較的高さ位置の高い箇所に滞留している空気を循環経路から排出することは比較的容易であるが、循環経路における比較的高さ位置の低い箇所に滞留している空気をラジエータまで導いて循環経路から排出することは困難であった。特に、自動車エンジンの冷却装置にあっては、エンジンルーム内の限られたスペースに冷却装置を配置させる必要から、循環経路の形状が複雑であり、この循環経路が上下方向で屈曲している場合には、循環経路における比較的高さ位置の低い箇所に滞留する空気をラジエータまで導いて循環経路から排出することは極めて困難であった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却水の循環経路内、特に、比較的高さ位置の低い箇所に滞留している空気を短時間で容易に排出可能とする内燃機関の冷却装置に備えられる気液分離器及びその気液分離器を備えた内燃機関の冷却装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、冷却水の流路に乱流を発生させることで、この冷却水と共に流れてきた空気を冷却水から分離する手段を備えさせる。そして、この手段の配設箇所として、ラジエータキャップよりも下方位置に設定することにより、循環経路における比較的高さ位置の低い箇所に滞留している空気を容易に回収してラジエータキャップに向けて排出できるようにしている。
【００１１】
−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関の冷間時には、ポンプ手段とエンジン本体との間で形成された循環経路を冷却液が循環する一方、内燃機関の暖機完了後には、ポンプ手段とエンジン本体とラジエータとの間で形成された循環経路を冷却液が循環するよう構成された内燃機関の冷却装置に備えられる気液分離器を対象とする。そして、この気液分離器を、上記内燃機関の冷間時に冷却液が循環する循環経路のうち、上記ラジエータの上端部に備えられたラジエータキャップよりも低い位置に配設する。また、気液分離器を、流れてきた冷却液の流れに乱流を発生させることによってこの冷却液と共に流れてきた気体を冷却液から分離すると共に、この分離した気体をラジエータの上端部に向けて排出する構成としている。
【００１２】
従来より、内燃機関の冷間時にはポンプ手段とエンジン本体との間で形成された循環経路を冷却液が循環する。つまり、ラジエータには冷却液が流れ込まないため、循環経路内に存在している気体（空気）、特に循環経路中の比較的高さ位置の低い箇所に停滞している気体をラジエータに向けて排出することはできなかった。本解決手段によれば、この内燃機関の冷間時における冷却液の循環動作中には、その循環している冷却液中の気体は気液分離器の内部で発生している乱流によって冷却液から分離される。例えば、微小な気泡が複数存在している場合、上記乱流によって各気泡が合体して比較的大型の気泡となりその浮力によって気液分離器内の上層部分に回収されて冷却液から分離される。そして、この冷却液から分離された気体は気液分離器からラジエータの上端部に向けて排出される。具体的には、気液分離器とラジエータのアッパホースとをエア回収管によって接続するなどしてラジエータの上端部に気体を回収していく。つまり、冷却液の温度が低くサーモスタットが閉鎖状態であり冷却液がラジエータへ導入されない状況であっても、冷却液中の気体を冷却液から分離することができ、エンジンの暖気完了を待つことなく気体をラジエータに回収することができる。その後、ラジエータキャップを取り外してラジエータの内部を開放することにより上記回収した気体を大気に放出する。尚、自動排気機能を備えたラジエータキャップを適用した場合には、ラジエータの上端部に気体を回収していく動作と同時に気体が大気に放出されることになる。これにより、内燃機関の冷間時であっても循環経路中に存在する気体を回収することが可能になり、比較的高さ位置の低い箇所に滞留している気体を短時間で容易に循環経路から排出できる。
【００１３】
上記気液分離器における冷却液の乱流発生原理として具体的には、冷却水の流れ込み方向に対して直交する方向の断面積を拡大することにより、内部で冷却液の流れに乱流を発生させる構成となっている。
【００１４】
これにより、比較的簡素な構成で確実に乱流を発生させて気液分離機能を発揮させることができ、実用性の高い構成を提供できる。
【００１５】
更に、気液分離器のより具体的な構成としては以下のものが挙げられる。気液分離器に、冷却液から分離された気体をラジエータの上端部に向けて排出するための排出口を備えさせると共に、冷却液から分離回収した気体をラジエータの上端部に向けて排出する際にのみ上記排出口を開放する気体排出弁を設けた構成としている。
【００１６】
この構成によれば気液分離器内に回収された気体の量が所定量に達した場合にのみ気液分離器からラジエータに向けて気体を排出することができる。つまり、このラジエータに向けて気体を排出するタイミング以外では気液分離器の排出口は気体排出弁によって閉鎖されているため、ラジエータ側から気液分離器内への冷却液の流入が阻止される。
【００１７】
また、上記気液分離器を備えた内燃機関の冷却装置も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、内燃機関の冷間時には、ポンプ手段とエンジン本体との間で形成された循環経路を冷却液が循環する一方、内燃機関の暖機完了後には、ポンプ手段とエンジン本体とラジエータとの間で形成された循環経路を冷却液が循環するよう構成された内燃機関の冷却装置を前提とする。この冷却装置に対し、上記内燃機関の冷間時に冷却液が循環する循環経路のうち、上記ラジエータの上端部に備えられたラジエータキャップよりも低い位置に気液分離器を配設する。そして、この気液分離器を、流れてきた冷却液の流れに乱流を発生させることによってこの冷却液と共に流れてきた気体を冷却液から分離すると共に、この分離した気体をラジエータの上端部に向けて排出する構成としている。
【００１８】
また、以下の如く構成された気液分離器も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、ポンプ手段とエンジン本体とラジエータとの間で形成された循環経路に冷却液を循環させることによってエンジン本体から回収した熱をラジエータにより放出する内燃機関の冷却装置に備えられる気液分離器を対象とする。そして、この気液分離器を、上記循環経路のうち、上記ラジエータの上端部に備えられたラジエータキャップよりも低い位置に配設する。また、気液分離器を、流れてきた冷却液の流れに乱流を発生させることによってこの冷却液と共に流れてきた気体を冷却液から分離すると共に、この分離した気体をラジエータの上端部に向けて排出する構成としている。
【００１９】
これら特定事項によっても、上述した各解決手段の場合と同様に、比較的高さ位置の低い箇所に滞留している気体を短時間で容易に循環経路から排出することが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、冷却液の流路における比較的高さ位置の低い箇所に滞留している気体を冷却液から分離するべく、冷却液に乱流を発生させて気液分離を行う気液分離器をラジエータキャップよりも下方位置に配設している。このため、循環経路中に存在する気体を容易に回収することが可能になり、特に比較的高さ位置の低い箇所に滞留している気体を短時間で容易に循環経路から排出でき、冷却装置の冷却性能を高く維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明を自動車に搭載された４気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明する。
【００２２】
−エンジン本体及び冷却装置の構成−
図１は、本実施形態に係るエンジン本体１及びこのエンジン本体１に取り付けられた冷却装置２の構成を示す斜視図である。また、図２は、この冷却装置２の冷却水流路の概略を示す回路図である。
【００２３】
これらの図に示すように、本実施形態に係るエンジン本体１は、４本の排気経路を備えた排気マニホールド１１が接続された縦置き型の直列４気筒ガソリンエンジンである。このため、このエンジン本体１の正面側（車体前側）には、クランクシャフトの一端に取り付けられたクランクシャフトプーリ１２と、このクランクシャフトプーリ１２の回転力を伝動ベルト（ファンベルト）を介して受ける冷却ファン１３とが備えられている。
【００２４】
一方、冷却装置２は、ラジエータ３、サーモスタット４、ウォータポンプ５、ヒータコア６、これら各機器３，４，５，６を接続するホースＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４が備えられている。
【００２５】
具体的には、ラジエータ３のロアタンク３１とサーモスタット４とはロアホースＨ１によって接続されており、ウォータポンプ５とヒータコア６とはヒータ用導入ホースＨ２によって接続されており、ヒータコア６とエンジン本体１のウォータジャケット１４，１５（図２参照）とはヒータ用排出ホースＨ３によって接続されている。また、上記ウォータジャケット１４，１５はエンジン本体１の内部で分岐され、一方はウォータポンプ５に他方はアッパホースＨ４によってラジエータ３のアッパタンク３２にそれぞれ接続されている。尚、図２では、ヒータ用排出ホースＨ３を経てエンジン本体１に流入した冷却水がシリンダヘッド側のウォータジャケット１４とシリンダブロック側のウォータジャケット１５とに分流された後、シリンダヘッド側で合流し、その後、ウォータポンプ５側とアッパホースＨ４側とに分流されるようになっている。ウォータジャケット１４，１５の流路形状としてはこれに限るものではない。例えば、シリンダヘッド側のウォータジャケット１４を流通した冷却水がシリンダブロック側のウォータジャケット１５に流れ込む流路形状のものであってもよい。
【００２６】
以下、冷却装置２を構成している各機器の構成及び機能について簡単に説明する。
【００２７】
本実施形態におけるラジエータ３は、ダウンフロータイプのものであり、アッパタンク３２とロアタンク３１との間にラジエータコア３３が備えられている。これにより、エンジン本体１からアッパホースＨ４を経てアッパタンク３２に回収された冷却水がロアタンク３１に向けてラジエータコア３３の内部を流下する際に外気（走行風や冷却ファン１３の駆動による送風）との間で熱交換を行い、外気に放熱することで冷却水が冷却されるようになっている。また、上記アッパタンク３２にはラジエータキャップ３４が着脱自在に装着されている。このラジエータキャップ３４は、冷却水循環経路の内圧を大気圧以上に維持することにより冷却水の沸点を高くしてラジエータコア３３での熱交換効率を高める機能を有している。また、このラジエータキャップ３４は、冷却水循環経路への注水時や冷却水循環経路からのエア抜き作業時（このエア抜き作業については後述する）にはアッパタンク３２から取り外される。これにより、ラジエータ３の注水口が開放されて冷却水循環経路が大気に連通する。
【００２８】
サーモスタット４は、冷却水循環経路の水路を切り換えることによって冷却水の温度を調整するものであって、例えば内部に封入されたワックスの熱膨張を利用し、内装されたバルブが冷却水温度に応じて開閉される機構を備えている。そして、エンジン本体１の冷間時、つまり冷却水温度が比較的低い場合には、サーモスタット４のバルブが閉鎖して、ラジエータ３のロアタンク３１とウォータポンプ５との間の水路を遮断し、ラジエータ３に冷却水を流さないことでエンジン本体１の暖機運転の早期完了を図るようになっている。一方、エンジン本体１の暖機完了後、つまり冷却水温度が比較的高い場合には、サーモスタット４のバルブが開放して、ラジエータ３のロアタンク３１とウォータポンプ５との間の水路を開放し、ラジエータ３に冷却水の一部を流すことでその冷却水が回収した熱をラジエータ３によって大気に放出するようにしている。
【００２９】
ウォータポンプ５は、冷却水循環経路内に水流を発生させるためのものであって、その駆動軸に備えられたウォータポンププーリと上記クランクシャフトプーリ１２との間に伝動ベルトが掛け渡されていることにより、クランクシャフトの回転力を受けて駆動するようになっている。また、本実施形態におけるウォータポンプ５は、２つの吸入口を備えており、一方の吸入口は上記サーモスタット４を介してロアホースＨ１に連通しており、他方の吸入口はエンジン本体１のウォータジャケット１４，１５に連通している。
【００３０】
ヒータコア６は、冷却水の熱を利用して車室内を暖房するためのものであって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んでいる。つまり、車室内の暖房時には送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア６に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外（例えば冷房時）では空調風がヒータコア６をバイパスするようになっている。
【００３１】
尚、このヒータコア６の上端部及びヒータ用排出ホースＨ３の上端位置には、エア抜き部Ａが設けられている。このエア抜き部Ａは、自動車の工場出荷時や冷却水交換のメンテナンス時に開放され、冷却水循環経路内の空気をエア抜き部Ａから排出しながら上記ラジエータ３の注水口より冷却水の注入を行うことでこの注入作業が良好に行われるようにしている。
【００３２】
−乱流ポット−
本実施形態の特徴は、上記ヒータ用導入ホースＨ２に乱流ポット（気液分離器）７が備えられている点にある。以下、この乱流ポット７について説明する。
【００３３】
上記ヒータ用導入ホースＨ２の配設高さ位置は上記ラジエータ３の上端位置よりも低い位置となっている。つまり、ラジエータキャップ３４の位置よりも低い位置にヒータ用導入ホースＨ２は配設されている。
【００３４】
このヒータ用導入ホースＨ２に設けられている乱流ポット７は、このヒータ用導入ホースＨ２を流れる冷却水の水路を部分的に拡大するものである。図３は乱流ポット７の内部を示す断面図であって、図３（ａ）はヒータ用導入ホースＨ２の延長方向に沿って乱流ポット７を切断した断面図であり、図３（ｂ）はヒータ用導入ホースＨ２の延長方向に対して直交する方向で乱流ポット７を切断した断面図である。これら図に示すように、乱流ポット７はヒータ用導入ホースＨ２の延長方向に対して直交する方向から見た側面視（図３（ａ）参照）が略三角形状であって、その内部には幅方向（ヒータ用導入ホースＨ２の延長方向に対して直交する方向）に略扁平な三角柱形状の空間Ｓが形成されている。そして、この内部空間Ｓの高さ寸法は上記ヒータ用導入ホースＨ２の内径寸法よりも大幅に大きく設定されている。また、この内部空間Ｓの幅方向の寸法（図３（ｂ）における寸法ｔ１）は上記ヒータ用導入ホースＨ２の内径寸法（図３（ｂ）における寸法ｔ２）よりも僅かに大きく設定されている。
【００３５】
そして、上記側面視における三角形の底角部分である両端部（冷却水の流れ方向の両端部）には上記ヒータ用導入ホースＨ２が接続する流入側及び流出側の各パイプ部７１，７２がそれぞれ形成されている。このため、ウォータポンプ５から吐出されてヒータ用導入ホースＨ２を流れてきた冷却水が流入側パイプ部７１を経て乱流ポット７の内部空間Ｓに流入した際には、この内部空間Ｓが拡大されていることに伴い、冷却水の流れが乱れ、この乱流ポット７の内部で冷却水の乱流が発生することになる。その結果、冷却水中に空気が混入した状態で乱流ポット７に達した場合には、この乱流によって空気が冷却水から分離されてこの空気は乱流ポット７の内部の上層部分に流れることになる。具体的には、乱流ポット７の内部空間Ｓに流入してきた冷却水中に微小な気泡が複数存在している場合、上記乱流によって各気泡が合体して比較的大型の気泡となりその浮力によって乱流ポット７内の上層部分に回収されて冷却水から分離されることになる。
【００３６】
また、上記側面視における三角形の頂角部分である乱流ポット７の上端部には上方に向けて開放する上端パイプ部７３が形成されており、この上端パイプ部７３にはエア回収管８が取り付けられている。このエア回収管８は一端が上端パイプ部７３を介して乱流ポット７の上層部に連通している一方、他端が上記アッパホースＨ４に連通している。つまり、この上端パイプ部７３の内部空間が本発明でいう排出口となっている。
【００３７】
更に、この上端パイプ部７３の内部には開閉弁機構７４が設けられている。この開閉弁機構７４は、乱流ポット７の内面に取り付けられた回動軸７５ａの回りに回動自在な弁体（気体排出弁）７５を有していると共に、この弁体７５が上端パイプ部７３を閉鎖した状態（図３に実線で示す状態）で弁体７５の下面に当接してこの状態を支持するストッパ７６が設けられている。また、この弁体７５の回動軸７５ａにはスプリングが巻き掛けられており、このスプリングによって弁体７５には上端パイプ部７３を閉鎖する方向への付勢力が与えられている。このため、上述した如く冷却水から分離されて乱流ポット７の上層部分に流れ込んだ空気の量が多くなった場合には、その空気圧によって開閉弁機構７４の弁体７５が上方に回動して上端パイプ部７３を開放し（図３（ａ）に仮想線で示す状態を参照）、乱流ポット７内の空気が、エア回収管８によって抜き出されてアッパホースＨ４に向けて流出する構成となっている。
【００３８】
−冷却水循環動作−
次に、上述の如く構成された冷却装置２における冷却水の循環動作について説明する。
【００３９】
先ず、エンジンの始動初期時等のような冷間時には、サーモスタット４が閉鎖され、図１に破線で示す矢印及び図２（ａ）に実線で示す矢印のように、ウォータポンプ５、ヒータ用導入ホースＨ２、ヒータコア６、ヒータ用排出ホースＨ３、ウォータジャケット１４，１５、ウォータポンプ５の順で冷却水が流れる循環動作が行われる。これにより、比較的少量の冷却水を、ラジエータ３をバイパスして循環させラジエータ３における放熱動作を行わせないことでエンジンの暖機を早期に完了させるようにする。
【００４０】
このような冷却水の循環動作を行っている状況において、ウォータポンプ５から吐出されヒータ用導入ホースＨ２を流れてきた冷却水は乱流ポット７の内部空間Ｓに流入する。この際、上述した如く乱流ポット７の内部空間Ｓは拡大されているために、冷却水の流れが乱れることになり、乱流ポット７の内部で冷却水の乱流が発生する。その結果、冷却水中に空気が混入した状態で乱流ポット７に達した場合には、この乱流によって空気が冷却水から分離され、この空気は乱流ポット７内の上層部分に流れる。そして、この乱流ポット７内の上層部の空気量が多くなると、上記開閉弁機構７４の弁体７５が上方に回動して乱流ポット７内の空気がエア回収管８によって抜き出されてアッパホースＨ４に導入される（図２（ａ）に一点鎖線で示す矢印を参照）。
【００４１】
このように、本実施形態の冷却装置２では、エンジンの冷間時であっても、ヒータ用導入ホースＨ２内に存在するまたはこのヒータ用導入ホースＨ２に流れ込んできた空気を容易にアッパホースＨ４に排出することができる。つまり、ラジエータキャップ３４の位置よりも低い位置で滞留している空気を容易にアッパホースＨ４に排出することが可能である。
【００４２】
一方、エンジンの暖機完了後には、サーモスタット４が開放され、図１に実線で示す矢印及び図２（ｂ）に実線で示す矢印のように、ラジエータ３、ロアホースＨ１、サーモスタット４の順で流れてきた冷却水とウォータジャケット１４，１５から排出された冷却水とがウォータポンプ５で合流し、ヒータ用導入ホースＨ２、ヒータコア６、ヒータ用排出ホースＨ３、ウォータジャケット１４，１５の順に流れる。そして、この冷却水は、ウォータジャケット１４，１５で分流され、一方はウォータポンプ５に、他方はアッパホースＨ４を経てラジエータ３に戻される。これにより、一部の冷却水の熱をラジエータ３によって大気に放出して冷却水を冷却し、エンジン本体１を適温に維持することになる。
【００４３】
このような冷却水の循環動作を行っている状況においても、乱流ポット７の内部に流れ込んできた冷却水に乱流を発生させて、冷却水中の空気を冷却水から分離することができる。その後、上記冷間時の場合と同様に、乱流ポット７内の上層部の空気量が多くなると、上記開閉弁機構７４の弁体７５が上方に回動して乱流ポット７内の空気がエア回収管８によって抜き出されてアッパホースＨ４に達する。そして、このエンジンの暖機完了後にはサーモスタット４が開放しているため、アッパホースＨ４にはラジエータ３に向かう水流が発生している。従って、このアッパホースＨ４に流れ込んだ空気は、この水流に沿ってラジエータ３のアッパタンク３２に達し（図２（ｂ）に一点鎖線で示す矢印を参照）、このアッパタンク３２の注水口（上記ラジエータキャップ３４によって閉鎖されている開口）付近に溜まる。この際、上記エンジンの冷間時にアッパホースＨ４に止まっていた空気も、このアッパホースＨ４内での水流に沿ってラジエータ３のアッパタンク３２に達し、このアッパタンク３２の注水口付近に溜まることになる。
【００４４】
そして、エンジンのメンテナンス時に、ラジエータキャップ３４を取り外してアッパタンク３２を開放するエア抜き作業を行うことにより、上記冷間時に回収された空気及び暖機完了後の運転中に回収された空気を共に確実に冷却水循環経路から大気中に放出することができる。その結果、冷却水循環経路中に空気を存在させないことによって冷却性能を高く維持させることができる。
【００４５】
（変形例１）
次に、本発明の変形例１について説明する。本変形例は、乱流ポット７の内部空間Ｓにおける冷却水の乱流を効果的に発生させるための構成を上記実施形態に追加したものである。その他の構成及び冷却水の循環動作は上述した実施形態の場合と同様であるので、ここでは乱流ポット７の構成における追加部分についてのみ説明する。
【００４６】
図４は、本変形例における図３に相当する図である。この図４に示すように、本変形例における乱流ポット７の内部には、冷却水の流れ方向を変更するための複数の乱流発生プレート７７ａ，７７ｂが設けられている。つまり、この乱流発生プレート７７ａ，７７ｂに冷却水の水流が衝突すると、その流れ方向が変更され、これによって乱流ポット７の内部には大きな乱流が発生することになる。具体的には、上流側及び下流側の２つの乱流発生プレート７７ａ，７７ｂが設けられている。これら乱流発生プレート７７ａ，７７ｂは乱流ポット７の内部空間Ｓにおける冷却水流れ方向の中央部よりも上流側（流入側パイプ部７１側）に配置されており、乱流ポット７の内部空間Ｓにおける比較的上流側部分で大きな乱流を発生させるようになっている。また、上流側の乱流発生プレート７７ａよりも下流側の乱流発生プレート７７ｂの配設位置を高く設定し、上流側の乱流発生プレート７７ａによって上向きの冷却水流れに沿って流れる空気を更に下流側の乱流発生プレート７７ｂによって上向きの流れとし、乱流ポット７の内部空間Ｓの上層部に向けて空気が流れるようにしている。
【００４７】
本変形例の構成によれば、冷却水の乱流を効果的に発生させることができ、冷却水中に存在する空気の分離がより確実に行われることになる。
【００４８】
（変形例２）
次に、本発明の変形例２について説明する。本変形例も、乱流ポット７の内部空間Ｓにおける冷却水の乱流を効果的に発生させるための構成を上記実施形態に追加したものである。その他の構成及び冷却水の循環動作は上述した実施形態の場合と同様であるので、ここでも乱流ポット７の構成における追加部分についてのみ説明する。
【００４９】
図５は、本変形例における図３（ａ）に相当する図である。この図５に示すように、本変形例における乱流ポット７の内部には、この乱流ポット７の内部空間Ｓにおいて冷却水を攪拌するためのプロペラ７８を備えている。このプロペラ７８はバッテリからの給電により駆動する電動モータによって回転するものであってもよいし、クランクシャフトからの駆動力を受けて回転するものであってもよい。この構成によっても乱流ポット７の内部に大きな乱流を発生させることができ、冷却水中に存在する空気の分離がより確実に行われることになる。
【００５０】
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態及び変形例は、本発明を自動車に搭載された４気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の形式のガソリンエンジンやディーゼルエンジンにも適用可能である。また、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式（直列型やＶ型等の別）についても特に限定されるものではない。
【００５１】
また、乱流ポット７の配設位置としてはヒータ用導入ホースＨ２に限定されるものではない。例えば、上記ロアホースＨ１やヒータ用排出ホースＨ３の比較的低い位置に乱流ポット７を配設するようにしてもよい。ロアホースＨ１に乱流ポット７を配設する場合、エンジンの冷間時にはロアホースＨ１には冷却水が流れないため、空気の回収動作は暖機完了後に行われることになる。
【００５２】
また、乱流ポット７に備えられた開閉弁機構７４は、乱流ポット内部空間Ｓの圧力によって自動開閉するものとしたが、本発明はこれに限らず、手動により開閉されるものであってもよい。また、この開閉弁機構７４は、本発明において必須のものではなく、乱流ポット内部空間Ｓがエア回収管８に常時連通する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態に係るエンジン本体及びこのエンジン本体に取り付けられた冷却装置の構成を示す斜視図である。
【図２】冷却装置の冷却水流路の概略を示す回路図であって、図２（ａ）はエンジン冷間時の循環動作を、図２（ｂ）はエンジン暖機完了後の循環動作をそれぞれ示す図である。
【図３】乱流ポットの内部を示す断面図であって、図３（ａ）はヒータ用導入ホースの延長方向に沿って乱流ポットを切断した断面図であり、図３（ｂ）はヒータ用導入ホースの延長方向に対して直交する方向で乱流ポットを切断した断面図である。
【図４】変形例１における図３相当図である。
【図５】変形例２における図３（ａ）相当図である。
【図６】従来例における図１相当図である。
【符号の説明】
【００５４】
１        エンジン本体
３        ラジエータ
３４      ラジエータキャップ
５        ウォータポンプ（ポンプ手段）
７        乱流ポット（気液分離器）
７５      弁体（気体排出弁）
Ｓ        乱流ポット内部空間
【図１】
2007247442.tif 000003
【図２】
2007247442.tif 000004
【図３】
2007247442.tif 000005
【図４】
2007247442.tif 000006
【図５】
2007247442.tif 000007
【図６】
2007247442.tif 000008