JP2008255944A - Warm up device in engine - Google Patents

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賢一 山田
Hideo Kobayashi
日出夫 小林
Katsuhiko Arisawa
克彦 蟻沢
Toshihisa Sugiyama
敏久 杉山
Kunihiko Hayashi
邦彦 林
Akira Michikawauchi
亮 道川内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently recover heat obtained from exhaust heat of an engine with a simple configuration. <P>SOLUTION: A warm up device 1 in an engine 21 has a loop-shaped heat pipe 11 including an evaporating unit 6 for evaporating a heat medium 12 with exhaust heat from an outer surface of a wick 6b which holds the heat medium 12 in a liquid state, a condensing unit 5 for condensing the vaporized heat medium 12, a vapor passage 9 for flowing the heat medium 12 from the evaporating unit 6 to the condensing unit 5, and a liquid passage 10 for flowing the heat medium 12 from the condensing unit 5 to the evaporating unit 6. The loop-shaped heat pipe 11 is filled with the heat medium 12 so that the heat medium 12 in the liquid state may remain in the evaporating unit 6 any time in operation. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体又は気体の熱媒体が循環するループ型ヒートパイプを備えたエンジンの暖機装置に関するものである。   The present invention relates to an engine warm-up device including a loop heat pipe in which a liquid or gaseous heat medium circulates.

従来、エンジンの暖機の促進を目的とした種々の装置が提案されている。このようなエンジンには、エンジンの冷却用冷媒をエンジンから排出される排気ガスの排気熱により加熱することで、エンジンの始動後、速やかにエンジンの暖機を行うものがある。   Conventionally, various devices for the purpose of promoting warm-up of the engine have been proposed. Some engines warm up the engine promptly after the engine is started by heating the engine cooling refrigerant with the exhaust heat of the exhaust gas discharged from the engine.

このようなエンジンは例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されているエンジンは、冷却用冷媒を加熱する熱媒体を貯蔵する熱媒体タンクと、エンジンの排気管に装着されて排気熱により熱媒体を気化させる蒸発器と、エンジンの冷却用冷媒の循環経路内に設けられ、気化状態にある熱媒体を凝縮させるとともにその際発生する熱により冷却用冷媒を加熱する凝縮器とを備えている。この熱媒体タンクと蒸発器とは、導入管及び導出管によって接続され、この導入管を通して熱媒体が蒸発器へ導入され、導出管を通して蒸発器において気化した熱媒体が熱媒体タンクに導出される。この導入管及び導出管には、熱媒体の流通と遮断を切換える切換弁が備わり、これらの切換弁を電気的制御により切換えることで、蒸発器内の熱媒体量を調整している。また、凝縮器と蒸発器とは、パイプによって接続されており、このパイプは、蒸発器において気化した熱媒体を蒸発器から凝縮器へ導出する。一方、このパイプの一部は凝縮器が外周より覆うように装着されているので、蒸発器で蒸発して凝縮器に流入した熱媒体が凝縮器によって凝縮する。さらに、パイプの内周面は多孔構造のウィックを備えており、凝縮した熱媒体がこのウィックを通じて蒸発器へ戻る構成となっている。   Such an engine is disclosed in Patent Document 1, for example. An engine disclosed in Patent Document 1 includes a heat medium tank that stores a heat medium that heats a cooling refrigerant, an evaporator that is attached to an exhaust pipe of the engine and vaporizes the heat medium by exhaust heat, and engine cooling. And a condenser that condenses the vaporized heat medium and heats the cooling refrigerant with the heat generated at that time. The heat medium tank and the evaporator are connected by an introduction pipe and a lead-out pipe, the heat medium is introduced into the evaporator through the lead-in pipe, and the heat medium vaporized in the evaporator is led through the lead-out pipe to the heat medium tank. . The introduction pipe and the lead-out pipe are provided with a switching valve for switching between the flow and shut-off of the heat medium, and the amount of the heat medium in the evaporator is adjusted by switching these switch valves by electrical control. Further, the condenser and the evaporator are connected by a pipe, and the pipe guides the heat medium vaporized in the evaporator from the evaporator to the condenser. On the other hand, since a part of this pipe is mounted so that the condenser covers the outer periphery, the heat medium evaporated by the evaporator and flowing into the condenser is condensed by the condenser. Further, the inner peripheral surface of the pipe is provided with a porous wick, and the condensed heat medium returns to the evaporator through the wick.

特公平６−２９５５１号公報Japanese Patent Publication No. 6-29551

このように、特許文献１のエンジンでは、蒸発器で排気熱により加熱され、蒸発した熱媒体がパイプを通じて凝縮器へ流入するとともに、凝縮器で凝縮した熱媒体がパイプ内のウィックを通じて蒸発器へ流入する。すなわち、蒸気となって熱の輸送をする熱媒体と、熱の輸送を終え、冷却されて凝縮した熱媒体とが、一本のパイプ内を行き来する構成となっている。しかしながら、このパイプ内部を流れる蒸発した熱媒体と、ウィック内を通じる凝縮した熱媒体との熱交換を抑制する断熱手段は備えられていない。このため、蒸発した熱媒体と凝縮した熱媒体とはパイプ内で熱交換する。これにより、蒸発器において排気熱から得られる熱が凝縮器において効率よく回収されないことが考えられる。また、このようなエンジンは、エンジンの冷却用冷媒を加熱し、この加熱された冷却用冷媒がエンジンを暖機する。このため、冷却用冷媒の全量を加熱するので、エンジンの暖機に時間を要し、暖機効果が低いことが考えられる。さらに、蒸発器内の熱媒体量を制御するため、複雑な制御手段を備える必要がある。   As described above, in the engine disclosed in Patent Document 1, the heat medium that is heated by the exhaust gas in the evaporator and flows into the condenser through the pipe, and the heat medium condensed in the condenser passes through the wick in the pipe to the evaporator. Inflow. In other words, the heat medium that transports heat as steam and the heat medium that has finished transporting heat and is cooled and condensed are configured to travel back and forth within a single pipe. However, there is no heat insulating means for suppressing heat exchange between the evaporated heat medium flowing inside the pipe and the condensed heat medium passing through the wick. For this reason, heat exchange is performed between the evaporated heat medium and the condensed heat medium in the pipe. Thereby, it is considered that the heat obtained from the exhaust heat in the evaporator is not efficiently recovered in the condenser. In addition, such an engine heats a cooling refrigerant for the engine, and the heated cooling refrigerant warms up the engine. For this reason, since the whole amount of the cooling refrigerant is heated, it takes time to warm up the engine, and it is considered that the warming up effect is low. Furthermore, in order to control the amount of heat medium in the evaporator, it is necessary to provide complicated control means.

そこで、本発明は、エンジンの排気熱から得られる熱を、簡易な構成で、効率よく回収することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to efficiently recover heat obtained from engine exhaust heat with a simple configuration.

かかる課題を解決する本発明のエンジンの暖機装置は、熱媒体を液体状態で保持するウィックの外側表面から前記熱媒体を排気熱により気化する蒸発部と、前記気化された熱媒体を凝縮させる凝縮部と、前記蒸発部から前記凝縮部へ熱媒体を流通させる蒸気通路と、前記凝縮部から前記蒸発部へ熱媒体を流通させる液体通路とを有するループ型ヒートパイプを備えたことを特徴とする（請求項１）。このような構成とすることにより、蒸発部で蒸発した熱媒体と凝縮部で凝縮した熱媒体とは異なる通路を通るため、蒸発部で熱媒体が蒸発することによって回収された熱が効率よく凝縮部へ運ばれ、該部の暖機を促進することができる。   The engine warm-up device of the present invention that solves this problem condenses the vaporized heat medium, and an evaporation section that vaporizes the heat medium by exhaust heat from the outer surface of the wick that holds the heat medium in a liquid state. A loop-type heat pipe having a condensing unit, a vapor passage through which a heat medium flows from the evaporation unit to the condensing unit, and a liquid passage through which the heat medium flows from the condensing unit to the evaporation unit is provided. (Claim 1). By adopting such a configuration, the heat medium evaporated in the evaporation section and the heat medium condensed in the condensation section pass through different paths, so the heat recovered by the evaporation of the heat medium in the evaporation section is efficiently condensed. It is carried to the part and warming up of the part can be promoted.

このようなエンジンの暖機装置は、ループ型ヒートパイプ内に封入された熱媒体が蒸発部において熱を得て蒸発する。この蒸発した熱媒体が蒸気通路を通じて凝縮部へ流入し、凝縮部において、凝縮部が接触している部位と熱交換をして凝縮する。この凝縮した熱媒体は、液体通路を通じて蒸発部に戻り、再び蒸発部で蒸発してループ型ヒートパイプ内を循環する。このように、本発明のエンジンの暖機装置は封入された熱媒体の循環によって熱の輸送を行い、排気熱からエンジンの暖機を実現している。ところが、このような熱媒体の循環による熱の輸送は、蒸発部で蒸発した熱媒体が再び蒸発部に戻る前に、蒸発部において液体状態の熱媒体が枯渇してしまうと熱の輸送が停止してしまうため、液体状態の熱媒体が蒸発部に残存していることが必要である。このため、このようなエンジンの暖機装置は、前記ループ型ヒートパイプへ封入する液体状態の熱媒体の体積が、前記蒸発部を除く前記ループ型ヒートパイプの容積よりも大きく設定されている（請求項２）。また、このようなエンジンの暖機装置では、作動時に常に前記蒸発部に液体状態の熱媒体が残存するようにループ型ヒートパイプに熱媒体を封入する構成とすることができる（請求項３）。   In such an engine warm-up device, the heat medium enclosed in the loop heat pipe obtains heat in the evaporation section and evaporates. The evaporated heat medium flows into the condensing part through the vapor passage, and condenses by exchanging heat with the part in contact with the condensing part. The condensed heat medium returns to the evaporating unit through the liquid passage, evaporates again in the evaporating unit, and circulates in the loop heat pipe. As described above, the engine warm-up device of the present invention transports heat by circulating the enclosed heat medium, and realizes engine warm-up from exhaust heat. However, the heat transport by the circulation of the heat medium stops the heat transport if the liquid heat medium is depleted in the evaporation section before the heat medium evaporated in the evaporation section returns to the evaporation section again. Therefore, it is necessary that the liquid heat medium remains in the evaporation section. For this reason, in such a warm-up device for an engine, the volume of the liquid heat medium sealed in the loop heat pipe is set to be larger than the volume of the loop heat pipe excluding the evaporation section ( Claim 2). In addition, in such a warming-up device for an engine, the heat medium can be enclosed in the loop heat pipe so that the liquid heat medium always remains in the evaporation section during operation (claim 3). .

このようなエンジンの暖機装置の凝縮部は、熱交換により接触した部位を暖機するので、エンジン内の暖機を必要とする箇所に配置する。本発明のエンジンの暖機装置は、前記凝縮部をシリンダブロックに配置した構成とすることができる。（請求項４）。また、このようなエンジンの暖機装置は、前記凝縮部をシリンダヘッドに配置した構成とすることができる（請求項５）。このような構成とすることにより、凝縮部を接触させて配置したエンジン内の各部を暖機し、エンジンを効率的に暖機することができる。   Such a condensing part of the warming-up device of the engine warms up the part that is in contact by heat exchange, and is therefore disposed in a place that requires warming up in the engine. The engine warm-up device of the present invention may be configured such that the condensing part is arranged in a cylinder block. (Claim 4). In addition, such a warming-up device for an engine can be configured such that the condensing part is arranged in a cylinder head. By setting it as such a structure, each part in the engine arrange | positioned in contact with the condensation part can be warmed up, and an engine can be warmed up efficiently.

さらに、このようなエンジンの暖機装置は、前記凝縮部をシリンダボア壁に接触させて配置した構成とすることができ（請求項６）、前記凝縮部をウォータジャケットのシリンダボア側内壁に沿わせて配置した構成とすることができる（請求項７）。このような構成とすることにより、シリンダボア壁を暖機しフリクションの低減に寄与することができる。   Furthermore, such a warming-up device for an engine can be configured such that the condensing part is disposed in contact with the cylinder bore wall (Claim 6), and the condensing part is arranged along the cylinder bore side inner wall of the water jacket. It can be set as the arrangement | positioning (Claim 7). With such a configuration, it is possible to warm up the cylinder bore wall and contribute to the reduction of friction.

このようなエンジンの暖機装置は、エンジンの暖機中にウォータジャケット内の冷却水の循環を停止する冷却水循環停止手段を備えた構成とすることができる（請求項８）。このような構成とすることにより、冷却水の循環を抑制し、熱媒体によって回収された熱の冷却水による持ち去りを抑え、さらなる暖機の促進を図ることができる。   Such an engine warm-up device can be configured to include a coolant circulation stop means for stopping the circulation of the coolant in the water jacket during the engine warm-up. By adopting such a configuration, it is possible to suppress the circulation of the cooling water, suppress the removal of the heat recovered by the heat medium by the cooling water, and further promote warm-up.

本発明のエンジンの暖機装置は、前記ループ型ヒートパイプの管内に配置された温度検知手段と、エンジンの作動から所定時間経過した後、前記温度検知手段によって管内の温度上昇が検知されない場合に異常を通知する異常通知手段とを備えた構成とすることができる（請求項９）。このような構成とすることにより、エンジンの作動開始から所定時間が経過しているにもかかわらず、管内の温度が所定温度まで上昇していない場合には、装置になんらかの異常が発生していると判断し、その異常をユーザに通知することができる。   The engine warm-up device according to the present invention includes a temperature detection unit disposed in the pipe of the loop heat pipe, and a case where a temperature rise in the pipe is not detected by the temperature detection unit after a predetermined time has elapsed from the operation of the engine. An abnormality notification means for notifying abnormality can be provided (claim 9). By adopting such a configuration, some abnormality has occurred in the device when the temperature in the pipe has not risen to the predetermined temperature even though the predetermined time has elapsed since the start of the engine operation. And the user can be notified of the abnormality.

本発明のエンジンの暖機装置は、熱媒体を液体状態で保持するウィックを有した蒸発部と蒸発部で気化した熱媒体を凝縮させる凝縮部とを備えたループ型ヒートパイプを組み込んだことにより、エンジンの排気熱から得られる熱量を効率よく回収することができる。   The engine warm-up device of the present invention incorporates a loop heat pipe having an evaporation section having a wick for holding the heat medium in a liquid state and a condensation section for condensing the heat medium vaporized in the evaporation section. The amount of heat obtained from the exhaust heat of the engine can be efficiently recovered.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施例のエンジン２１の暖機装置１の概略構成を示した説明図である。本発明のエンジン２１は、シリンダブロック２、シリンダヘッド３を備えており、シリンダブロック２にはシリンダ２０が配置されている。シリンダ２０の周囲にはウォータジャケット４が形成されている。また、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３の内部には本発明の凝縮部５が形成されている。この凝縮部５は、ウォータジャケット４の外側に形成されている。さらに、暖機装置１は、シリンダブロック２の外部に、蒸発部６を備えている。この蒸発部６は、暖機装置１の燃焼後の排気ガスが通じる排気管７に配置された熱回収部８と熱交換できるように配置されている。   Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a warm-up device 1 for an engine 21 according to the present embodiment. The engine 21 of the present invention includes a cylinder block 2 and a cylinder head 3, and a cylinder 20 is disposed in the cylinder block 2. A water jacket 4 is formed around the cylinder 20. Further, the condensing part 5 of the present invention is formed inside the cylinder block 2 and the cylinder head 3. The condensing part 5 is formed outside the water jacket 4. Furthermore, the warm-up device 1 includes an evaporation unit 6 outside the cylinder block 2. The evaporation unit 6 is arranged so as to be able to exchange heat with the heat recovery unit 8 arranged in the exhaust pipe 7 through which the exhaust gas after combustion of the warm-up device 1 communicates.

蒸発部６は、気室６ａ、ウィック部６ｂ、液室６ｃとから構成されている。ウィック部６ｂは、気室６ａと液室６ｃとの境界となるように配置されて、気室６ａと液室６ｃとを分離している。すなわち、ウィック部６ｂの外側に気室６ａ、ウィック部６ｂの内側に液室６ｃが配置されている。このウィック部６ｂは多孔構造体からなり、毛細管現象により内部に液体を保持することができる。蒸発部６は、作動流体として封入される熱媒体１２を液体状態で保持するウィック部６ｂの外側表面から、熱媒体１２を排気ガスから得られる排気熱により気化させる部位である。   The evaporation unit 6 includes an air chamber 6a, a wick 6b, and a liquid chamber 6c. The wick portion 6b is disposed so as to be a boundary between the air chamber 6a and the liquid chamber 6c, and separates the air chamber 6a and the liquid chamber 6c. That is, the air chamber 6a is disposed outside the wick portion 6b, and the liquid chamber 6c is disposed inside the wick portion 6b. The wick portion 6b is made of a porous structure and can hold a liquid therein by capillary action. The evaporation unit 6 is a part that evaporates the heat medium 12 by exhaust heat obtained from the exhaust gas from the outer surface of the wick part 6b that holds the heat medium 12 sealed as a working fluid in a liquid state.

凝縮部５は、気室６ａと気体通路９で接続され、液室６ｃと液体通路１０で接続されている。凝縮部５は、蒸発部６で気化された熱媒体を凝縮させる部位である。蒸発部６、凝縮部５、気体通路９、液体通路１０は、ループ型の経路を形成して、本発明のループ型ヒートパイプ１１を構成している。このループ型ヒートパイプ１１の内部には、熱媒体１２が気化しやすいように、減圧されて封入されている。このループ型ヒートパイプ１１へ封入される液体状態の熱媒体１２の体積は、蒸発部６を除くループ型ヒートパイプ１１の容積、すなわち、凝縮部５と気体通路９と液体通路１０の合計容積よりも大きく設定されている。換言すると、作動時に常に蒸発部６に液体状態の熱媒体１２が残存するようにしている。   The condensing unit 5 is connected to the gas chamber 6 a by the gas passage 9 and is connected to the liquid chamber 6 c by the liquid passage 10. The condensing unit 5 is a part that condenses the heat medium vaporized by the evaporation unit 6. The evaporating unit 6, the condensing unit 5, the gas passage 9, and the liquid passage 10 form a loop type path and constitute the loop type heat pipe 11 of the present invention. The inside of the loop heat pipe 11 is sealed under reduced pressure so that the heat medium 12 is easily vaporized. The volume of the heat medium 12 in a liquid state sealed in the loop heat pipe 11 is based on the volume of the loop heat pipe 11 excluding the evaporation unit 6, that is, the total volume of the condensing unit 5, the gas passage 9, and the liquid passage 10. Is also set larger. In other words, the heat medium 12 in the liquid state always remains in the evaporator 6 during operation.

液体通路１０には、温度センサ１３が配置されている。この温度センサ１３はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１４と電気的に接続されている。また、ＥＣＵ１４は、暖機装置１の異常を表示する故障表示部１５と電気的に接続されている。この温度センサ１３は、本発明の温度検知手段に相当し、ＥＣＵ１４と故障表示部１５は、本発明の異常通知手段に相当する。   A temperature sensor 13 is disposed in the liquid passage 10. The temperature sensor 13 is electrically connected to an ECU (Electronic Control Unit) 14. The ECU 14 is electrically connected to a failure display unit 15 that displays an abnormality of the warm-up device 1. The temperature sensor 13 corresponds to the temperature detection unit of the present invention, and the ECU 14 and the failure display unit 15 correspond to the abnormality notification unit of the present invention.

また、ウォータジャケット４には、冷却水の循環する冷却水経路１６が流入側端部１６ａと流出側端部１６ｂとで接続されている。冷却水経路１６には、流入側端部１６ａの近い側から上流へ向かって、ポンプ１９、開閉弁１８、ラジエータ１７が順に配置されている。ラジエータ１７内の冷却水はポンプ１９の駆動によって圧送され、流入側端部１６ａからウォータジャケット４内に流入する。ウォータジャケット４内の冷却水は、流出側端部１６ｂから冷却水経路１６に流出して、ラジエータ１７に戻る構成となっている。開閉弁１８は、ＥＣＵ１４によって開閉を制御され、開閉弁１８が閉弁状態になると、冷却水経路１６の冷却水の循環を停止する。ＥＣＵ１４と開閉弁１８は、本発明の冷却水循環停止手段に相当する。   The water jacket 4 is connected to a cooling water path 16 through which cooling water circulates at an inflow side end 16a and an outflow side end 16b. In the cooling water path 16, a pump 19, an on-off valve 18, and a radiator 17 are sequentially arranged from the side near the inflow side end portion 16 a toward the upstream side. The cooling water in the radiator 17 is pumped by driving the pump 19 and flows into the water jacket 4 from the inflow side end portion 16a. The cooling water in the water jacket 4 flows out from the outflow side end 16 b to the cooling water path 16 and returns to the radiator 17. The opening / closing valve 18 is controlled to be opened and closed by the ECU 14, and when the opening / closing valve 18 is closed, the circulation of the cooling water in the cooling water passage 16 is stopped. The ECU 14 and the on-off valve 18 correspond to the coolant circulation stop means of the present invention.

次に、ループ型ヒートパイプ１１内の熱媒体１２の作動について説明する。エンジン２１が始動し、燃焼が開始されると、燃焼により生じた排気ガスが排気管７を通じて熱回収部８へ流入する。熱回収部８では、排気ガスによって蒸発部６が加熱されると、ウィック部６ｂに保持されている液状の熱媒体１２が排気熱から熱を得て、ウィック部６ｂの外側表面から気化し、気室６ａを充満する。気室６ａ内は、ウィック部６ｂの熱媒体１２の気化により圧力が上昇するので、圧力の低い気体通路９へ気化した熱媒体１２が流れ始める。エンジン２１からの排気ガスの量が増加し、また、排気ガスが高温になると、ウィック部６ｂからの気化は活性化され、より多くの熱量を回収することができる。このように、ウィック部６ｂから次々と熱媒体１２が気化するので、気体通路９への流れが継続する。   Next, the operation of the heat medium 12 in the loop heat pipe 11 will be described. When the engine 21 is started and combustion is started, the exhaust gas generated by the combustion flows into the heat recovery unit 8 through the exhaust pipe 7. In the heat recovery unit 8, when the evaporation unit 6 is heated by the exhaust gas, the liquid heat medium 12 held in the wick unit 6b obtains heat from the exhaust heat and is vaporized from the outer surface of the wick unit 6b. The air chamber 6a is filled. In the air chamber 6a, the pressure rises due to the vaporization of the heat medium 12 of the wick portion 6b, so that the vaporized heat medium 12 starts to flow into the gas passage 9 having a low pressure. When the amount of exhaust gas from the engine 21 increases and the exhaust gas becomes high temperature, the vaporization from the wick portion 6b is activated, and a larger amount of heat can be recovered. Thus, since the heat medium 12 is vaporized one after another from the wick part 6b, the flow to the gas passage 9 continues.

気体通路９へ流入した気化した熱媒体１２は、蒸発部６側から流れ込む熱媒体１２に押されて、凝縮部５に流入する。凝縮部５内の気化した熱媒体１２は、シリンダブロック２と熱交換し、シリンダブロック２を暖機する。この際、熱媒体１２は凝縮する。このように、排気ガスから熱を得た熱媒体１２は、熱回収部８からシリンダブロック２へ熱を輸送し、シリンダブロック２を暖機する。   The vaporized heat medium 12 flowing into the gas passage 9 is pushed by the heat medium 12 flowing from the evaporation unit 6 side and flows into the condensing unit 5. The vaporized heat medium 12 in the condensing unit 5 exchanges heat with the cylinder block 2 to warm up the cylinder block 2. At this time, the heat medium 12 condenses. Thus, the heat medium 12 that has obtained heat from the exhaust gas transports heat from the heat recovery unit 8 to the cylinder block 2 and warms up the cylinder block 2.

凝縮部５内で凝縮した熱媒体１２は、液体通路１０を通じて、液室６ｃへ流入する。液室６ｃ内の熱媒体１２は、毛細管現象によりウィック６ｂへ吸い込まれ、再び、排気ガスから熱を得て、凝縮部５へ熱の輸送を行う。   The heat medium 12 condensed in the condensing unit 5 flows into the liquid chamber 6 c through the liquid passage 10. The heat medium 12 in the liquid chamber 6 c is sucked into the wick 6 b by capillary action, obtains heat from the exhaust gas again, and transports heat to the condensing unit 5.

このように排気熱を輸送し暖機に寄与する熱媒体１２は、液体状態に換算した場合、凝縮部５と気体通路９と液体通路１０の合計容積よりも多く封入されている。このため、ループ型ヒートパイプ１１を循環する熱媒体１２は、作動時に常に蒸発部６に液体状態の熱媒体１２が残存するように構成されているので、ウィック部６ｂから気化した熱媒体１２が、液室６ｃに戻ってくる間に、液室６ｃ内に液体状態の熱媒体１２が枯渇することはない。すなわち、蒸発部６は、常にウィック部６ｂから熱媒体１２が気化することができる状態に維持されている。   Thus, the heat medium 12 that transports exhaust heat and contributes to warm-up is enclosed in a larger amount than the total volume of the condensing unit 5, the gas passage 9, and the liquid passage 10 when converted to a liquid state. For this reason, since the heat medium 12 circulating through the loop heat pipe 11 is configured such that the liquid heat medium 12 always remains in the evaporation section 6 during operation, the heat medium 12 vaporized from the wick section 6b During the return to the liquid chamber 6c, the liquid heat medium 12 is not exhausted in the liquid chamber 6c. That is, the evaporator 6 is always maintained in a state in which the heat medium 12 can be vaporized from the wick 6b.

また、ＥＣＵ１４は、暖機時に、開閉弁１８を閉弁し、冷却水経路１６の循環を停止する。これにより、冷却水全量を温めることがなくなるため、暖機が促進される。   Further, the ECU 14 closes the on-off valve 18 and stops the circulation of the cooling water passage 16 when warming up. As a result, the entire amount of cooling water is not warmed, and warm-up is promoted.

さらに、暖機装置１は、エンジン２１の始動から所定時間、例えば５分経過した後、液体通路１０内に所定の温度上昇がみられない場合に暖機装置１で異常が発生していると捉える。ＥＣＵ１４は、エンジン２１の始動から５分経過した後、温度センサ１３が計測する液体通路１０の温度情報に所定の温度上昇が検知されない場合に暖機装置１内に異常が発生していると判断し、故障表示部１５に異常を知られる表示をさせ、異常をユーザに通知する。   Further, the warming-up device 1 has an abnormality in the warming-up device 1 when a predetermined temperature rise is not observed in the liquid passage 10 after a predetermined time, for example, 5 minutes has elapsed since the engine 21 is started. Capture. The ECU 14 determines that an abnormality has occurred in the warm-up device 1 when a predetermined temperature rise is not detected in the temperature information of the liquid passage 10 measured by the temperature sensor 13 after 5 minutes have elapsed since the engine 21 was started. Then, the failure display unit 15 is made to display a notice of the abnormality and notifies the user of the abnormality.

以上のように、本実施例のエンジン２０の暖機装置１では、蒸発部６で気化して排気熱を回収した熱媒体１２が、気体通路９を通じて、凝縮部５へ流入し、シリンダブロック２と熱交換をしてシリンダブロック２を暖機する。また、この際熱媒体１２は凝縮する。この凝縮した熱媒体１２は、気体通路９とは異なる液体通路１０を通じて、蒸発部６へ戻り、再び排気熱を回収して熱の輸送に寄与する。このように構成したことにより、気化した熱媒体１２と凝縮した熱媒体１２とが、蒸発部６とシリンダブロック２とを往来する間で熱交換することがなく、排気熱から得られる熱量を効率よく回収することができる。   As described above, in the warm-up device 1 for the engine 20 of the present embodiment, the heat medium 12 that has been vaporized by the evaporation unit 6 and recovered the exhaust heat flows into the condensing unit 5 through the gas passage 9, and the cylinder block 2. The cylinder block 2 is warmed up with heat exchange. At this time, the heat medium 12 condenses. The condensed heat medium 12 returns to the evaporation unit 6 through the liquid passage 10 different from the gas passage 9, and collects the exhaust heat again and contributes to the transport of heat. With this configuration, the vaporized heat medium 12 and the condensed heat medium 12 do not exchange heat between the evaporation unit 6 and the cylinder block 2, and the amount of heat obtained from the exhaust heat is efficiently obtained. It can be recovered well.

次に、本発明の実施例２について図２を参照して説明する。図２は、本実施例のエンジン２２の暖機装置２３の概略構成を示した説明図である。暖機装置２３は、実施例１の暖機装置１とほぼ同様の構成をしている。しかしながら、暖機装置１では、ウォータジャケット４の外側に凝縮部５が形成されているのに対して、暖機装置２３では、凝縮部２５がウォータジャケット４のシリンダボア２４側内壁に沿わせて形成されている点で、実施例１の暖機装置１と実施例２の暖機装置２３とは相違している。なお、その他の構成は実施例１と同一であるため、実施例１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the warm-up device 23 of the engine 22 of the present embodiment. The warming-up device 23 has substantially the same configuration as the warming-up device 1 of the first embodiment. However, in the warming-up device 1, the condensing part 5 is formed outside the water jacket 4, whereas in the warming-up device 23, the condensing part 25 is formed along the inner wall of the water jacket 4 on the cylinder bore 24 side. The warming-up device 1 of the first embodiment is different from the warming-up device 23 of the second embodiment. In addition, since the other structure is the same as Example 1, about the component same as Example 1, the same reference number is attached | subjected in drawing and the detailed description is abbreviate | omitted.

このように構成することにより、エンジン２２の暖機時に排気熱を回収した熱媒体１２は、凝縮部２５でシリンダボア壁２４と熱交換をして、シリンダボア壁２４を暖機する。これにより、シリンダボア壁２４は早期に暖機されるので、フリクションを低減することができる。また、このような凝縮部２５は、シリンダ２０の間を通すように構成することもできる。   With this configuration, the heat medium 12 that has recovered the exhaust heat when the engine 22 is warmed up exchanges heat with the cylinder bore wall 24 in the condensing unit 25 to warm up the cylinder bore wall 24. Thereby, since the cylinder bore wall 24 is warmed up early, friction can be reduced. Moreover, such a condensation part 25 can also be comprised so that between the cylinders 20 may pass.

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。   The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.

本発明の暖機装置の凝縮部はエンジン内部の暖機を必要とする箇所に接触して配置される。例えば、クランクシャフトなどの摺動部は温度が上昇すると、潤滑油の粘性が下がり、フリクションが低減されて、燃費が向上する。このような暖機をすべき摺動部に凝縮部を接触して配置することができる。さらに、本発明のエンジンの暖機装置は、蒸気通路を分岐し、凝縮部を複数設けることもできる。このように複数設けられた凝縮部で凝縮した熱媒体は液体通路で合流して、蒸発部へ流入する。   The condensing part of the warming-up device according to the present invention is arranged in contact with a portion requiring warming up inside the engine. For example, when the temperature of a sliding portion such as a crankshaft rises, the viscosity of the lubricating oil decreases, friction is reduced, and fuel efficiency is improved. The condensing part can be arranged in contact with the sliding part to be warmed up. Furthermore, the engine warm-up device of the present invention can branch the steam passage and provide a plurality of condensing portions. In this way, the heat medium condensed in the plurality of condensing units merges in the liquid passage and flows into the evaporation unit.

また、本発明の冷却水循環停止手段は、開閉弁とポンプに代えて、ＥＣＵが駆動と停止を制御する電動ウォータポンプとしてもよい。   Further, the coolant circulation stop means of the present invention may be an electric water pump whose ECU controls driving and stopping instead of the on-off valve and the pump.

実施例１のエンジンの暖機装置の概略構成を示した説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an engine warm-up device according to a first embodiment. 実施例２のエンジンの暖機装置の概略構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed schematic structure of the warming-up apparatus of the engine of Example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１、２３ 暖機装置
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ ウォータジャケット
５、２５ 凝縮部
６ 蒸発部
６ａ 気室
６ｂ ウィック部
６ｃ 液室
７ 排気管
８ 熱回収部
９ 気体通路
１０ 液体通路
１１ ループ型ヒートパイプ
１２ 熱媒体
１３ 温度センサ
１４ ＥＣＵ
１５ 故障表示部
１６ 冷却水経路
１７ ラジエータ
１８ 開閉弁
１９ ポンプ
２０ シリンダ
２１、２２ エンジン
２４ シリンダボア壁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,23 Warming-up apparatus 2 Cylinder block 3 Cylinder head 4 Water jacket 5, 25 Condensing part 6 Evaporating part 6a Air chamber 6b Wick part 6c Liquid chamber 7 Exhaust pipe 8 Heat recovery part 9 Gas path 10 Liquid path 11 Loop type heat pipe 12 Heat medium 13 Temperature sensor 14 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Failure display part 16 Coolant path 17 Radiator 18 On-off valve 19 Pump 20 Cylinder 21, 22 Engine 24 Cylinder bore wall

Claims (9)

熱媒体を液体状態で保持するウィックの外側表面から前記熱媒体を排気熱により気化する蒸発部と、
前記気化された熱媒体を凝縮させる凝縮部と、
前記蒸発部から前記凝縮部へ熱媒体を流通させる蒸気通路と、
前記凝縮部から前記蒸発部へ熱媒体を流通させる液体通路と、
を有するループ型ヒートパイプを備えたことを特徴とするエンジンの暖機装置。 An evaporation section for vaporizing the heat medium by exhaust heat from the outer surface of the wick that holds the heat medium in a liquid state;
A condensing part for condensing the vaporized heat medium;
A steam passage for circulating a heat medium from the evaporation section to the condensation section;
A liquid passage through which a heat medium flows from the condensing unit to the evaporation unit;
An engine warm-up device comprising a loop heat pipe having 請求項１記載のエンジンの暖機装置において、
前記ループ型ヒートパイプへ封入する液体状態の熱媒体の体積が、前記蒸発部を除く前記ループ型ヒートパイプの容積よりも大きいことを特徴とするエンジンの暖機装置。 The engine warm-up device according to claim 1.
The engine warm-up device, wherein the volume of the liquid heat medium sealed in the loop heat pipe is larger than the volume of the loop heat pipe excluding the evaporation section. 請求項１記載のエンジンの暖機装置において、
作動時に常に前記蒸発部に液体状態の熱媒体が残存するように前記ループ型ヒートパイプに熱媒体を封入することを特徴とするエンジンの暖機装置。 The engine warm-up device according to claim 1.
A warming-up device for an engine, wherein a heat medium is sealed in the loop heat pipe so that a liquid heat medium always remains in the evaporation section during operation. 請求項１乃至３のいずれか一項記載のエンジンの暖機装置において、
前記凝縮部をシリンダブロックに配置したことを特徴とするエンジンの暖機装置。 The engine warm-up device according to any one of claims 1 to 3,
An engine warm-up device, wherein the condensing part is arranged in a cylinder block. 請求項１乃至３のいずれか一項記載のエンジンの暖機装置において、
前記凝縮部をシリンダヘッドに配置したことを特徴とするエンジンの暖機装置。 The engine warm-up device according to any one of claims 1 to 3,
An engine warm-up device, wherein the condensing part is arranged in a cylinder head. 請求項１乃至３のいずれか一項記載のエンジンの暖機装置において、
前記凝縮部をシリンダボア壁に接触させて配置したことを特徴とするエンジンの暖機装置。 The engine warm-up device according to any one of claims 1 to 3,
An engine warm-up device, wherein the condensing part is disposed in contact with a cylinder bore wall. 請求項１乃至３のいずれか一項記載のエンジンの暖機装置において、
前記凝縮部をウォータジャケットのシリンダボア側内壁に沿わせて配置したことを特徴とするエンジンの暖機装置。 The engine warm-up device according to any one of claims 1 to 3,
An engine warm-up device, wherein the condensing part is arranged along an inner wall of a water jacket on a cylinder bore side. 請求項１乃至７のいずれか一項記載のエンジンの暖機装置において、
エンジンの暖機中にウォータジャケット内の冷却水の循環を停止する冷却水循環停止手段を備えたことを特徴とするエンジンの暖機装置。 The engine warm-up device according to any one of claims 1 to 7,
An engine warm-up device comprising cooling water circulation stopping means for stopping the circulation of cooling water in the water jacket during engine warm-up. 請求項１乃至８のいずれか一項記載のエンジンの暖機装置において、
前記ループ型ヒートパイプの管内に配置された温度検知手段と、
エンジンの作動から所定時間経過した後、前記温度検知手段によって管内の温度上昇が検知されない場合に異常を通知する異常通知手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの暖機装置。 The engine warm-up device according to any one of claims 1 to 8,
A temperature detecting means arranged in a pipe of the loop heat pipe;
An abnormality notification means for notifying an abnormality when a temperature rise in the pipe is not detected by the temperature detection means after a predetermined time has elapsed from the operation of the engine;
An engine warm-up device characterized by comprising:
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