JP2016044665A - 過給式内燃機関のインタークーラ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】過給式内燃機関のインタークーラ装置10は低温側タンク26およびアウトレットパイプ28を備える。低温側タンク26の下部に凝縮水を一時的に溜めるリザーバ30が設けられる。リザーバ30の底部からアウトレットパイプ28内に開口する位置まで延びる水吸い出しパイプ32が設けられる。該水吸い出しパイプ32によるリザーバ30内の凝縮水12の吸い出し量はアイドリング時に適量になるように設定されている。水吸い出しパイプの凝縮水排出通路322に、水吸い出しパイプ32による凝縮水の吸い出し量が絞り弁全開時で過多となることを抑制する絞り部328が設定される。これにより、アイドリング時にも絞り弁全開時にも凝縮水が一気に内燃機関に流れることがない。
【選択図】 図4
Description
特許文献2は、インタークーラタンク内の凝縮水、オイルを内燃機関に吸い出す手段として、インテークマニホルド負圧を利用したバキューム配管を開示している。
ークーラ装置を提供することにある。
本発明は、後述する第1実施例−第5実施例を含む。つぎの第1−第12の態様と、後述する第1実施例−第5実施例との関係はつぎのとおりである。
第1の態様は本発明の第1実施例−第5実施例の何れにも適用できる。
第2−第7の態様は本発明の第1実施例−第4実施例の何れにも適用できる。
第8の態様は本発明の第1実施例に適用される。第9の態様は本発明の第2実施例に適用される。第10の態様は本発明の第3実施例に適用される。第11の態様は本発明の第4実施例に適用される。第12の態様は本発明の第5実施例に適用される。
水吸い出しパイプの凝縮水排出通路(322)に、水吸い出しパイプ(32)による凝縮水の吸い出し量が内燃機関の絞り弁全開時で過多となることを抑制する絞り部(328)が設定されている。
けられている。
り、横方向部とアウトレットパイプとの間に内燃機関のアイドリング時に適量の凝縮水の吸い出しを行う圧力を形成でき、空気量が小さいアイドリング時における凝縮水の排出性能を確保することができる。
る。
い出しパイプを通して凝縮水をアウトレットパイプ内に吸い出すことができる。
まず、本発明の第1実施例の構成を図1−図9を参照して説明する。
図1に示すように、本発明の過給式内燃機関のインタークーラ装置10は、内燃機関の過給気通路にインタークーラ20を備えている。図において、矢印Fは過給気(「インテークガス」ともいう)の概略の流れ方向を示す。過給式内燃機関は火花点火式内燃機関であってもよいし、ディーゼル式内燃機関であってもよい。過給機はターボチャージャであってもよいし、ターボ以外の機械式過給機(機械式スーパーチャージャ)であってもよい。インタークーラ20は、過給気通路に設置された熱交換機からなり、過給機で圧縮されて昇温した過給気を冷却し内燃機関の充填効率を高める。絞り弁(「スロットル弁」ともいう)は、インタークーラ20の下流側に、すなわちインタークーラ20と内燃機関との間に設けられ、サージタンク、インテークマニホールドは絞り弁と内燃機関との間に設けら
れる。
内の過給気の流速より大きい。低温側タンク26内の過給気がアウトレットパイプ28内で流速を増すため、低温側タンク26内の静圧の一部がアウトレットパイプ28内で動圧に変わって、アウトレットパイプ28内の静圧は低温側タンク26内の静圧よりも低下する。この流速差に伴う静圧の低下によるベンチュリー効果と、過給気の圧力損失、とくにアウトレットパイプ28入口での圧力損失とにより、アウトレットパイプ28内の過給気の静圧は低温側タンク26内の過給気の静圧より小さい。この圧力差により、リザーバ30内に溜まった凝縮水12(図2)は水吸い出しパイプ32を通してリザーバ30の底部からアウトレットパイプ28内に吸い出される。
はバッフルプレート44が設けらることが望ましい。バッフルプレート44は、リザーバ30から中仕切り板36上に凝縮水12が溢れた時に凝縮水12の低温側タンク26からアウトレットパイプ28への流れを遮るように配置されている。しかし、凝縮水12の低温側タンク26からアウトレットパイプ28への流れが完全にはせき止められないように、各バッフルプレート44には、中仕切り板36上の水が通過可能な開口46が1つ以上設けられている。開口46は、バッフルプレート44の全高にわたって開口したスリットであってもよいし、あるいはバッフルプレート44の高さ方向の一部にわたって開口した孔であってもよい。各バッフルプレート44は、開口46部位を除いて、低温側タンク26の対向側面間にわたって延びている。また、中仕切り板36上に凝縮水が溢れバッフルプレート44上端位置まで液溜まりが生じた時に、バッフルプレート44間の液溜まり量、最下流のバッフルプレート44より下流の液溜まり量、最上流のバッフルプレート44より上流の液溜まり量の何れもが、過給気流れにより仮に内燃機関に一気に持ち去られても内燃機関の不調を起こす量以下となるように、それぞれのバッフルプレート44の数、間隔、高さ(中仕切り板36からバッフルプレート44上端までの高さ)、配置が設定されている。
以上の第1実施例の構成は、本発明の全実施例(第1実施例−第5実施例)に適用できる。
図1−図4に示すように、水吸い出しパイプ32は、下端がリザーバ30の底部に開口し上下方向に延びる部分を有する上下方向部332と、一端が上下方向部332の上端に接続し横方向に延びて他端でアウトレットパイプ28内に開口する横方向部330を有している。上下方向部332が延びる上下方向は、鉛直方向であってもよいし、あるいは鉛直方向に対して傾いていてもよい。横方向部330が延びる横方向は、水平方向であってもよいし、あるいは水平方向に対して傾いていてもよい。図示例では、横方向部330は低温側タンク26から離れるにしたがって斜め上方に延びている。
図4、図6−図8に示すように、水吸い出しパイプ32は、横方向部330と上下方向部332の上部とからなる頭部と、上下方向部332の中間部および下部からなる脚部とに2分割されて形成された後、頭部の下端部を脚部の上端部に差し込んで組み立てられてもよい。
圧力損失が小さくなる。
以上の本発明の第1実施例の詳細構造は、第1実施例−第4実施例に適用できる。
図1、図2に示すように、水吸い出しパイプ32は、低温側タンク26に設けられた低温側タンク26内を上下に仕切る中仕切り板36を貫通している。水吸い出しパイプ32は
、中仕切り板36を貫通してリザーバ30内から上室38に延び、上室38でアウトレットパイプ28側に折れ曲がって、上室38内からアウトレットパイプ28内に突入し、アウトレットパイプ内で開口している。
従来においては、冷寒時走行中にインタークーラ20に氷結が生じ内燃機関停止時に溶けて低温側タンク26に溜まった凝縮水が、内燃機関始動時に吸気の流れで一気に大量に内燃機関に吸入され液圧縮やラフアイドル等の内燃機関の作動不調が生じるおそれがある。この凝縮水には、インタークーラ20に生じた氷結が内燃機関運転中に溶けて低温側タンク26に溜まり内燃機関に一気に大量に吸入される凝縮水を含んでもよい。
ング時にも絞り弁全開時にも適量の凝縮水の排出を行うことができる。以上の作用、効果は本発明の全実施例(第1実施例−第5実施例)に適用できる。
図2、図4の例では、水吸い出しパイプ32の横方向部330の外径が拡径されているので、横方向部330とアウトレットパイプ28との間に内燃機関のアイドリング時に適量の凝縮水の吸い出しを行う低圧を容易に形成できる。これによって、空気量が小さいアイドリング時における凝縮水の排出性能を確保することができる。
以上の図2、図4、図6−図9の例の作用、効果は本発明の第1実施例−第4実施例に適用できる。
パイプ28内に配置されているため、水吸い出しパイプ32を設けても低温側タンク26とアウトレットパイプ28の外形が水吸い出しパイプ32を設けなかった従来に比べて大きくなることはない。その結果、インタークーラ装置10はコンパクトであり、車両への搭載性に優れている。
以上の図2、図4の例の作用、効果は本発明の第2実施例および第4実施例にも適用できる。
本発明の第2実施例は、本発明の第1実施例に係る構成、作用、効果のうち、本発明の第2実施例にも適用できるとした構成、作用、効果に加えて、図10に示す以下の構成、作用、効果を有する。
本発明の第3実施例は、本発明の第1実施例に係る構成、作用、効果のうち、本発明の第3実施例にも適用できるとした構成、作用、効果に加えて、図11に示す、以下の構成、作用、効果を有する。
とを連結することができる。インタークーラ装置10の外形は大きくなるが、水吸い出しパイプ32の取り回しの自由度が上がる。
本発明の第4実施例は、本発明の第1実施例に係る構成、作用、効果のうち、本発明の第4実施例にも適用できるとした構成、作用、効果に加えて、図12、図13に示す、以下の構成、作用、効果を有する。
本発明の第5実施例は、本発明の第1実施例に係る構成、作用、効果のうち、本発明の第5実施例にも適用できるとした構成、作用、効果に加えて、図14に示す、以下の構成、作用、効果を有する。
12 凝縮水
20 インタークーラ
24 インタークーラコア(コア)
26 低温側タンク
28 アウトレットパイプ
28a 横断面積縮小部
28b 喉部
28c 横断面積拡大部
28d 孔
30 リザーバ(下室)
32 水吸い出しパイプ
32a、32b 連結パイプ
32c ホース
322 凝縮水排出通路
328 絞り部
330 横方向部
332 上下方向部
334 圧力損失低減形状部
336 圧力損失低減形状部
338 (凝縮水排出通路の)径徐変部
340 最大外径部
342 外径縮小部
344 肉盗み部
36 中仕切り板
38 上室
Claims (12)
- 低温側タンクおよび該低温側タンクから延びるアウトレットパイプを備え、
低温側タンクの下部に凝縮水を一時的に溜めるリザーバが設けられ、
該リザーバからアウトレットパイプ内に開口する位置まで延びる水吸い出しパイプが設けられており、該水吸い出しパイプによるリザーバ内の凝縮水の吸い出し量が内燃機関のアイドリング時に適量とされている過給式内燃機関のインタークーラ装置において、
水吸い出しパイプの凝縮水排出通路に、水吸い出しパイプによる凝縮水の吸い出し量が内燃機関の絞り弁全開時で過多となることを抑制する絞り部が設定されている過給式内燃機関のインタークーラ装置。 - 水吸い出しパイプは、リザーバの底部に開口し上下方向に延びる部分を有する上下方向部と、上下方向部の上端に接続し横方向に延びてアウトレットパイプ内で開口する横方向部を有しており、水吸い出しパイプの横方向部の外径は、上下方向部の外径より拡径され、横方向部の外面とアウトレットパイプ内面との間の過給気通路部分に内燃機関のアイドリング時に適量の凝縮水の吸い出しを行う圧力が形成される径に設定されている請求項1記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
- 水吸い出しパイプの横方向部の中心軸線がアウトレットパイプの中心軸線と同軸上に設置されている請求項2記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
- 水吸い出しパイプの上下方向部上部と横方向部の少なくとも一方の外形は、低温側タンクからアウトレットパイプに流入する過給気の流れの圧力損失を少なくする形状とされている請求項2または請求項3記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
- 水吸い出しパイプ内に形成された凝縮水排出通路の径は水吸い出しパイプの先端から絞り部側に向かって徐々に小さくされている請求項1−請求項4の何れか1項に記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
- 水吸い出しパイプの横方向部の外面には、横方向部の最大外径部から先端に向かって外径が徐々に小さくなる外径縮小部が設けられている請求項2−請求項5の何れか1項に記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
- 水吸い出しパイプの横方向部には、絞り部のまわりに、水吸い出しパイプの成形時におけるひけ防止用の肉盗み部が設けられている請求項2−請求項6の何れか1項に記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
- 低温側タンクには低温側タンク内を上下に仕切る中仕切り板が設けられており、水吸い出しパイプはリザーバ内から中仕切り板を貫通して上室に延び上室で折れ曲がって上室内からアウトレットパイプ内に突入しアウトレットパイプ内に開口している請求項1−請求項7の何れか1項に記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
- 水吸い出しパイプはいったん低温側タンク外に出てリザーバ内とアウトレットパイプ内とを連結している請求項1−請求項7の何れか1項に記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
- アウトレットパイプに、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に縮小された横断面積縮小部、横断面積が最も縮小された喉部、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に拡大された横断面積拡大部が、インテークガス流れ方向に順に設けられており、水吸い出しパイプのアウトレットパイプ内への開口端が前記アウトレットパイプ内で前記喉部に対
応する部位に位置している請求項1−請求項7の何れか1項に記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。 - インタークーラはインテークガスが下方向に流れるダウンフロータイプのコア、またはインテークガスが左右方向に流れるクロスフロータイプのコアを備え、
アウトレットパイプが低温側タンクの上下方向中間部または上端部に設けられ、
低温側タンク内でアウトレットパイプより下方に位置する領域がリザーバを構成しており、水吸い出しパイプがリザーバの底部からアウトレットパイプ内に開口する位置まで延びている請求項1−請求項7の何れか1項に記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。 - 水吸い出しパイプはいったん低温側タンク外に出てリザーバ内とアウトレットパイプ内とを連結しており、アウトレットパイプに、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に縮小された横断面積縮小部、横断面積が最も縮小された喉部、インテークガス流れ方向に横断面積が徐々に拡大された横断面積拡大部が、インテークガス流れ方向に順に設けられており、水吸い出しパイプのアウトレットパイプ内への開口端が前記喉部の壁表面に位置している請求項1記載の過給式内燃機関のインタークーラ装置。
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