[发明专利]发动机用封闭蒸发式冷却系统

说明书

本发明涉及发动机用封闭蒸发式冷却系统，该系统包括一个冷凝器，该冷凝器是用来凝蒸汽的。蒸汽在发动机的水套中产生，并进入冷凝管，当蒸汽通过冷凝管时与大气进行热交换，这时蒸汽就凝结了。

众所周知，封闭蒸发式冷却系统在节省冷却水用量上较循环冷却系统要更为优越，这是由于蒸发过程中有潜热的作用。在封闭蒸发式冷却系统中，冷却水在水套中蒸发成为蒸汽，进入冷凝管并在其中凝结。

然而，前者在失水方面仍有缺陷，而且冷却效率也较低。

为了减少失水，一个横置式（卧式）发动机所用封闭蒸发式冷却系统的改进型在日本实用新型公报第44-28022号上刊登公开，该系统由一个安装在冷凝器一侧的副水箱、一个连通副水箱与冷凝器上箱的连接管，以及一个安装在副水箱上部的压力阀组成。这样的系统便可冷却并凝结来自冷凝器上箱、在连接管中的蒸汽，并将凝结的水在副水箱中保存。

上述改进后的系统可以基本解决冷却水损失的问题。然而，该系统却存在冷却水必须先输到副水箱中，因而当发动机长时间运转时，就会发生水套中冷却水不足的问题。而且由于连接两箱的连接管中蒸汽的凝结，引起冷凝器上箱内的压力下降，而使蒸汽在冷凝管中开始凝结的温度也下降。作为上箱内蒸汽的凝结温度和压力下降的结果。蒸汽在冷凝管内较高的位置就开始凝结，并且凝结的水从这些位置开始沿着管子内壁下流。只要凝结的水一开始沿冷凝管内壁下降，每根管中冷凝水的体积，由于其不断吸收沿冷凝管上升的蒸汽中的水珠而增大。这样，体积增大了的凝结水在较高的位置上便堵住了冷凝管的内通道。因此，管中的凝结水很容易被水套内有压力的蒸汽不断地输入冷凝器的上箱，并伴随着轻度的冲击性压力脉动。而且每根冷凝管上端与冷凝器下部用铜焊或锡焊连接的部分，由于通过其中蒸汽的加热和凝结水的冷却，反复不断地膨胀与收缩，其频率可高达。例如：每分钟三次，由于膨胀与收缩的变化，一个交变的热应力就作用在这铜焊或锡焊的部分上，而且就会由于铜焊或锡焊材料的疲劳产生裂纹。

因此，本发明的基本目的就是采用降低作用在每根冷凝管顶端与上箱下底板间铜焊或锡焊部分热应力的方法来延长冷凝器的寿命。

本发明的另一个目的是减少水套中冷却水由于长期使用造成的失水。

为上述目的，根据本发明，发动机用封闭蒸发式冷却系统，由下列部分组成：一个在发动机上壁有开口的水套;一个冷凝器，带有上箱、一块底板及冷凝管;一个围绕上述开口、为将上述底板安装到冷凝器上而制成的座套;一个为调节上述上箱内压而设置的调压阀。上述每根冷凝管的上端均穿过所述上箱的箱底壁并用铜或锡焊接于其上，其下端各自穿过底板并用铜或锡焊于其上。本发明中改进的部分为：一个为吸收上箱内压变化的减振管，该管一端与装在发动机水套上侧的冷凝器的上箱沟通，另一端则与调压阀相连。

减振管吸收了上箱内的压力变化，并将平均内压传递到调压阀上。该调压阀对上箱中任何较小的、冲击性的压力变化或内压脉冲均不作出反应。这样，存积在上箱的平均内压比已知系统所保持的内压要高。其结果就是蒸汽在较高的温度下和冷凝管中较低的位置上开始凝结，从而凝结水沿管壁下落之前从蒸汽中吸收的水滴也大大减少，不致于使凝结水的体积增大到阻塞冷凝管的内通道。因此，一方面，冷凝水难以进入上箱，冷凝管上端与上箱下底板用铜或锡焊接的部分不再受交变的热负荷，这样该接合部可免于由长时受热应力而产生断裂。而且，在另一方面，由于冷凝水不再阻塞冷凝管的内通道，冷凝后的水便可以平稳而又迅速地回到水套中，这样水套中冷却水的损失几乎可全部消除，以及由于水面下降引起冷却效率的下降也可在长时间内得以防止。

减振管要求尽可能做得又细又长，并且减振管在某中间部位上可设置一种限流装置，以获得较好的减振性能。

减振管最好用绝热非金属材料制成，以避免蒸汽在其中凝结。

根据在寒冷季节的观察：调压阀常常被其内冻成冰的冷凝水固定在关闭位置上。这样，冷凝器中的内压将上升，以至其由于其中不正常的压力而受损坏。因此，将调压阀置于外壳上，或安装在发动机的上壁上较为有利，这样即可将发动机产生的热量传至其上，以解其冻。

通过阅读对本发明的下列说明，便可更清楚更深入细致地了解它。说明中谈到有关的图纸其中相类似的零部件标有相同的号码，其中：

图1：为根据本发明优选应用实例的一个局部垂直剖面图。

图2：为按本发明，带有封闭蒸发式冷却系统的汽油发动机的垂直剖面图。

图3：为本发明的封闭蒸发式冷却系统的分解透视图。

图4：为与图1相似，按本发明所做的另一个优选应用实例的局部垂直剖面图。