内燃机的冷却装置制造方法及图纸

内燃机的冷却装置(1)具备：沸腾冷却系统(10)，其通过制冷剂在内燃机(11)中沸腾来冷却内燃机；兰金循环系统(20)，其具有过热器(50)、透平机(60)以及冷凝器(80)，其特征在于，兰金循环系统具备将从冷凝器排出的液相的制冷剂向透平机的轴部(62)供给的供给通路(110j)，作为冷凝器的被供给制冷剂的部位的制冷剂供给部(84)配置于在重力方向上比透平机的轴部高的位置。

Cooling device for internal combustion engine

Cooling device of internal combustion engine (1) includes a boiling cooling system (10), the refrigerant in the internal combustion engine (11) in boiling cooling internal combustion engine; Rankine cycle system (20), (50), which has a superheater turbine condenser (60) and (80), which is characterized in that the Rankine cycle system with the the condenser liquid refrigerant to the axis of the turbine (62) supply supply pathway (110j), as a refrigerant supply part of the condenser was part of the refrigerant supply (84) arranged in the direction of gravity than the turbine shaft high position.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及内燃机的冷却装置。
技术介绍
作为以往的内燃机的冷却装置，例如在专利文献1中公开有一种冷却装置，该冷却装置具备：沸腾冷却系统，其通过制冷剂在内燃机中沸腾来冷却内燃机；和兰金循环系统，其被供给从内燃机排出的制冷剂。另外，专利文献1所涉及的兰金循环系统具备：过热器，其使从内燃机排出的制冷剂过热；透平机，其被供给从过热器排出的制冷剂(过热蒸汽)；以及冷凝器(在专利文献1中称为凝汽器(復水器))，其使从透平机排出的制冷剂冷凝。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-223116号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题虽然在专利文献1中没有明确地公开，但在兰金循环系统中从过热器排出的过热蒸汽具体而言被向透平机的叶片供给。在该情况下，由于高温的过热蒸汽的热向叶片传递，叶片有可能变得高温。在透平机的叶片变得高温的情况下，由于该叶片的热的传递，透平机的轴部也有可能变得高温。在透平机的轴部变得高温的情况下，例如可旋转地支承(枢轴地支承、轴支承)透平机的轴部的轴承有可能由于热而损伤。因此，需要冷却透平机的轴部的技术。然而，例如在通过制冷剂泵向透平机的轴部供给制冷剂来冷却透平机的轴部的情况下，冷却装置的成本会上升。本专利技术的目的在于提供一种既能够抑制成本的上升又能够冷却透平机的轴部的内燃机的冷却装置。用于解决问题的技术方案本专利技术所涉及的内燃机的冷却装置具备：沸腾冷却系统，其通过制冷剂在内燃机中沸腾来冷却所述内燃机；和兰金循环系统，其具有使从所述内燃机排出的制冷剂过热的过热器、被供给从所述过热器排出的制冷剂的透平机、以及使从所述透平机排出的制冷剂冷凝的冷凝器，其特征在于，所述兰金循环系统具备将从所述冷凝器排出的液相的制冷剂向所述透平机的轴部供给的供给通路，作为所述冷凝器的被供给制冷剂的部位的制冷剂供给部，配置于在重力方向上比所述透平机的所述轴部高的位置。根据本专利技术所涉及的内燃机的冷却装置，能够利用重力使在冷凝器变成了液相的制冷剂经过供给通路向透平机的轴部供给。由此，能够冷却透平机的轴部。另外，因为不需要通过制冷剂泵将从冷凝器排出的液相的制冷剂向透平机的轴部供给，所以能够抑制成本的上升。在上述构成中，所述透平机的所述轴部可以由封入有润滑脂的轴承可旋转地支承。根据该构成，能够通过所封入的润滑脂来润滑轴承。由此，能够抑制轴承的卡住(焼き付き，咬死)。另外，与通过向透平机的轴承供给内燃机的润滑油来抑制轴承的卡住的情况相比，能够抑制成本的上升。在上述构成中可以具备将在所述透平机的所述轴部从液相变成了气相的制冷剂向所述制冷剂供给部供给的通路。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种既能够抑制成本的上升又能够冷却透平机的轴部的内燃机的冷却装置。附图说明图1是示出内燃机的冷却装置的整体构成的示意图。图2是将冷却装置的透平机附近放大后的示意图。图3是示出在内燃机启动后的冷却装置的透平机的轴部的冷却时的工作的一例的流程图。图4是示出在内燃机运转停止后的冷却装置的透平机的轴部的冷却时的工作的一例的流程图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。实施例对本专利技术的实施例所涉及的内燃机11的冷却装置1进行说明。图1是示出冷却装置1的整体构成的示意图。冷却装置1搭载于车辆。冷却装置1具备沸腾冷却系统10和兰金循环系统20。沸腾冷却系统10是通过制冷剂在内燃机11中沸腾来冷却内燃机11的系统。本实施例所涉及的沸腾冷却系统10具备：泵12、形成于内燃机11的汽缸体13的内部的水套15a以及形成于内燃机11的汽缸盖14的内部的水套15b。泵12将制冷剂朝向内燃机11压送。不特别地限定泵12的具体构成，可以使用由内燃机11的曲轴的动力驱动的机械式水泵，或者是由马达驱动的电动式水泵等各种水泵。在本实施例中，作为泵12的一例，使用机械式水泵。从泵12压送的液相的制冷剂依次流经内燃机11的水套15a以及水套15b，从内燃机11排出。制冷剂在流经水套15a以及水套15b时，接受内燃机11的热而沸腾。制冷剂在该沸腾时，将内燃机11的热吸收为潜热。这样，沸腾冷却系统10有效地冷却了内燃机11。此外，不特别地限定制冷剂的具体种类，在本实施例中，作为制冷剂的一例，使用包含乙二醇和水的制冷剂。具体而言，在本实施例中，使用LLC(longlifecoolant，长效冷却剂)来作为制冷剂。通过使制冷剂除水以外还包含乙二醇，与制冷剂仅包含水的情况相比，能够使制冷剂的凝固点降低，抑制制冷剂的冻结。兰金循环系统20具备：气液分离器30、蒸汽发生器40、过热器50、透平机60、冷凝器80、收集罐(catchtank)90、泵100以及供制冷剂经过的各种通路(通路110a～通路110k)。如图1所示，通路110a将内燃机11的制冷剂排出部与气液分离器30的制冷剂供给部连通。通路110b将气液分离器30的制冷剂排出部与蒸汽发生器40的制冷剂供给部连通。通路110c将蒸汽发生器40的制冷剂排出部与气液分离器30的制冷剂供给部连通。通路110d将气液分离器30的制冷剂排出部与过热器50的制冷剂供给部连通。图2是将冷却装置1的透平机60的附近放大后的示意图。参照图2，通路110e将过热器50的制冷剂排出部与透平机60的制冷剂供给部68a连通。通路110f将透平机60的制冷剂排出部69a与冷凝器80的入口罐81连通。参照图1，通路110g将冷凝器80的出口罐83a与收集罐90的制冷剂供给部连通。通路110h将收集罐90的制冷剂排出部与气液分离器30的制冷剂供给部连通。此外，泵100配置于通路110h。通路110i将气液分离器30的制冷剂排出部与泵12的制冷剂供给部连通。参照图2，通路110j将冷凝器80的出口罐83b与透平机60的制冷剂供给部68b连通。通路110k将透平机60的制冷剂排出部69b与冷凝器80的入口罐81连通。参照图1，从内燃机11的水套15b排出的制冷剂(气相)经过通路110a向气液分离器30供给。气液分离器30是将所供给的制冷剂分离成气相的制冷剂与液相的制冷剂的装置。储存于气液分离器30的液相的制冷剂的一部分经过通路110b向蒸汽发生器40供给。蒸汽发生器40是利用内燃机11的废热来加热所供给的制冷剂并使其变成蒸汽的装置。在本实施例中，作为该内燃机11的废热的一例，使用了内燃机11的排气通路的排气的热。具体而言，蒸汽发生器40配置于内燃机11的排气通路中在排气流动方向上比过热器50靠下游侧的部分。蒸汽发生器40利用经过该排气通路的排气的热来加热所供给的制冷剂并使其变成蒸汽。从蒸汽发生器40排出的制冷剂(蒸汽)经过通路110c向气液分离器30供给。存在于气液分离器30内的气相的制冷剂经过通路110d向过热器50供给。过热器50是利用内燃机11的废热使制冷剂过热而变成过热蒸汽的装置。在本实施例中，作为该内燃机11的废热的一例，使用了内燃机11的排气通路的排气的热。具体而言，过热器50配置于内燃机11的排气通路中比蒸汽发生器40靠上游侧的部分，利用经过该排气通路的排气的热使制冷剂过热而变成过热蒸汽。从过热器50排出的制冷剂(过热蒸汽)经过通路110e向透平机60供给。此外，在后面对透平机60的详细情况进行描述。从透平机60排出的制冷剂(气相)经过通路110f向冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的冷却装置，具备：沸腾冷却系统，其通过制冷剂在内燃机中沸腾来冷却所述内燃机；和兰金循环系统，其具有使从所述内燃机排出的制冷剂过热的过热器、被供给从所述过热器排出的制冷剂的透平机、以及使从所述透平机排出的制冷剂冷凝的冷凝器，其特征在于，所述兰金循环系统具备将从所述冷凝器排出的液相的制冷剂向所述透平机的轴部供给的供给通路，作为所述冷凝器的被供给制冷剂的部位的制冷剂供给部，配置于在重力方向上比所述透平机的所述轴部高的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.05 JP 2014-1592011.一种内燃机的冷却装置，具备：沸腾冷却系统，其通过制冷剂在内燃机中沸腾来冷却所述内燃机；和兰金循环系统，其具有使从所述内燃机排出的制冷剂过热的过热器、被供给从所述过热器排出的制冷剂的透平机、以及使从所述透平机排出的制冷剂冷凝的冷凝器，其特征在于，所述兰金循环系统具备将从所述冷凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林日出夫，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP