(57)【要約】【課題】  複雑な形状の蓄熱材充填空間や流体通路と、リッドとの間の密封性を高める。【解決手段】  蓄熱装置１０の密封方法は、筒状の蓄熱モジュール２０に、蓄熱材を充填する蓄熱材充填空間２１と、蓄熱材充填空間に伝熱板４１を介して隣接し流体を通す流体通路３１とを、筒の開放された端面５１まで延びるように形成し、その開放端面を平板状のリッド７０にて接着剤で密封する方法である。接着剤は磁性粒子を含む。この密封方法は、接着剤をリッドの一方の面７２に塗布する工程と、次にリッドのうち接着剤が塗布された面を蓄熱モジュールの開放端面に重ね合わせる工程と、次にリッドの他方の面７３に磁性体製治具１１０をセットする工程と、次に治具に磁力を作用させた状態で、接着剤を固化させることにより、開放端面とリッドとの間を密封しつつ接合する工程とからなる。【選択図】      図４
2006226636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の蓄熱モジュールに、蓄熱材を充填する蓄熱材充填空間と、この蓄熱材充填空間に伝熱板を介して隣接し流体を通す流体通路とを、筒の開放された端面まで延びるように形成し、その開放端面を平板状のリッドにて密封する蓄熱装置の密封方法において、
それぞれ非磁性材料からなる前記蓄熱モジュール及び前記リッドを準備する工程と、
次に、前記蓄熱モジュールの開放端面に前記リッドの一方の面を密封しつつ接合するときに、開放端面とリッドとの間を密封するシール材として、磁性を有する成分を含んだ接着剤・ろう等からなるシール材を用いるとともに、前記リッドの他方の面に前記蓄熱モジュールとほぼ同じ断面を有した磁性体製治具をセットする工程と、
次に、この磁性体製治具に磁力を印加することで、この磁力を前記磁性体製治具並びに前記リッドを介して前記シール材に作用させつつ、シール材を固化させる工程とを、
有したことを特徴とする蓄熱装置の密封方法。
【請求項２】
筒状の蓄熱モジュールに、蓄熱材を充填する蓄熱材充填空間と、この蓄熱材充填空間に伝熱板を介して隣接し流体を通す流体通路とを、筒の開放された端面まで延びるように形成し、その開放端面を平板状のリッドにて塞ぐことで、蓄熱材充填空間と流体通路とを互いに分離した空間とし、蓄熱材と流体との間で熱エネルギーを交換するようにした蓄熱装置において、
前記蓄熱モジュール及び前記リッドを非磁性材料にて構成し、
前記蓄熱モジュールの開放端面と前記リッドとの間を、磁性を有する成分を含んだ接着剤・ろう等からなるシール材にて密封しつつ接合するように構成し、
このシール材は、溶融状態であるときに磁力が磁性体製治具を介して印加されるものであり、
この磁性体製治具は、前記蓄熱モジュールとほぼ同じ断面を有するとともに、前記リッドのうち前記シール材と接しない面にセットするように構成し、
前記蓄熱モジュール及び前記リッドに対して前記磁性体製治具を位置決めするための、位置決め部を備えていることを特徴とした蓄熱装置の密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱材と熱交換流体との間で熱エネルギーの交換をする形式の蓄熱装置における、密封方法及び密封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄熱材に蓄えられた熱エネルギーを冷却水等の熱交換流体に付与することで、エネルギーの有効利用を図るようにした、蓄熱装置の開発が進められている。例えば、エンジンにおいては、駆動中に多くの廃熱を発生させる一方で、始動時には熱量を付与することで起動が円滑になることから、駆動中の廃熱を蓄熱して始動時のウォームアップに使用するように蓄熱装置が設けられたものがある。このような蓄熱装置としては各種知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、一般的な非接着物間の密封性を高めた技術についても、種々のものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−９７８９４公報
【特許文献２】特開昭６４−４３３１号公報
【０００３】
特許文献１に示す従来の蓄熱装置を、次の図６に基づいて説明する。
図６は従来の蓄熱装置の概要図である。図６に示すように、従来の蓄熱装置２００は、筒状の蓄熱モジュール２０１の開放された下端を下側リッド２０２で塞ぎ、蓄熱モジュール２０１の開放された上端を上側リッド２０３で塞いだものである。蓄熱モジュール２０１は、蓄熱材を充填する複数の蓄熱材充填空間２０４と、この蓄熱材充填空間２０４に隣接して流体Ｆｕｌを通す流体通路２０５とを備える。
【０００４】
蓄熱材充填空間２０４及び流体通路２０５は、蓄熱モジュール２０１の上下方向の中心線Ｌｍを基準とした渦巻き状空間であり、上下貫通している。これらの蓄熱材充填空間２０４の渦巻きの間に流体通路２０５の渦巻きが介在することになる。流体通路２０５の巻き始め端２０５ａは、蓄熱モジュール２０１の中心にある。流体通路２０５の巻き終わり端２０５ｂは、蓄熱モジュール２０１の外壁部２０６近傍にある。このような蓄熱モジュール２０１は、中心線Ｌｍに沿った断面形状が一様である。
【０００５】
上側リッド２０３は、巻き始め端２０５ａに連通する導入口２０７及び巻き終わり端２０５ｂに連通する導出口２０８を備える。
なお、２１１は蓄熱材充填空間２０４を形成する蓄熱材充填空間形成部、２１２は流体通路２０５を形成する流体通路形成部、２１３〜２１５は蓄熱材充填空間形成部２１１及び流体通路形成部２１２を形成するための壁部、２１６は断熱空間形成部、２１７・・・は補強リブである。
【０００６】
また、下側リッド２０２は、合わせ面２０２ａに合わせ凹部２１８を有する。合わせ凹部２１８は、蓄熱モジュール２０１の壁部２１３〜２１５及び補強リブ２１７・・・を隙間なく嵌合させて、接合する溝である。図示していないが、上側リッド２０３も同様の構成である。
【０００７】
導入口２０７から導入された流体Ｆｕｌは、流体通路２０５の中央部にある巻き始め端２０５ａに流れ、流体通路２０５内を渦巻きに沿って径外方に移動し、巻き終わり端２０５ｂを経て導出口２０８から外部に導出される。
このようにして、流体Ｆｕｌは流体通路２０５を通過しつつ、蓄熱材充填空間２０４内の蓄熱材と熱エネルギーの交換をすることになる。
【０００８】
ところで、蓄熱モジュール２０１は押出し成形品であるから、その下端並びに上端を、下側リッド２０２や上側リッド２０３で塞ぐ必要がある。しかし、蓄熱材充填空間２０４や流体通路２０５は渦巻き状である。このような渦巻きの上下端を、全て完全に密封することは容易でない。蓄熱材充填空間２０４や流体通路２０５とリッド２０２，２０３との間を確実に密封するには、改良の余地がある。
蓄熱材充填空間２０４や流体通路２０５とリッド２０２，２０３との間の密封性を高めるには、例えば、特許文献２に示す従来の技術を採用することが考えられる。
【０００９】
次に、一般的な非接着物間の密封性を高めた技術として、特許文献２に示す従来の技術を、次の図７に基づいて説明する。
図７（ａ）〜（ｃ）は従来の非接着物間の密封方法の概要図である。（ａ）は分解した一対の非接着物を示し、（ｂ）は一対の非接着物間に電磁接着剤を入れた状態を示す要部断面構成を示し、（ｃ）は一対の非接着物間の電磁接着剤が固化した状態を示す要部断面構成を示す。
【００１０】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、従来の非接着物間の密封方法は、それぞれ非磁性体からなる、フランジ３０１付き内箱３０２とフランジ３０３付き外箱３０４とを準備し、フランジ３０１，３０３同士を電磁接着剤３０５にて接合することにより、内箱３０２と外箱３０４との間の内部空間３０６を密封するというものである。
【００１１】
詳しく説明すると、図７（ｂ）に示すように、内箱３０２はフランジ３０１から外箱３０４のフランジ３０３へ向かって延びる環状の突起３０１ａを形成した部材である。外箱３０４はフランジ３０３の上面に環状の溝３０３ａを形成した部材である。電磁接着剤３０５は、熱可塑性樹脂に繊維状又は粉末状の強磁性体と発泡剤とを分散させた混合物である。
【００１２】
密封方法は、溝３０３ａに電磁接着剤３０５を充填し、次に溝３０３ａに突起３０１ａを嵌合し、次に電磁接着剤３０５に高周波電圧を印加することで強磁性体を誘導加熱し、この結果、電磁接着剤３０５を溶融させるとともに発泡剤を膨張させ、最後に電磁接着剤３０５を固化させるというものである。この結果、図７（ｃ）に示すように、溝３０３ａに電磁接着剤３０５が完全に充填された状態で固化されるので、内部空間３０６を密封することができる。
【００１３】
しかし、このような非接着物間の密封方法では、電磁接着剤３０５を充填して密封するための突起３０１ａ及び溝３０３ａを設ける必要があるので、比較的簡単な部分の密封に限定せざるを得ない。しかも、重力の影響を受けずに電磁接着剤３０５を溶融し且つ固化するには、電磁接着剤３０５を充填するための溝３０３ａを、図７（ｂ）に示すように上開放の構成にせざるを得ない。
【００１４】
ところが、図６に示す従来の蓄熱装置２００では、蓄熱モジュール２０１における蓄熱材充填空間２０４及び流体通路２０５が極めて複雑な形状である。従って、図６に示す従来の蓄熱装置２００に、図７に示す従来の非接着物間の密封方法の技術を、そのまま採用することはできず、更なる改良の余地がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、蓄熱装置において、複雑な形状をした蓄熱材充填空間や流体通路と、リッドとの間の、密封性を高めた技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に係る発明は、筒状の蓄熱モジュールに、蓄熱材を充填する蓄熱材充填空間と、この蓄熱材充填空間に伝熱板を介して隣接し流体を通す流体通路とを、筒の開放された端面まで延びるように形成し、その開放端面を平板状のリッドにて密封する蓄熱装置の密封方法において、
それぞれ非磁性材料からなる蓄熱モジュール及びリッドを準備する工程と、
次に、蓄熱モジュールの開放端面にリッドの一方の面を密封しつつ接合するときに、開放端面とリッドとの間を密封するシール材として、磁性を有する成分を含んだ接着剤・ろう等からなるシール材を用いるとともに、リッドの他方の面に蓄熱モジュールとほぼ同じ断面を有した磁性体製治具をセットする工程と、
次に、この磁性体製治具に磁力を印加することで、この磁力を磁性体製治具並びにリッドを介してシール材に作用させつつ、シール材を固化させる工程とを、
有したことを特徴とする蓄熱装置の密封方法である。
【００１７】
請求項２に係る発明は、筒状の蓄熱モジュールに、蓄熱材を充填する蓄熱材充填空間と、この蓄熱材充填空間に伝熱板を介して隣接し流体を通す流体通路とを、筒の開放された端面まで延びるように形成し、その開放端面を平板状のリッドにて塞ぐことで、蓄熱材充填空間と流体通路とを互いに分離した空間とし、蓄熱材と流体との間で熱エネルギーを交換するようにした蓄熱装置において、
蓄熱モジュール及びリッドを非磁性材料にて構成し、
蓄熱モジュールの開放端面とリッドとの間を、磁性を有する成分を含んだ接着剤・ろう等からなるシール材にて密封しつつ接合するように構成し、
このシール材が溶融状態であるときに、磁力が磁性体製治具を介してシール材に印加されるものであり、
この磁性体製治具が、蓄熱モジュールとほぼ同じ断面を有するとともに、リッドのうちシール材と接しない面にセットするように構成し、
蓄熱モジュール及びリッドに対して磁性体製治具を位置決めするための、位置決め部を備えていることを特徴とした蓄熱装置の密封構造である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明では、非磁性材料からなる蓄熱モジュールの開放端面に、非磁性材料からなるリッドの一方の面を、シール材にて密封しつつ接合するようにした密封方法であって、さらに、シール材として、磁性を有する成分を含んだ接着剤・ろう等からなる材料を採用したものである。
蓄熱モジュールにリッドを密封しつつ接合するときには、リッドの他方の面に、蓄熱モジュールとほぼ同じ断面形状の磁性体製治具をセットした後に、この治具に永久磁石等の磁力発生源で磁力を印加することになる。例えば、治具の一端面に永久磁石のＮ極又はＳ極の面を当てる。この結果、磁力は治具とリッドを通して、シール材のうち磁性を有する成分に作用する。
【００１９】
ところで、周知のことであるが、磁力線は、永久磁石のＮ極から出てＳ極に入る。永久磁石における一方の極に、磁性体の一端を接した場合、磁力線は磁性体の他端から永久磁石における他方の極へ向かう。このとき、磁力線は磁性体の他端から他方の極へ向かうべく、磁性体の他端から外方へ急激に開いたような特性を有することが、知られている。請求項１に係る発明では、この原理を応用したものである。
【００２０】
磁性体製治具の内部を透過した磁力線は、治具の末端から外方へ急激に開いたような特性になる。磁性を有した成分は、溶融状態のシール材の中に分散されているが、磁力を印加されることにより、磁力線に沿って整列しようとする。同時に、シール材には表面張力が働いている。この結果、シール材は蓄熱モジュールの開放端面（伝熱板の端面を含む）に対するリッドの合わせ面のコーナに集まる。
【００２１】
磁力線の特性（磁力の大きさを含む）を最適の条件に設定することで、コーナに集まるシール材の形状や大きさが最適になるように設定することができる。そのまま、治具に磁力を印加した状態を維持しながら、シール材を固化させるだけで、開放端面とリッドとの間を容易に且つ速やかに、効率良く密封しつつ接合することができる。
【００２２】
しかも、接合する部分にシール材を集めることができるので、（１）複雑な形状をした蓄熱材充填空間や流体通路と、リッドとの間の密封性を、十分に高めることができ、（２）開放端面とリッドとの間に若干の隙間があって、その部分を接合する場合や、リッドの下面に対して開放端面を接合する場合であっても、確実に密封しつつ接合することができる。
【００２３】
シール材を、例えば、磁性を有する成分を含んだ接着剤とした場合には、この接着剤をリッドの一方の面に塗布し、次にリッドのうち接着剤が塗布された面を蓄熱モジュールの開放端面に重ね合わせ、次にリッドの他方の面に磁性体製治具をセットし、次にこの治具に永久磁石等の磁力発生源にて磁力を作用させた状態で、接着剤を固化させることにより、開放端面とリッドとの間を密封しつつ接合することができる。
【００２４】
請求項２に係る発明では、非磁性材料からなる蓄熱モジュールの開放端面に、非磁性材料からなるリッドの一方の面を、シール材にて密封しつつ接合するようにした密封構造であって、さらに、シール材として、磁性を有する成分を含んだ接着剤・ろう等からなる材料を採用したものである。このようなシール材は、例えば、磁性を有する成分を含んだホットメルト接着剤からなる。
蓄熱モジュールにリッドを密封しつつ接合する場合において、シール材は、溶融状態であるときに磁力が磁性体製治具を介して印加されるようにした。蓄熱モジュール及びリッドに対して磁性体製治具を位置決めするための、位置決め部を備えているので、リッドのうちシール材と接しない面に治具を正確に位置決めして、セットすることができる。
【００２５】
蓄熱モジュールにリッドを密封しつつ接合するときには、リッドの他方の面に、蓄熱モジュールとほぼ同じ断面形状の磁性体製治具をセットした後に、この治具に永久磁石等で磁力を印加することになる。例えば、治具の一端面に永久磁石のＮ極又はＳ極を当てる。この結果、磁力は治具とリッドを通して、シール材のうち磁性を有する成分に作用する。
磁性体製治具の内部を透過した磁力線は、治具の末端から外方へ急激に開いたような特性になる。磁性を有した成分は、溶融状態のシール材の中に分散されているが、磁力を印加されることにより、磁力線に沿って整列しようとする。同時に、シール材には表面張力が働いている。この結果、シール材は蓄熱モジュールの開放端面（伝熱板の端面を含む）に対するリッドの合わせ面のコーナに集まる。
【００２６】
磁力線の特性（磁力の大きさを含む）を最適の条件に設定することで、コーナに集まるシール材の形状や大きさが最適になるように設定することができる。そのまま、治具に磁力を印加した状態を維持しながら、シール材を固化させるだけで、開放端面とリッドとの間を容易に且つ速やかに、効率良く密封しつつ接合することができる。
しかも、接合する部分にシール材を集めることができるので、（１）複雑な形状をした蓄熱材充填空間や流体通路と、リッドとの間の密封性を、十分に高めることができ、（２）開放端面とリッドとの間に若干の隙間があって、その部分を接合する場合や、リッドの下面に対して開放端面を接合する場合であっても、確実に密封しつつ接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る蓄熱装置の縦断面図、図２は本発明に係る蓄熱装置の分解図である。図１及び図２に示すように蓄熱装置１０は、概ね円筒状の蓄熱モジュール２０と、蓄熱モジュール２０の下面を塞ぐ下のリッド６０と、蓄熱モジュール２０の上面を塞ぐ上のリッド７０とからなる。
【００２８】
蓄熱モジュール２０は、蓄熱材Ｓｈを充填する複数の蓄熱材充填空間２１・・・と、流体Ｆｕを通す複数の流体通路３１・・・とを、一体に備える。
【００２９】
蓄熱材Ｓｈは、液体から固体に相変化を伴う材料（潜熱蓄熱材）であり、具体的にはパラフィン系のもの、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール等の糖アルコール系のもの、硝酸マグネシウム６水和物等の塩水和物等からなる。
流体Ｆｕは、蓄熱材Ｓｈと互いに熱交換し得る液体、すなわち熱交換流体（冷媒、熱媒）であって、例えばエンジン冷却用の冷却水である。流体Ｆｕには冷水や温水も含む。
【００３０】
図３は本発明に係る蓄熱モジュールの平面図である。
図１及び図３に示すように、複数（例えば６個）の蓄熱材充填空間２１・・・は、蓄熱モジュール２０の上下方向の中心ＣＬ（中心線ＣＬ）を基準とした、多重の渦巻き状空間であって、比較的幅広の上下貫通した孔である。
蓄熱材充填空間２１・・・の渦巻き始端は、蓄熱モジュール２０の中心ＣＬの周囲に等ピッチで配列している。蓄熱材充填空間２１・・・の渦巻き終端は、蓄熱モジュール２０の外周面の近傍に等ピッチで配列している。
【００３１】
図１及び図３に示すように、複数（例えば６個）の流体通路３１・・・は、蓄熱材充填空間２１・・・に隣接し、中心ＣＬを基準とした多重の渦巻き状空間であって、蓄熱材充填空間２１よりも幅狭の、上下貫通した孔である。
流体通路３１・・・の渦巻き始端３２・・・、すなわち内方端３２・・・は、蓄熱モジュール２０の中心ＣＬの周囲に等ピッチで配列している。流体通路３１・・・の渦巻き終端３３・・・、すなわち外方端３３・・・は、蓄熱モジュール２０の外周面の近傍に等ピッチで配列している。
【００３２】
ここで、便宜的に複数の流体通路３１・・・のうち、半分を往き通路３１ｇ・・・と言い換え、残り半分を戻り通路３１ｒ・・・と言い換える。往き通路３１ｇは、流体Ｆｕが内方端３２から外方端３３へ流れる通路である。戻り通路３１ｒは、流体Ｆｕが外方端３３から内方端３２へ流れる通路である。往き通路３１ｇの外方端３３と戻り通路３１ｒの外方端３３とは、互いに連通し合っている。
これら往き通路３１ｇ・・・と戻り通路３１ｒ・・・とは、交互に配列するとともに、各渦巻きが同列上に交互に巻かれるように配列することになる。
【００３３】
このように、それぞれ複数の蓄熱材充填空間２１・・・及び流体通路３１・・・は、蓄熱モジュール２０の中心ＣＬの周囲に、等ピッチで互いに１個ずつ交互に配列している。蓄熱材充填空間２１・・・及び流体通路３１・・・の渦巻き方向は、中心ＣＬを基準として全て左巻き（図３において、反時計回りの巻き）である。
【００３４】
蓄熱材充填空間２１・・・と流体通路３１・・・との間は、薄肉の伝熱板４１・・・（壁部４１・・・）によって仕切られることになる。伝熱板４１は、蓄熱材充填空間２１と流体通路３１との間で熱交換をする、伝熱板の役割を果たす。
【００３５】
以上の説明と図１及び図３に示すように、筒状の蓄熱モジュール２０は蓄熱材充填空間２１・・・、流体通路３１・・・及び伝熱板４１・・・を、筒の開放された上下の両端面５１，５１（開放端面５１，５１）まで延びるように形成したものである。伝熱板４１・・・の上下の端面４１ａ，４１ａは、蓄熱モジュール２０の開放端面５１，５１と同一面である。
さらに蓄熱モジュール２０は、図２及び図３に示すように、上下の開放端面５１，５１間に貫通した２個の位置決め孔５２，５２を有する。
【００３６】
次に、蓄熱装置１０における他の部材について説明する。
図１及び図２に示すように、下のリッド６０は、蓄熱モジュール２０に外周の輪郭を合わせた平板であり、複数の連通孔６１ｉ・・・，６１ｅ・・・を有する。連通孔６１ｉ・・・，６１ｅ・・・は、流体通路３１・・・の内方端３２・・・の位置に合わせて配列した、貫通孔である。
【００３７】
複数の連通孔６１ｉ・・・，６１ｅ・・・のうち、半分は流体通路３１・・・の入口の役割を果たし、残りの半分は流体通路３１・・・の出口の役割を果たす。以下、入口の役割を果たす連通孔６１ｉ・・・のことを「流体通路の入口６１ｉ・・・」と言い、出口の役割を果たす連通孔６１ｅ・・・のことを「流体通路の出口６１ｅ・・・」と言うことにする。複数の入口６１ｉ・・・と複数の出口６１ｅ・・・とは、交互に配列することになる。
【００３８】
図２に示すように、上のリッド７０は、蓄熱モジュール２０に外周の輪郭を合わせた平板であり、２個の貫通した位置決め孔７１，７１を有する。これらの位置決め孔７１，７１は、蓄熱モジュール２０の位置決め孔５２，５２に対して、位置及び径が合致する。
さらに上のリッド７０は、図１及び図２に示すように、複数の充填孔７４・・・を有する。複数の充填孔７４・・・は、蓄熱モジュール２０における蓄熱材充填空間２１・・・の位置に合わせて貫通した、貫通孔である。１個の充填孔７４から全ての蓄熱材充填空間２１・・・に液状の蓄熱材Ｓｈを充填した後に、各充填孔７４・・・をプラグ７５・・・で塞ぐことになる。
【００３９】
以上の説明から明らかなように、図１に示す蓄熱モジュール２０は断面が一様であるため、アルミニウム合金等の金属を押出し成形し、その成形品を一定の長さに切断することで、量産することができる。蓄熱モジュール２０は樹脂成形品としてもよい。リッド６０，７０は、アルミニウム合金等の金属品や樹脂成形品等からなる。このように、蓄熱モジュール２０及びリッド６０，７０は、非磁性材料からなる。
【００４０】
図１に示すように、蓄熱モジュール２０、リッド６０，７０の各合わせ面は、シール材としての接着剤１００により、互いに密封する（シールを施す）とともに、互いに一体的に接合したものである。
【００４１】
このように蓄熱装置１０は、蓄熱モジュール２０の開放端面５１，５１をリッド６０，７０にて塞ぐことで、蓄熱材充填空間２１・・・と流体通路３１・・・とを互いに分離した空間とし、さらに、蓄熱モジュール２０の開放端面５１，５１とリッド６０，７０との間を、接着剤１００で密封しつつ接合するように構成した構成である。
【００４２】
さらに蓄熱装置１０は、図１及び図２に示すように、蓄熱モジュール２０の下部（すなわち、下のリッド６０）に且つ蓄熱モジュール２０の中心ＣＬ上に、コネクタ８０を備える。コネクタ８０は、流体通路３１・・・の導入口８４ｂ及び導出口８５ａを一体的に集合したものであって、Ｔ字状管８１と仕切板８２と複数の連通管８３・・・とからなる。
【００４３】
Ｔ字状管８１は、上下に長い直管部８４と、直管部８４の長手中間部から横向きに延びる分岐部８５とを、一体に形成したＴ字状のジョイントである。
直管部８４における一方の開口８４ａは、下のリッド６０に接続するとともに、流体通路の出口６１ｅ・・・に連通するモジュール接続口（以下「モジュール接続口８４ａ」と言う。）である。直管部８４における他方の開口８４ｂは導入口（以下「導入口８４ｂ」と言う。）である。
分岐部８５は、直管部８４から枝分かれした小径のパイプであり、開口８５ａを導出口（以下「導出口８５ａ」と言う。）とした。
【００４４】
仕切板８２は、直管部８４の中に嵌合することで、直管部８４の長手途中を仕切る円盤である。直管部８４の中を仕切ることで、モジュール接続口８４ａ並びに導出口８５ａに対して導入口８４ｂを仕切ることができる。モジュール接続口８４ａに対して導出口８５ａは連通したままである。
この仕切板８２は、直管部８４の中で導入口８４ｂに連通する複数（例えば３個）の連通管８３・・・を備える。連通管８３・・・は、その一端部を導入口８４ｂに連通し、他端部をモジュール接続口８４ａよりも蓄熱モジュール２０側へ突出し、その突出端が各々の流体通路の入口６１ｉ・・・に嵌合することで、流体通路の入口６１ｉ・・・に対して導入口８４ｂを連通している。
【００４５】
図１に示すように、コネクタ８０は、導入口８４ｂ及び導出口８５ａを例えばエンジン９１の水冷ジャケットにホース９２，９３にて接続したものである。
【００４６】
次に、上記構成の蓄熱装置１０の作用について、図１及び図３に基づき説明する。
図１に示すように、エンジン９１を冷却した高温の流体Ｆｕは、ホース９２→導入口８４ｂ→連通管８３・・・→流体通路の入口６１ｉ・・・→往き側の内方端３２・・・→往き通路３１ｇ・・・（図３参照）→往き側の外方端３３・・・→戻り側の外方端３３・・・→戻り通路３１ｒ・・・（図３参照）→戻り側の内方端３２・・・→流体通路の出口６１ｅ・・・→モジュール接続口８４ａ→導出口８５ａ→ホース９３の経路を通り、エンジン９１の水冷ジャケットに戻る。
このようにして、複数の蓄熱材充填空間２１・・・に充填された蓄熱材Ｓｈと、流体通路３１・・・を流れる流体Ｆｕとの間で、熱交換をすることができる。
【００４７】
次に、蓄熱装置１０の密封構造について図４及び図５に基づき説明する。
図４は本発明に係る蓄熱装置の密封構造の分解図である。
図５（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る蓄熱装置の密封構造及び密封方法の説明図である。図５（ａ）は蓄熱モジュール２０と上のリッド７０とを分解した状態を示す。図５（ｂ）は蓄熱モジュール２０に被せた上のリッド７０と磁性体製治具１１０と永久磁石１２０とを分解した状態を示す。図５（ｃ）は蓄熱モジュール２０に上のリッド７０、磁性体製治具１１０及び永久磁石１２０をこの順に重ねた状態を示す。図５（ｄ）は蓄熱モジュール２０と上のリッド７０とを接着剤１００にて接着した状態を示す。
【００４８】
図５（ｃ）に示すように、蓄熱装置１０の密封構造は、接着剤１００が溶融状態であるときに、永久磁石１２０の磁力が磁性体製治具１１０を介して接着剤１００に印加するように構成したことを特徴とする。
図４及び図５（ｃ）に示すように、磁性体製治具１１０（以下、単に「治具１１０」と言う）は、蓄熱モジュール２０とほぼ同じ断面を有するとともに、上のリッド７０のうち接着剤１００と接しない面７３にセットする構成である。
【００４９】
ここで、上のリッド７０のうち、接着剤１００を塗布する一方の面７２のことを「シール面７２」と言い、接着剤１００を塗布しない他方の面７３のことを「治具当接面７３」と言うことにする。シール面７２は、蓄熱装置１０における上の開放端面５１を密封する面である。
【００５０】
詳しく説明すると、図４に示すように治具１１０は、蓄熱モジュール２０の断面形状と同じ断面形状（寸法も同じ）を呈する筒状の磁性体である。つまり、治具１１０は複数の疑似蓄熱材充填空間１１１・・・、複数の疑似流体通路１１２・・・、及び、これらの疑似蓄熱材充填空間１１１・・・と疑似流体通路１１２・・・との間を仕切る疑似伝熱板１１３・・・を、筒の開放された上下の両端面１１４，１１５まで延びるように、一体に形成した部材である。
【００５１】
治具１１０のうち、リッド７０の治具当接面７３に向かい合う面１１４のことを「リッド対向面１１４」と言い、永久磁石１２０に向かい合う面１１５のことを「磁石対向面１１５」と言う。治具１１０は、磁石対向面１１５にセットするように構成したものである。疑似蓄熱材充填空間１１１・・・は蓄熱材充填空間２１・・・に対応する。疑似流体通路１１２・・・は流体通路３１・・・に対応する。疑似伝熱板１１３・・・は伝熱板４１・・・に対応する。
【００５２】
さらに治具１１０は、２個の貫通した位置決め孔１１６，１１６を有する。位置決め孔１１６，１１６は、蓄熱モジュール２０の位置決め孔５２，５２に対して、位置及び径が合致する。
以上の説明から明らかなように、治具１１０は断面が一様であるため、磁性を有した金属を押出し成形し、その成形品を一定の長さに切断することで、製造することができる。
【００５３】
さらに、蓄熱装置１０の密封構造は、蓄熱モジュール２０及び上のリッド７０に対して治具１１０を位置決めするための、位置決め部１３０を備えたことを特徴とする。位置決め部１３０は、蓄熱モジュール２０の位置決め孔５２，５２と、上のリッド７０の位置決め孔７１，７１と、治具１１０の位置決め孔１１６，１１６と、２個の位置決めピン１３１，１３１とからなる。
【００５４】
位置決め孔５２，５２と位置決め孔７１，７１と位置決め孔１１６，１１６とに、２個の位置決めピン１３１，１３１を差し込むことにより、蓄熱モジュール２０に対する上のリッド７０及び治具１１０の位置（中心ＣＬ及び位相）を決めることができる。蓄熱モジュール２０に上のリッド７０を接着した後に、位置決めピン１３１，１３１を抜き取ればよい。
【００５５】
このように、蓄熱モジュール２０及び上のリッド７０に対して治具１１０を位置決めするための、位置決め部１３０を備えているので、蓄熱モジュール２０の開放端面５１及びリッド７０の治具当接面７３に、治具１１０を正確に位置決めして、セットすることができる。
この結果、治具１１０における疑似蓄熱材充填空間１１１・・・、疑似流体通路１１２・・・及び疑似伝熱板１１３・・・の位置を、蓄熱モジュール２０における蓄熱材充填空間２１・・・、流体通路３１・・・及び伝熱板４１・・・のそれぞれ対応する位置に、容易に且つ正確に合致させることができる。
【００５６】
永久磁石１２０は、治具１１０と同じ径の円盤状の部材であり、両端に磁極を有する。永久磁石１２０のうち、治具１１０の磁石対向面１１５に向かい合う面１２１のことを「治具対向面１２１」と言い、これとは反対側の面１２２のことを「非対向面１２２」と言う。例えば、治具対向面１２１側をＮ極とし、非対向面１２２側をＳ極とする。
【００５７】
図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、接着剤１００は、磁性を有する成分１０１・・・を含んだシール材であって、溶融状態であるときに磁力が治具１１０を介して印加されるものである。
接着剤１００の主成分は、例えばホットメルト接着剤である。ホットメルト接着剤は、溶融状態で被着材の面に塗布し、冷却することによって固化し、固体状態での接合を形成する熱可塑性接着剤である。磁性を有する成分１０１・・・は、例えば磁性体としての多数のマグネタイト、すなわち磁鉄鉱の粒子（以下「磁性粒子１０１・・・」と言う）からなる。これらの磁性粒子１０１・・・は、例えば微小な大きさの微粒子からなる。このように、接着剤１００は、多数の磁性粒子１０１・・・が概ね均一に含有している、複合材料である。
【００５８】
次に、蓄熱モジュール２０に上のリッド７０（以下、単に「リッド７０」と言う）を密封しつつ接合する密封方法について、図１、図２及び図５に基づき説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、蓄熱モジュール２０及びリッド７０を準備する（第１工程）。
次に、図５（ａ）に示すように、リッド７０のシール面７２に溶融状態の接着剤１００を塗布する（第２工程）。
【００５９】
次に、図５（ａ）に示すように、リッド７０のうち接着剤１００が塗布されたシール面７２を、蓄熱モジュール２０の開放端面５１に重ね合わせる（第３工程）。この結果を図５（ｂ）に示す。
次に、図５（ｂ）に示すように、リッド７０の治具当接面７３に治具１１０のリッド対向面１１４を重ねて、セットする（第４工程）。
【００６０】
次に、図５（ｂ）に示すように、治具１１０の磁石対向面１１５に永久磁石１２０の治具対向面１２１を重ねて、セットする（第５工程）。例えば、治具１１０の磁石対向面１１５に永久磁石１２０のＮ極を当てる。この結果、図５（ｃ）に示すように、治具１１０に永久磁石１２０で磁力を印加することができる。磁力は治具１１０とリッド７０を通して、接着剤１００のうち磁性粒子１０１・・・に作用する。
【００６１】
ところで、周知のことであるが、磁力線は、永久磁石のＮ極から出てＳ極に入る。永久磁石における一方の極に、磁性体の一端を接した場合、磁力線は磁性体の他端から永久磁石における他方の極へ向かう。このとき、磁力線は磁性体の他端から他方の極へ向かうべく、磁性体の他端から外方へ急激に開いたような特性を有することが、知られている。この原理を本実施の形態に応用したものである。
【００６２】
図５（ｃ）に示すように、治具１１０の内部を透過した磁力線Ｍｆ・・・は、治具１１０の末端、すなわちリッド対向面１１４から外方（図の左右方向）へ急激に開いたような特性になる。磁性粒子１０１・・・は、溶融状態の接着剤１００の中に分散されているが、磁力を印加されることにより、磁力線Ｍｆ・・・に沿って整列しようとする。同時に、接着剤１００には表面張力が働いている。この結果、接着剤１００は蓄熱モジュール２０の開放端面５１（伝熱板４１の端面４１ａを含む）に対するリッド７０の合わせ面（シール面７２）のコーナＣｎに集まる。この状態を図５（ｄ）に示す。
【００６３】
次に、図５（ｄ）に示すように、治具１１０に磁力を作用させた状態で、接着剤１００を冷却して固化させることにより、開放端面５１とリッド７０との間を密封しつつ接合する（第６工程）。
【００６４】
次に、図１及び図２に示すように蓄熱装置１０を密封した状態で、リッド７０における１個の充填孔７４から全ての蓄熱材充填空間２１・・・に液状の蓄熱材Ｓｈを充填した後に、各充填孔７４・・・をプラグ７５・・・で塞いで（第７工程）、作業を完了する。
【００６５】
このように、磁力線Ｍｆ・・・の特性（磁力の大きさを含む）を最適の条件に設定することで、コーナに集まる接着剤１００の形状や大きさが最適になるように設定することができる。そのまま、治具１１０に磁力を印加した状態を維持しながら、接着剤１００を固化させるだけで、開放端面５１とリッド７０との間を容易に且つ速やかに、効率良く密封しつつ接合することができる。
【００６６】
しかも、接合する部分に接着剤１００を集めることができるので、（１）複雑な形状をした蓄熱材充填空間２１・・・や流体通路３１・・・と、リッド７０との間の密封性を、十分に高めることができ、（２）開放端面５１とリッド７０との間に若干の隙間があって、その部分を接合する場合や、リッド７０の下面（シール面７２）に対して開放端面５１を接合する場合であっても、確実に密封しつつ接合することができる。
【００６７】
なお、本発明は実施の形態では、蓄熱装置１０を配置する向きは任意である。蓄熱装置１０の用途や他の装置とのレイアウト等に合わせて、上下左右自由である。蓄熱モジュール２０の数量は任意である。
【００６８】
また、シール材は、磁性を有する成分１０１・・・を含んだ材料であればよく、接着剤１００の他に、例えば磁性を有する成分１０１・・・を含んだ「ろう」であってもよい。非磁性の「ろう」の主成分は、例えばアルミニウム合金ろう材である。アルミニウム合金ろう材には、周知の材料を採用すればよい（例えば特開２００４−２０２５７９参照）。
シール材を「ろう」とした場合には、蓄熱モジュール２０及びリッド６０，７０の材料を、非磁性材料であるアルミニウム合金とすればよい。
この場合における、蓄熱装置１０の密封方法は、蓄熱モジュール２０の開放端面５１とリッド７０のシール面７２との間に「ろう」を介在させ、この「ろう」を加熱して溶融状態にし、この溶融状態で「ろう」に磁力を作用させつつ、「ろう」を冷却して固化させるという、手順になる。
【００６９】
また、磁力発生源は永久磁石１２０に限定されるものではなく、例えば電磁石であってもよい。
また、位置決め部１３０は、蓄熱モジュール２０及びリッド７０に対して磁性体製治具１１０を位置決め可能な構成であればよく、例えば、リッド７０の治具当接面７３に位置決め用の溝を形成し、治具１１０のリッド対向面１１４に位置決め用の凸部を形成し、これらの溝と凸部との嵌合によって、位置決めをする構成であってもよい。
【００７０】
また、本発明は実施の形態では、蓄熱モジュール２０と上のリッド７０の密閉、接合装置及び方法について説明したが、蓄熱モジュール２０と下のリッド６０の密閉、接合装置及び方法についても同様である。例えば、上下のリッド６０，７０を同時に密閉、接合することによって、蓄熱装置１０の量産性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の蓄熱装置１０は、蓄熱材Ｓｈと熱交換流体Ｆｕとの間で熱エネルギーの交換をする形式の装置であるから、エンジン９１の廃熱を回収するとともに、この回収された廃熱を利用してエンジン９１の始動時のウォームアップに使用する装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る蓄熱装置の縦断面図である。
【図２】本発明に係る蓄熱装置の分解図である。
【図３】本発明に係る蓄熱モジュールの平面図である。
【図４】本発明に係る蓄熱装置の密封構造の分解図である。
【図５】本発明に係る蓄熱装置の密封構造及び密封方法の説明図である。
【図６】従来の蓄熱装置の概要図である。
【図７】従来の非接着物間の密封方法の概要図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…蓄熱装置、２０…蓄熱モジュール、２１…蓄熱材充填空間、３１…流体通路、５１…蓄熱モジュールの開放端面、７０…リッド（上のリッド）、７２…リッドの一方の面（シール面）、７３…リッドの他方の面（治具当接面）、１００…シール材、１０１…磁性を有する成分（磁性粒子）、１１０…磁性体製治具、１２０…永久磁石、１３０…位置決め部、Ｆｕ…流体、Ｓｈ…蓄熱材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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