(57)【要約】  【課題】  熱エネルギー貯蔵を伴う冷却剤システムと、該システムを稼働して熱エネルギーを貯蔵する方法を提供する。  【解決手段】  冷却剤システム（２０）は、エンジン（３２）から熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、エンジン（３２）と熱交換関係となる熱交換回路と、熱交換回路と流体連通する断熱タンク（３８）とを含む。該システム（２０）はまた、第１稼働状態において第１の量の冷却剤を断熱タンク（３８）に入れるために熱交換回路及び断熱タンク（３８）に冷却剤を通過させ、かつ、第２稼働状態において前記第１の量よりも多い第２の量の冷却剤を断熱タンク（３８）に入れるために熱交換回路から断熱タンク（３８）内へと追加の量の冷却剤を送り、かつ、第３稼働状態において断熱タンク（３８）から熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送るための制御手段及び関連導管弁類を含む。システム（２０）を稼働して熱エネルギーを貯蔵する方法も提供される。【選択図】      図１
2006029333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却剤システムであって、
エンジンから熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、エンジンと熱交換関係となることができる熱交換回路と、
熱交換回路と流体連通する断熱タンクと、
第１稼働状態において第１の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路及び断熱タンクに冷却剤を通過させ、かつ、第２稼働状態において前記第１の量よりも多い第２の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路から断熱タンク内へと追加の量の冷却剤を送り、かつ、第３稼働状態において断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送るための制御関連導管弁類とを備えた冷却剤システム。
【請求項２】
前記断熱タンクは第１口及び第２口を有し、
前記制御関連導管弁類は、第１口及び熱交換回路と流体連通する第１弁と、第２口及び熱交換回路と流体連通する第２弁と、熱交換回路及び第１弁と流体連通するポンプとを備え、
第１及び第２弁は、第１及び第２弁の両方が開放して、冷却剤が熱交換回路から断熱タンクを通過することを許容する第１稼働状態と、第１弁が開放しかつ第２弁が閉じて、冷却剤が断熱タンクに入るか又は断熱タンクを出ることを許容する第２稼働状態とを有し、
ポンプは、該ポンプが冷却剤を熱交換回路から断熱タンク内へと送る第１稼働状態と、該ポンプが冷却剤を断熱タンクから熱交換回路へと送る第２稼働状態とを有する請求項１に従う冷却剤システム。
【請求項３】
前記ポンプは可逆容積移送式ポンプからなる請求項２に従う冷却剤システム。
【請求項４】
冷却剤が、第１弁を通過することなく熱交換回路と断熱タンクとの間を通ることを許容するため、熱交換回路及び断熱タンクの第１口と流体連通する導管を更に備えた請求項３に従う冷却剤システム。
【請求項５】
前記導管を通る断熱タンクから熱交換回路への冷却剤の流れを制限するため、前記導管と流体連通する第３弁を更に備えた請求項４に従う冷却剤システム。
【請求項６】
前記第３弁は逆止弁からなる請求項５に従う冷却剤システム。
【請求項７】
前記断熱タンクと熱交換回路との間を通る冷却剤を受け入れるため、第１弁及びポンプと流体連通する冷却剤対空気熱交換器を更に備えた請求項２に従う冷却剤システム。
【請求項８】
前記熱交換回路は、ラジエータと、ラジエータと流体連通するエンジンジャケットと、ラジエータとエンジンジャケットとの間に冷却剤を通すためにラジエータ及びエンジンジャケットと流体連通する循環ポンプとを備える請求項２に従う冷却剤システム。
【請求項９】
前記断熱タンクは第１壁を有し、
前記制御関連導管弁類は第２壁であって、前記第１壁と該第２壁との間に、熱交換回路と流体連通する冷却剤リザーバを前記第１壁と共に形成する第２壁を含み、
第２壁は、冷却剤リザーバの容積を第１の量と第２の量との間で変えるため、第１壁に対して第１位置と第２位置との間を移動可能である請求項１に従う冷却剤システム。
【請求項１０】
前記第１壁はある空間を包囲し、前記第２壁は、該空間を分割して冷却剤リザーバと制御流体リザーバとを形成するように該空間内に配置され、冷却剤リザーバ及び制御流体リザーバは互いに流体的に絶縁される請求項９に従う冷却剤システム。
【請求項１１】
前記第２壁は可撓性膜からなる請求項１０に従う冷却剤システム。
【請求項１２】
前記制御関連導管弁類は、第１稼働状態において制御流体を制御流体リザーバ内へと送って第２壁を第１方向に移動させ、かつ、第２稼働状態において制御流体を制御流体リザーバ外へと送って第２壁を第１方向とは反対側の第２方向に移動させるため、制御流体リザーバと連通するポンプを更に備える請求項１０に従う冷却剤システム。
【請求項１３】
前記制御関連導管弁類は、制御流体リザーバ及び前記ポンプと流体連通する弁を更に備え、該弁は、該弁が開放して制御流体リザーバと前記ポンプとの間を流体が通ることを許容する第１稼働状態と、該弁が閉じて制御流体リザーバと前記ポンプとの間を流体が通ることを制限する第２稼働状態とを有する請求項１２に従う冷却剤システム。
【請求項１４】
冷却剤システムであって、
エンジンから熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、エンジンと熱交換関係となることができる熱交換回路と、
第１口及び第２口を有する断熱タンクと、
第１口及び熱交換回路と流体連通する第１弁と、
第２口及び熱交換回路と流体連通する第２弁と、
熱交換回路及び第１弁と流体連通するポンプとを備え、
第１及び第２弁は、第１及び第２弁の両方が開放して、冷却剤が熱交換回路から断熱タンクを通過することを許容する第１稼働状態と、第１弁が開放しかつ第２弁が閉じて、冷却剤が断熱タンクに入るか又は断熱タンクを出ることを許容する第２稼働状態とを有し、
ポンプは、該ポンプが冷却剤を熱交換回路から断熱タンク内へと送る第１稼働状態と、該ポンプが冷却剤を断熱タンクから熱交換回路へと送る第２稼働状態とを有する冷却剤システム。
【請求項１５】
冷却剤システムであって、
エンジンから熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、エンジンと熱交換関係となることができる熱交換回路と、
第１壁を有する断熱タンクと、
第２壁であって、前記第１壁と該第２壁との間に、熱交換回路と流体連通する冷却剤リザーバを前記第１壁と共に形成する第２壁とを備え、
第２壁は、冷却剤リザーバの容積を第１の量と第２の量との間で変えるため、第１壁に対して第１位置と第２位置との間を移動可能である冷却剤システム。
【請求項１６】
冷却剤システムを稼働して熱エネルギーを貯蔵する方法であって、
エンジンと、エンジンから熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、エンジンと熱交換関係となる熱交換回路と、断熱タンクとを設ける工程と、
第１稼働状態において第１の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路及び断熱タンクに冷却剤を通過させる工程と、
第２稼働状態において前記第１の量よりも多い第２の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路から断熱タンク内へと追加の量の冷却剤を送る工程と、
第３稼働状態において断熱タンク内の第２の量の冷却剤を保持する工程と、
第４稼働状態において断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送る工程とを含む方法。
【請求項１７】
前記熱交換回路から断熱タンク内へと追加の量の冷却剤を送る工程は、エンジンを非作動状態にする工程と、該エンジン非作動化後、ある時間待つ工程と、該時間が経過した後、第２稼働状態において前記第１の量よりも多い第２の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路から断熱タンク内へと追加の量の冷却剤を送る工程とを含む請求項１６に従う方法。
【請求項１８】
前記断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送る工程は、エンジン作動化信号があるか否かを決定する工程と、エンジン作動化信号がある場合、第４稼働状態において断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送る工程とを含む請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記断熱タンクを設ける工程は、断熱ダンクに離隔した第１及び第２壁を設ける工程を含み、第１及び第２壁は、該第１壁と該第２壁との間に、熱交換回路と流体連通する冷却剤リザーバを形成し、第２壁は、冷却剤リザーバの容積を変えるため、第１壁に対して移動可能であり、
前記熱交換回路から断熱タンク内へと追加の量の冷却剤を送る工程は、冷却剤を熱交換回路から冷却剤リザーバ内へと引き込むために第２壁を第１方向に移動させる工程を含み、
前記断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送る工程は、冷却剤を冷却剤リザーバから熱交換回路内へと排出するために第２壁を第１方向とは反対側の第２方向に移動させる工程を含む請求項１６に従う方法。
【請求項２０】
前記冷却剤を熱交換回路から冷却剤リザーバ内へと引き込むために第２壁を第１方向に移動させる工程は、エンジンを非作動状態にする工程と、該エンジン非作動化後、ある時間待つ工程と、該時間が経過した後、冷却剤を熱交換回路から冷却剤リザーバ内へと引き込むために第２壁を第１方向に移動させる工程とを含む請求項１９に従う方法。
【請求項２１】
前記冷却剤を冷却剤リザーバから熱交換回路内へと排出するために第２壁を第１方向とは反対側の第２方向に移動させる工程は、エンジン作動化信号があるか否かを決定する工程と、エンジン作動化信号がある場合、冷却剤を冷却剤リザーバから熱交換回路内へと排出するために第２壁を第１方向とは反対側の第２方向に移動させる工程とを含む請求項１９に従う方法。
【請求項２２】
冷却剤システムであって、
発熱構成要素から熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、発熱構成要素と熱交換関係となることができる熱交換回路と、
熱交換回路と流体連通する断熱タンクと、
第１稼働状態において第１の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路及び断熱タンクに冷却剤を通過させ、かつ、第２稼働状態において前記第１の量よりも多い第２の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路から断熱タンク内へと追加の量の冷却剤を送り、かつ、第３稼働状態において断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送るための制御関連導管弁類とを備えた冷却剤システム。
【請求項２３】
前記断熱タンクは第１及び第２口を有し、
前記制御関連導管弁類は、第１口及び熱交換回路と流体連通する第１弁と、第２口及び熱交換回路と流体連通する第２弁と、熱交換回路及び第１弁と流体連通するポンプとを備え、
第１及び第２弁は、第１及び第２弁の両方が開放して、冷却剤が熱交換回路から断熱タンクを通過することを許容する第１稼働状態と、第１弁が開放しかつ第２弁が閉じて、冷却剤が断熱タンクに入るか又は断熱タンクを出ることを許容する第２稼働状態とを有し、
ポンプは、該ポンプが冷却剤を熱交換回路から断熱タンク内へと送る第１稼働状態と、該ポンプが冷却剤を断熱タンクから熱交換回路へと送る第２稼働状態とを有する請求項２２に従う冷却剤システム。
【請求項２４】
前記ポンプは可逆容積移送式ポンプからなる請求項２３に従う冷却剤システム。
【請求項２５】
冷却剤が、第１弁を通過することなく熱交換回路と断熱タンクとの間を通ることを許容するため、熱交換回路及び断熱タンクの第１口と流体連通する導管を更に備えた請求項２４に従う冷却剤システム。
【請求項２６】
前記導管を通る断熱タンクから熱交換回路への冷却剤の流れを制限するため、前記導管と流体連通する第３弁を更に備えた請求項２５に従う冷却剤システム。
【請求項２７】
前記第３弁は逆止弁からなる請求項２６に従う冷却剤システム。
【請求項２８】
前記断熱タンクは第１壁を有し、
前記制御関連導管弁類は第２壁であって、前記第１壁と該第２壁との間に、熱交換回路と流体連通する冷却剤リザーバを前記第１壁と共に形成する第２壁を含み、
第２壁は、冷却剤リザーバの容積を第１の量と第２の量との間で変えるため、第１壁に対して第１位置と第２位置との間を移動可能である請求項２２に従う冷却剤システム。
【請求項２９】
前記第１壁はある空間を包囲し、前記第２壁は、該空間を分割して冷却剤リザーバと制御流体リザーバとを形成するように該空間内に配置され、冷却剤リザーバ及び制御流体リザーバは互いに流体的に絶縁される請求項２８に従う冷却剤システム。
【請求項３０】
前記第２壁は可撓性膜からなる請求項２９に従う冷却剤システム。
【請求項３１】
前記制御関連導管弁類は、第１稼働状態において制御流体を制御流体リザーバ内へと送って第２壁を第１方向に移動させ、かつ、第２稼働状態において制御流体を制御流体リザーバ外へと送って第２壁を第１方向とは反対側の第２方向に移動させるため、制御流体リザーバと連通するポンプを更に備える請求項２９に従う冷却剤システム。
【請求項３２】
前記制御関連導管弁類は、制御流体リザーバ及び前記ポンプと流体連通する弁を更に備え、該弁は、該弁が開放して制御流体リザーバと前記ポンプとの間を流体が通ることを許容する第１稼働状態と、該弁が閉じて制御流体リザーバと前記ポンプとの間を流体が通ることを制限する第２稼働状態とを有する請求項３１に従う冷却剤システム。
【請求項３３】
冷却剤システムであって、
発熱構成要素から熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、発熱構成要素と熱交換関係となることができる熱交換回路と、
第１口及び第２口を有する断熱タンクと、
第１口及び熱交換回路と流体連通する第１弁と、
第２口及び熱交換回路と流体連通する第２弁と、
熱交換回路及び第１弁と流体連通するポンプとを備え、
第１及び第２弁は、第１及び第２弁の両方が開放して、冷却剤が熱交換回路から断熱タンクを通過することを許容する第１稼働状態と、第１弁が開放しかつ第２弁が閉じて、冷却剤が断熱タンクに入るか又は断熱タンクを出ることを許容する第２稼働状態とを有し、
ポンプは、該ポンプが冷却剤を熱交換回路から断熱タンク内へと送る第１稼働状態と、該ポンプが冷却剤を断熱タンクから熱交換回路へと送る第２稼働状態とを有する冷却剤システム。
【請求項３４】
冷却剤システムであって、
発熱構成要素から熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、発熱構成要素と熱交換関係となることができる熱交換回路と、
第１壁を有する断熱タンクと、
第２壁であって、前記第１壁と該第２壁との間に、熱交換回路と流体連通する冷却剤リザーバを前記第１壁と共に形成する第２壁とを備え、
第２壁は、冷却剤リザーバの容積を第１の量と第２の量との間で変えるため、第１壁に対して第１位置と第２位置との間を移動可能である冷却剤システム。
【請求項３５】
冷却剤システムを稼働して熱エネルギーを貯蔵する方法であって、
発熱構成要素から熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤に移すため、発熱構成要素と熱交換関係となる熱交換回路と、断熱タンクとを設ける工程と、
第１稼働状態において第１の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路及び断熱タンクに冷却剤を通過させる工程と、
第２稼働状態において前記第１の量よりも多い第２の量の冷却剤を断熱タンクに入れるために熱交換回路から断熱タンク内へと追加の量の冷却剤を送る工程と、
第３稼働状態において断熱タンク内の第２の量の冷却剤を保持する工程と、
第４稼働状態において断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送る工程とを含む方法。
【請求項３６】
前記断熱タンクを設ける工程は、断熱ダンクに離隔した第１及び第２壁を設ける工程を含み、第１及び第２壁は、該第１壁と該第２壁との間に、熱交換回路と流体連通する冷却剤リザーバを形成し、第２壁は、冷却剤リザーバの容積を変えるため、第１壁に対して移動可能であり、
前記熱交換回路から断熱タンク内へと追加の量の冷却剤を送る工程は、冷却剤を熱交換回路から冷却剤リザーバ内へと引き込むために第２壁を第１方向に移動させる工程を含み、
前記断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送る工程は、冷却剤を冷却剤リザーバから熱交換回路内へと排出するために第２壁を第１方向とは反対側の第２方向に移動させる工程を含む請求項３５に従う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギー貯蔵を伴う冷却剤システム、及び、熱エネルギーを貯蔵するために該システムを稼働する方法に関し、特に、顕熱バッテリーを備えている冷却剤システム、及び、該顕熱バッテリーに熱エネルギーを貯蔵するために該冷却剤システムを稼働する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱エネルギー貯蔵装置については、多くの用途を見出すことができる。例えば、それらの装置は、特に燃料電池を含むハイブリッド車等の車両における燃料電池の冷却剤を予熱して燃料電池スタックを加熱すること、急速エンジン・ウォームアップのために車両のエンジンを予熱すること、急速トランスミッション・ウォームアップのためにトランスミッションを予熱すること、及び／又は、車両エンジンからの熱が充分でない状況下で車両の客室を加熱することのために使用することができる。
【０００３】
内燃エンジンを備えている車両の客室を加熱する一つ方法は、冷却剤システム（冷却剤系）によってエンジンから運び去られるいくらかの熱エネルギーを転送することである。通常、冷却剤は、エンジンとラジエータとの間を循環し、エンジンから熱エネルギーを吸収して、該熱エネルギーをラジエータを介して周囲環境に棄てる。客室を加熱するため、エンジンからの冷却剤の一部が二次熱交換器へと方向を変えられ、該交換器において、該冷却剤はその熱エネルギーを空気流へと放出し、該空気流が次いで客室内へと向けられる。
【０００４】
しかしながら、冷却剤システムにおける熱エネルギーの供給は、しばしば、より温かい客室温度に対する要求に立ち遅れる。特に、寒中でエンジンが停止する場合、冷却剤システムによって運ばれる熱エネルギーはすぐに周囲環境中に放散してしまう。その後、エンジンが再始動され加熱器が作動されても、二次熱交換器を通過する空気流を充分に加熱する程には冷却剤が充分高温ではないため、実際、冷気が客室内へと排出されるであろう。ほとんどの人は、これを不快で望ましくないものであると分かっている。
【０００５】
この供給と需要の問題を低減するため、冷却剤システムに熱バッテリーを装備することが技術的に知られている。熱バッテリーは、エンジンの作動中に生じた熱エネルギーを後の解放のために貯蔵する再充電可能な装置である。従来から、熱バッテリーは、標準的冷却剤システムに対する増設機器として含まれている。標準的冷却剤システムは、上述したように、ラジエータと、二次熱交換器と、循環ポンプと、サージタンクと、これらラジエータ、二次熱交換器、循環ポンプ及びサージタンクを接続する一連の導管とを含む。
【０００６】
熱バッテリーの一般的に使用されている一つのタイプは顕熱バッテリーである。慣用の顕熱バッテリーは、外側容器内に内側容器を配置し、これら内外容器間に空間を形成すると共に、該空間に断熱材を充填することによって構成される。エンジンが稼働している間、循環ポンプは、冷却剤を冷却剤システムと熱バッテリーの内側容器とに強制的に通す。エンジンが停止すると、循環ポンプの作動が止められ、バッテリーの内側容器内に収容された冷却剤が該内側容器内に保たれ、上記断熱材が、この冷却剤によって保持された熱エネルギーが周囲環境に素早く排出されることを防止する。その後に始動するや否や、循環ポンプは、バッテリー内の冷却剤を該バッテリー外に押しやり、冷却剤システムの残りの部分に通す。米国特許第５，５５８，０５５号及び第５，７６５，５１１号参照。
【０００７】
しかしながら、従来の冷却剤システムに顕熱バッテリーを付加することには欠点がある。冷却剤は、顕熱の形態の限られた量の熱エネルギーを保持し得るだけなので、従来の顕熱バッテリーは非常に大型である。冷却剤システムに追加の熱バッテリーを適合させるためには、他の付属品の除去もしくは再パッケージを必要とするか、又は、エンジン区画室の寸法を拡大する必要があるであろう。更には、（冷却剤システムを満たすために必要な冷却剤を超える）熱バッテリーを満たすために必要な追加の冷却剤の重量は、燃料経済性としての重量依存性能を低下させ得る。更にまた、熱バッテリーは、据え付け及び保守に費用がかかり得る。
【０００８】
あるいは、エンジンの停止時だけ、冷却剤の一部を冷却剤システムから熱バッテリーへと方向転換することが技術的に知られている。該方向転換された冷却剤は、熱エネルギーの喪失を制限するため、熱バッテリーに保たれる。始動前に、該冷却剤は冷却剤システムに戻される。米国特許第５，２９９，６３０号参照。
【特許文献１】米国特許第５，２９９，６３０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，５５８，０５５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７６５，５１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、熱バッテリーにおける冷却剤が冷却剤システムへとポンプで戻される際に問題が生じ得ると考えられる。冷却剤がエンジンジャケット内の空気を押しやって移動させる際、冷却剤のいくらかは、出て行く空気流に同伴するようになるであろう。この冷却剤は、通気管を介して熱バッテリーに戻り、ポンプが作動停止された後も該バッテリーに留まる。従って、この熱バッテリーにより、冷却剤システムに使用するめに回収することができないいくらかの冷却剤が常に存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、冷却システムは、エンジン等の発熱構成要素から熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤へと移すために発熱構成要素と熱交換関係となる能力がある熱交換回路と、熱交換回路と流体連通する断熱タンクとを含む。本システムはまた、第１稼働状態においてタンクを第１の量の冷却剤で満たすために冷却剤を熱交換回路及び断熱タンクに通過させ、かつ、第２稼働状態において第１の量よりも多い第２の量の冷却剤で断熱タンクを満たすために熱交換回路から断熱タンク内に追加の量の冷却剤を送り、かつ、第３稼働状態において断熱タンクから熱交換回路へと前記追加の量の冷却剤を送るための制御関連導管弁類（制御手段と該制御手段に関連する導管類及び弁類（a control and associated conduits and valves））を含む。
【００１１】
断熱タンクは、第１口及び第２口を有し得、また、上記制御関連導管弁類は、第１口及び熱交換回路と流体連通する第１弁と、第２口及び熱交換回路と流体連通する第２弁とを含み得る。第１弁及び第２弁は、該両弁が開放して冷却剤が熱交換回路からタンクを通過することを許容する第１稼働状態と、第１弁が開放しかつ第２弁が閉じて、冷却剤がタンクに入るか又はタンクから出ることを許容する第２稼働状態とを有する。ポンプは、熱交換回路及び第１弁と流体連通状態に配置され、また、該ポンプが冷却剤を熱交換回路からタンク内へと送る第１稼働状態と、該ポンプが冷却剤をタンクから熱交換回路へと送る第２稼働状態とを有する。ポンプは、可逆（正逆回転可能）の容積移送式ポンプであり得る。
【００１２】
本システムは、冷却剤が第１弁を通ることなく熱交換回路とタンクとの間を通ることを許容するため、熱交換回路及びタンクの第１口と流体連通する導管を含み得る。第３弁は、上記導管と流体連通状態で配置され得、該導管を通るタンクから熱交換回路への冷却剤の流れを制限する。第３弁は逆止弁であり得る。
【００１３】
冷却剤対空気熱交換器が、タンクと熱交換回路との間を通る冷却剤を受け入れるため、第１弁及びポンプと流体連通状態で配置され得る。
【００１４】
熱交換回路は、ラジエータと、ラジエータと流体連通するエンジンジャケットと、冷却剤をラジエータとエンジンジャケットとの間に通すため、ラジエータ及びエンジンジャケットと流体連通する循環ポンプとを含み得る。
【００１５】
断熱タンクは第１壁を有し得、また、上記制御関連導管弁類は第２壁を含み得る。第２壁は、第１壁と共に冷却剤リザーバを第１壁と第２壁間に形成し、冷却剤リザーバは熱交換回路と流体連通する。第２壁は、冷却剤リザーバの容積を第１容積と第２容積との間で変えるため、第１壁に対して第１位置と第２位置との間を移動可能である。第２壁は可撓性膜であり得る。
【００１６】
第１壁は、ある空間を取り囲み得る。また、第２壁は、該空間を分割して冷却剤リザーバと制御流体リザーバとを形成するように該空間内に配置され得る。冷却剤リザーバ及び制御流体リザーバは、互いに流体的に隔絶（絶縁）される。ポンプは、制御流体リザーバと流体連通状態で配置され得る。これにより、ポンプは、第１稼働状態において制御流体リザーバ内に制御流体を送り、第２壁を第１方向に移動させ、また、第２稼働状態において制御流体リザーバ外へと制御流体を出し、第２壁を第１方向とは反対の第２方向へと移動させる。上記制御関連導管弁類はまた、制御流体リザーバ及びポンプと流体連通する弁を含み得る。この弁は、該弁が開放して、流体が制御流体リザーバとポンプとの間を通ることを許容する第１稼働状態と、該弁が閉じて、流体が制御流体リザーバとポンプとの間を通ることを制限する第２稼働状態とを有する。
【００１７】
本発明の更に別の側面によれば、冷却剤システムを稼働して熱エネルギーを貯蔵する方法は、エンジン等の発熱構成要素と、発熱構成要素から熱エネルギーを取り去り、該熱エネルギーを冷却剤へと移すため、発熱構成要素と熱交換関係となる熱交換回路と、断熱タンクとを設ける（準備する）工程を含む。冷却剤は、第１稼働状態において第１の量の冷却剤でタンクを満たすように熱交換回路及び断熱タンクを通過する。第２稼働状態において第１の量よりも多い第２の量の冷却剤で断熱タンクを満たすように、追加の量の冷却剤が熱交換回路から断熱タンク内へと送られる。第３稼働状態において第２の量の冷却剤は断熱タンク内に保持される。追加の量の冷却剤は、第４稼働状態において断熱タンクから熱交換回路へと送られる。
【００１８】
追加の量の冷却剤を熱交換回路から断熱タンクへと送る工程は、エンジンを非作動化（停止）する工程と、該非作動化工程後、ある時間間隔待つ工程と、該時間間隔が経過した後、第２稼働状態において第１の量よりも多い第２の量の冷却剤で断熱タンクを満たすように、追加の量の冷却剤を熱交換回路から断熱タンク内へと送る工程とを含み得る。追加の量の冷却剤を断熱タンクから熱交換回路へと送る工程は、エンジン作動化（始動）信号（合図）が存在するかどうかを決定（確認）する工程と、エンジン作動化信号が存在している場合、第４稼働状態において追加の量の冷却剤を断熱タンクから熱交換回路へと送る工程とを含み得る。
【００１９】
断熱タンクを設ける工程は、離隔した第１壁及び第２壁を断熱タンクに設ける工程を含み得る。第１及び第２壁は、これらの間に、熱交換回路と流体連通する冷却剤リザーバを規定する。第２壁は、冷却剤リザーバの容積を変えるように第１壁に対して移動可能である。追加の量の冷却剤を熱交換回路から断熱タンク内へと送る工程は、冷却剤を熱交換回路から冷却剤リザーバ内へと引き込むために第２壁を第１方向に移動させる工程を含み得る。更に、追加の量の冷却剤を断熱タンクから熱交換回路へと送る工程は、冷却剤を冷却剤リザーバから熱交換回路内へと排出させるため、第２壁を第１方向とは反対の第２方向へと移動させる工程を含み得る。
【００２０】
冷却剤を熱交換回路から冷却剤リザーバ内へと引き込むために第２壁を第１方向に移動させる工程は、エンジンを非作動化する工程と、該非作動化工程後にある時間間隔待つ工程と、該時間間隔が経過した後、冷却剤を熱交換回路から冷却剤リザーバ内へと引き込むために第２壁を第１方向に移動させる工程とを含み得る。冷却剤を冷却剤リザーバから熱交換回路内へと排出させるために第２壁を第１方向とは反対の第２方向に移動させる工程は、エンジン作動化信号が存在するかどうかを決定する工程と、エンジン作動化信号が存在する場合、冷却剤を冷却剤リザーバから熱交換回路内へと排出させるために第２壁を第１方向とは反対の第２方向に移動させる工程とを含み得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１〜４は、本発明に従う熱エネルギー貯蔵を伴う冷却剤システムの一実施形態を示し、図５〜７は本発明の別の実施形態を示す。両システムにおいて、冷却剤は、エンジンが作動していない期間中、断熱タンク内に貯蔵するために冷却剤システム（冷却剤系）から移動させられ、また、エンジンの再作動前に冷却剤システムに戻される。加えて、両システムには、貯蔵した冷却剤の冷却剤システムへの戻りを最大にする方法及び機構が設けられる。更に、両システムにおいては、タンク内の冷却剤を連続的に加温するため、エンジン稼働中、加熱された冷却剤を貯蔵タンクに通過させるための機構及び方法が設けられる。
【００２２】
特に、本発明の第１実施形態に従い、冷却剤システム２０が図１に示される。冷却剤システム２０は、エンジン冷却剤ジャケット２２と、ラジエータ２４と、循環ポンプ２６と、既知の形式で、冷却剤を、ラジエータ２４を避けてポンプ２６の入口側へと迂回させることによって冷却剤の温度を制御するサーモスタット２７とを含む。冷却剤システム２０はまた、電動可逆ポンプ２８（例えば、ギアポンプもしくはベーンポンプ）と、二次（冷却剤対空気）熱交換器３０とを含む。
【００２３】
通常稼働状況（図１）下において、ジャケット２２内の冷却剤は、ジャケット２２と熱交換関係にあるエンジン３２の形態で示す発熱構成要素から熱エネルギーを吸収する。循環ポンプ２６は、ジャケット２２とラジエータ２４との間に冷却剤を強制的に循環させる（図１）。ラジエータ２４において、冷却剤は、熱い該冷却剤の熱エネルギーを周囲環境へと放出（廃棄）させる。
【００２４】
可逆ポンプ２８を作動させることにより、ジャケット２２とラジエータ２４間を循環する冷却剤の一部が、二次熱交換器３０へと進路を変えられ得る（図２）。二次熱交換器３０において、冷却剤は、熱エネルギーを放出して、二次熱交換器３０を通過する空気流３４（図２）を加温する。空気流３４は、温度を上げるために客室３６内へと誘導され得る。
【００２５】
冷却剤システム２０はまたタンク３８を含み、タンク３８は、該タンクの内側容器と外側容器との間に真空を発生させることによって断熱され得る。上述した稼働状況下において、冷却剤は、可逆ポンプ２８及び二次熱交換器３０を経由するか、又は、ポンプ２６の高圧側に接続するばね調整式逆止弁４２を経由して（また、容積移送式ポンプ２８の隔離（分離）効果（isolating effect）によってもたらされるより低い下流圧力により）、タンク３８の第１口に入る。第１電磁弁４４は、可逆ポンプ２８及び二次熱交換器３０を通ってタンク３８に入る冷却剤の流れを制限する。同様に、第２電磁弁４６は、ラジエータ２４に接続する第２口４８からタンク３８を出る冷却剤を制限する。
【００２６】
タンク３８は、冷却剤システム２０に二つの機能を提供する。一つには、タンク３８は、慣用のサージタンクの機能を提供し、すなわち、補給冷却剤のための貯蔵入れ物としての役割を果たし、また、慣用の圧力及び真空逃し弁を含み得る。第二には、タンク３８は、冷却剤システム２０のための熱エネルギー貯蔵装置（すなわち熱バッテリー）の機能を提供する。
【００２７】
特に、タンク３８が熱エネルギー貯蔵装置として使用され得るようにシステム２０を作動させる制御部（制御装置／コントローラ）５０が設けられる。制御部５０は、入力５２を介してエンジン活動を監視すると共に、出力５４、５６、５８、６０を介してポンプ２６、２８及び電磁弁４４、４６の動作を制御する。エンジン３２が停止したことを検出するや否や、制御部５０は弁４６を閉じ、ポンプ２６、２８を作動させ、充分な量の冷却剤を冷却剤システム２０の残りの部分（the remainder of the coolant system ２０）外へとポンプ移送して、タンク３８を実質上満たさせる。タンク３８が満たされた後、制御部５０はポンプ２６、２８を停止し、弁４４を閉じる。閉じた電磁弁４４、４６により、冷却剤はタンク３８内に保持される。始動前又は始動中に、制御部５０は、タンク３８内へとポンプ送りされる前に冷却剤を引き込み、弁４４を通じて冷却剤システム２０へと戻すため、弁４４を開け、ポンプ２６及び２８を作動させる。
【００２８】
タンク３８が冷却剤システム２０のためのサージタンク機能及び熱エネルギー貯蔵機能の両方を提供するので、二つの容器を設けて両方の機能それぞれを別々に実行する必要はない。加えて、タンク３８は、通常の循環量に冷却剤が追加されることを要求するのではなく、ジャケット２２とラジエータ２４との間を通常は循環している冷却剤の総量から取り出したある量の冷却剤を用いることにより、熱エネルギー貯蔵機能を実現する。更に、冷却剤システム２０の通常稼働中、冷却剤はサージタンク３８を通って循環するので（図１及び２）、サージタンク３８に一時的に収容された冷却剤量は、今後の使用の可能性に備えて温かく保たれる。更に、エンジンが作動していない期間中にタンク３８に保持された冷却剤の全部は、その後の始動時において冷却剤システム２０での循環のために利用することができ、サージタンク／熱バッテリー３８において「喪失」される冷却剤は全く無い。すなわち、冷却剤システム２０における循環のために利用できない冷却剤は全く無い。
【００２９】
冷却剤システム２０の構成及び動作は、まず図１を参照して、ここでより詳しく記述する。図１は、本明細書中においてスタンドバイ状態と呼ばれるシステム２０の第１稼働状態を示す。この状態において、エンジン３２は稼働中（オン）であるが、制御部５０は、客室３６の温度を上げる要求を何ら受信していないので、冷却剤が二次熱交換器３０を通過することを防ぐため、弁４４を閉じてポンプ２８を停止している。この時、弁４６は開放している。
【００３０】
上記スタンドバイ状態において、ポンプ２６を出る冷却剤の大部分は、導管６２を通ってジャケット２２内へと入り、ジャケット２２内において冷却剤はエンジン３２から熱エネルギーを吸収する。冷却剤は、次いで、ジャケット２２をラジエータ２４に接続する導管６４を通過する。冷却剤がラジエータ２４を通過する際、冷却剤は、エンジン３２から吸収した熱エネルギーを、ラジエータ２４を通過する空気流（図示せず）へと排出する。冷却剤は、その後、導管６６を通ってポンプ２６へと戻る。ジャケット２２、ラジエータ２４、ポンプ２６及び導管６２、６４、６６を通る冷却剤の通路は矢印６８で示される。
【００３１】
しかしながら、冷却剤のすべてがジャケット２２、ラジエータ２４及びポンプ２６間の通路を辿るわけではない。いくらかの冷却剤は、導管７０と、弁４２と、弁４２、弁４４及びタンク３８を相互接続するＴ字型接続部７２とを介して導管６２からタンク３８内へと送られる。冷却剤は、弁４６及び導管７４、７６を介してラジエータ２４へと戻る。この冷却剤のための別の通路は矢印７８で示される。
【００３２】
加えて、ジャケット２２をタンク３８に接続する通気管７９が設けられ、該管７９を通って、空気がジャケット２２からタンク３８へ、及びタンク３８からジャケット２２へと逃げ得る。通気管７９は、冷却剤が（タンク３８から）システム２０の残りの部分内へとポンプ排出されるにつれ、空気がジャケット２２からタンク３８内へと送られることを許容し、また、冷却剤がシステム２０の残りの部分からタンク３８内へとポンプ送りされるにつれ、空気がジャケット２２内へと送られることを許容する。
【００３３】
図２は、本明細書中で加熱状態と呼ぶ冷却剤システム２０の第２稼働状態を示す。加熱状態においてのシステム２０の動作は、次の点では図１に示す動作と実質的に同じである。すなわち、エンジン３２が作動され、冷却剤の大部分が、矢印６８、７８で示すようにジャケット２２、ラジエータ２４、ポンプ２６及びタンク３８を通って循環する点である。しかしながら、客室３６を加熱する要求に応じて、制御部５０は弁４４を開放し、かつポンプ２８を作動させ、その結果、冷却剤が二次熱交換器３０へと方向を変える。
【００３４】
特に、ポンプ２８は、導管６２から導管８０を通じて冷却剤を引き込む。方向を変えられた冷却剤は、二次熱交換器３０に接続する導管８２内へと吐出される。冷却剤は熱交換器３０を通過し、その熱エネルギーを、熱交換器３０を通過する空気流３４へと放出する。冷却剤は、次いで、二次熱交換器３０から導管８４を通って弁４４へと送られる。方向を変えられた冷却剤流は、弁４２を通過する冷却剤流と結合され、その結果生じた流れがタンク３８に入り、導管７４、７６を通ってラジエータへと戻る。二次熱交換器３０を通る冷却剤の通路は矢印８６で示される。
【００３５】
容積移送式ポンプ２８を使用することにより、付随的な利点が得られる。特に、ポンプ２８によって方向が変えられた冷却剤流を制御することにより、空気流３４を介して客室３６へと移される熱エネルギーの量は、慣用のミキシングドア（混合扉（mixing doors））を用いることなく調整され得る。その一方、ポンプ２８の使用は、ミキシングドアを同様に組み込んだ、空気流３４を案内するための換気（通気）システムと共にシステム２０が用いられることを妨げない。
【００３６】
図３は、本明細書中において貯蔵状態と呼ぶ冷却剤システム２０の第３稼働状態を示す。貯蔵状態は、エンジン３２が停止したすぐ後に生じる。制御部５０は、それ以前の上記二つの状態のいずれかから該貯蔵状態に入る前に時間遅延（タイム・ディレイ）を実行する。これは、エンジン３２の温度が、エンジン及びその構成要素を損傷せず、かつ冷却剤の温度レベルを最大にするレベルへと低下するまで冷却剤システム２０からの冷却剤の移動（取り去り）を防止するためである。
【００３７】
貯蔵状態において、制御部５０は最初に弁４６を閉じる。該制御部は、次に、ポンプ２８を、これがまだ作動していないなら作動させ、ポンプ２８を適正な運転状態、すなわち、矢印８８で示すようにジャケット２２及びラジエータ２４から導管８０を通じて冷却剤を引き込む状態に置く。システム２０がその前に加熱状態にあったならば、次いで、ポンプ２８の動作を逆回転させる必要はない。システム２０がスタンドバイ状態から貯蔵状態に入った場合は、次に、ポンプ２８を逆回転させる必要がある。その理由は、ポンプ２８が、冷却剤をタンク３８からポンプ移送した後、始動状態において作動していないからである。引き込まれた冷却剤は、矢印９０に示すように、熱交換器３０及び導管８０、８２、８４を通ってタンク３８内へと送られる。同時に、空気がタンク３８から排出され、通気管７９を介してエンジンジャケット２２へと戻される。
【００３８】
制御部５０は、充分な量の冷却剤がジャケット２２及びラジエータ２４から引き抜かれ、これがタンク３８を実質上満たすまでポンプ２６、２８を作動し続ける。制御部５０は、システム２０の残りの部分から充分な量の冷却剤が引き込まれたと決定を下し得る。これは、例えば、タンク３８内に配置したセンサの出力を検査することにより、又は、ポンプ２８の稼働期間の時間を測ることにより、又は、ポンプ２８が電流の方向を転換する（電気的に整流される）場合、ポンプの回転数を数えることにより、行われる。要するに、制御部５０は、タンク３８内にポンプ送りされた冷却剤量を確定するための多くの異なる方法のいずれをも実行することができる。
【００３９】
充分な量の冷却剤がタンク３８内へとポンプ送りされたと決定するや否や、制御部５０は、ポンプ２６、２８を止め、弁４４を閉じる。弁４４を閉じることにより、また、弁４６が既に閉じているため、冷却剤はタンク３８内に閉じ込められる。サージタンク３８内に収容された冷却剤は、タンク３８を囲む断熱材により、数時間から数日の間、該タンク内にその温度で保たれ得る。
【００４０】
図４は、本明細書中に始動状態と呼ぶ冷却剤システム２０の第４の状態を例示する。いくつかのシステムにおいて、エンジンが始動した後に冷却剤がエンジン内に引き込まれることが望ましいかもしれないが、ユーザがエンジン３２を作動させる要望を表した直後であってエンジン３２が実際に作動する前に該始動状態が生じることが好ましい。時間遅延は次の点を保証するため好ましい。すなわち、ジャケット２２及びラジエータ２４のいずれかもしくはエンジン３２に対する損傷を防ぐため、貯蔵状態において移動した（取り去られた）冷却剤がジャケット２２及びラジエータ２４に戻されることである。好ましくは、制御部５０は、始動状態が完了する前のエンジン３２の作動を防ぐ。
【００４１】
始動状態において、電磁弁４６は最初に閉じられたままであり、タンク３８から管７４、７６を通ってラジエータ２４へと向かう冷却剤流を防ぐ。制御部５０は弁４４を開け、また、ポンプ２８を作動かつ逆回転させ、その結果、ポンプ２８は、矢印９２で示すように弁４４及び熱交換器３０を通じてサージタンク３８から冷却剤を引き抜く。ポンプ２８は、次いで、矢印９４で示すように冷却剤をジャケット２２に戻す。
【００４２】
この構成のいくつかの付随的な利点が認識されるであろう。ポンプ２８が容積移送式ポンプであるため、冷却剤は、循環ポンプ２６における出力ヘッドにかかわらずジャケット２２に戻され得る。更には、冷却剤がタンク３８を出た後、最初に熱交換器３０を通過するので、熱交換器３０を通過する空気流３４は、該引き込まれた冷却剤との熱交換を通じて有効に加熱され、エンジン３２が作動される前の時間でさえ客室３６を加熱し得る。熱交換器３０を通過後の冷却剤に残っている熱エネルギーは、ジャケット２２を介してエンジン３２を予熱するか、及び／又は管６４を介してラジエータ２４を予熱するために使用され得る。
【００４３】
一旦、充分な量の冷却剤がジャケット２２に戻されると、制御部５０は、冷却剤がタンク３８を通過することを可能にするため、ポンプ２８を止めて弁４６を開く。制御部５０は、次いで、システム２０を、ユーザの要望によりスタンドバイ状態又は加熱状態のいずれかに置き、エンジン３２の作動を許容する。
【００４４】
本発明の別の実施形態に従う冷却剤システム９６が図５〜７に示され、これらの図において上述した構成要素と同様の構成要素には同じ番号が付されている。冷却剤システム９６は、主に次の点がシステム２０と異なっている。すなわち、別個のタンク９８、１００がサージタンク機能及び熱バッテリー機能のために使用され、かつ、システム９６が別々のスタンドバイ状態及び加熱状態を有しない（図５参照）ことである。タンク１００はタンク３８と全く同様に断熱される。システム２０、９６は、次の共通機能を共に有している。すなわち、ｉ）エンジン３２が停止した際、冷却剤システム２０、９６の残りの部分から貯蔵される冷却剤が引き込まれ、ｉｉ）貯蔵された冷却剤が、エンジン３２が作動する際にシステム２０、９６の残りの部分に実質上戻され、かつ、ｉｉｉ）貯蔵容器３８、１００内の冷却剤が、エンジン３２の作動中、連続的に加温されて循環させられる点である。
【００４５】
次に、スタンドバイ状態を示す図５をまず参照して、冷却剤システム９６は、ジャケット２２と、ラジエータ２４と、循環ポンプ２６とを含む。システム２０と同様に、ポンプ２６は、冷却剤を、導管６２、６４、６６を通ってジャケット２２とラジエータ２４との間を矢印６８の方向に循環させる。冷却剤はまた、矢印１０８が示すように、導管１０２、１０４、１０６を通じてタンク１００（好ましくは、システム９６において最も低い位置に設置される）及び二次熱交換器３０を通って循環する。逆止弁１１０は、冷却剤がタンク１００から導管６２へと戻ることを防止するため、導管１０２に配置される。
【００４６】
加えて、図５に示すように、冷却剤は、矢印１２０が示すように、サージタンク９８の第１口１１４に接続する導管１１２を通ってラジエータ２４からサージタンク９８（好ましくは、システム９６において最も高い位置に設置される）へと流れ得、また、タンク９８の第２口１１６から導管１１８を通ってラジエータ２４へと戻され得る。弁１２２は、タンク９８の第３口１２４及び周囲に連通して、タンク９８の空気の取り入れ及び排出を制御する。フィルタ１２６は、塵埃及び砕片を防ぐために弁１２２の周囲側口に連結される。
【００４７】
図６において、システム２０に対し上記にて定義した貯蔵状態に対応する第２稼働状態が示され、これも貯蔵状態と呼ぶ。この状態において、冷却剤は、システム２０においてと同様に、冷却剤システム９６の残りの部分から引き抜かれる。しかしながら、冷却剤がシステム９６から引き抜かれる機構及び方法は、システム２０で用いられるものと著しく相違している。
【００４８】
特に、断熱されたタンク１００は内側容器１２８を有し、内側容器１２８は、入れ物１３２を規定する第１壁１３０を有する。可撓性膜の形態の第２可動壁すなわちダイアフラム１３４が、入れ物１３２内で第１壁１３０に取り付けられて、入れ物１３２を第１及び第２リザーバ１３６、１３８に分割する。リザーバ１３６は冷却剤貯蔵リザーバと呼ばれ、他方、リザーバ１３８は制御流体リザーバと呼ばれる。
【００４９】
壁１３０に対する壁１３４の動きを通じてのリザーバ１３６の容積の変化は、リザーバ１３８の対応する変化を引き起こすことが認識されるであろう。制御流体リザーバ１３８内の制御流体の量を増減することにより、冷却剤は、第１及び第２口１４０、１４２を介して冷却剤貯蔵リザーバ１３６内へと引き込まれ又はリザーバ１３６から吐出され得る。更に、制御流体リザーバ１３８内の制御流体の量を一定もしくはほぼ一定に保つことにより、ダイアフラム１３４は、半硬直状態（semi-rigid state）を呈して、貯蔵リザーバ１３６を、冷却剤が通過し得る導管のように機能させることができる。
【００５０】
タンク１００の制御流体リザーバ１３８内外へと制御流体、例えば周囲空気をポンプ移送させるため、可逆ポンプ１４４が、タンク１００の第３口１４６に電磁弁１４８及び導管１５０、１５２を介して接続される。フィルタ１５４も、塵埃及び砕片の取り入れを防ぐため、大気に連通されるポンプ１４４の口に接続される。ポンプ１４４を第１稼働状態において作動させることにより、制御流体は、制御流体リザーバ１３８内へとポンプ送りされ、その一方、ポンプ１４４の作動を逆回転させることにより、制御流体は、制御流体リザーバ１３８外へとポンプ移送される。弁１４８を閉じることにより、制御流体リザーバ１３８内の制御流体の量は実質上一定に保たれ得る。
【００５１】
そのため、図５に示すスタンドバイ状態から図６に示す貯蔵状態への移行において、出力１５６、１５８、１６０、１６２を介してポンプ２６、１４４及び弁１２２、１４８に接続する制御部５０は入力５２の信号に応答する。すなわち、エンジン３２が停止している際、上述したようにエンジン３２が冷めることを許容する時間遅延後、ポンプ２６を停止し、ポンプ１４４を作動させ、かつ弁１２２、１４８を開放させる。ポンプ１４４を作動させることにより、制御流体が制御流体リザーバ１３８外部へとポンプ移送され、そのため、冷却剤リザーバ１３６を拡張する。冷却剤リザーバ１３６の拡張は、ジャケット２２及びラジエータ２４から冷却剤を（矢印１６４で示すように）引き込み、これは、フィルタ１２６、弁１２２及びサージタンク９８を通じて引き込まれる空気と置き換えられる。一旦、タンク１００の冷却剤リザーバ１３６を満たすのに充分な量の冷却剤が冷却剤システム９６の残りの部分から引き込まれたら、弁１４８は閉じられ、ダイアフラムを半硬直形態に保つ。
【００５２】
図６の貯蔵状態から図７の始動状態への移行において、制御部５０は、まず、ユーザがエンジン３２の始動を望むことを確認する。それに応じて、制御部５０は、弁１２２及び１４８を開放し、ポンプ１４４を作動させ逆回転させる。ポンプ１４４を作動させ逆回転させることにより、制御流体は、フィルタ１５４を通って引き込まれ、タンク１００の制御流体リザーバ１３８内へとポンプ送りされる。制御流体の制御流体リザーバ１３８内への移動は、冷却剤を、タンク１００の第２口１４２から熱交換器３０を通ってジャケット２２及びラジエータ２４内へと放出させる。冷却剤によって置き換えられる空気は、サージタンク９８内へと追いやられ、弁１２２を介して周囲環境へと排出される。一旦、充分な量の冷却剤がタンク１００から放出されたら、弁１４８は閉じられ、ダイアフラム１３４を半硬直状態に保ち、また、稼働が図５に関連して上述したスタンドバイ状態に従って進行する。
【００５３】
前述したように、本発明に従うシステム２０、９６は、熱エネルギー貯蔵のためには、システム２０、９６に加えられるべき追加の冷却剤を必要としない。更に、システム２０の重量は、サージタンク及び熱バッテリーとして単一の容器を使用することにより、一層低減される。また、両システム２０、９６は、加熱された冷却剤の流れを貯蔵タンクに通すことにより、車両の運転中、貯蔵タンク内の冷却剤が温められるように準備する。また、両システム２０、９６は、貯蔵タンク内に収容される冷却剤が、システム２０、９６の残りの部分に充分にアクセスできるように準備し、これにより、熱バッテリーが使用されていない場合にシステム２０、９６の残りの部分で使用できなくなる「喪失」される冷却剤を低減もしくは無くす。
【００５４】
本発明は、本明細書中において、車両のエンジン３２と、該車両の客室３６に熱を供給するために使用され得る二次熱交換器３０と関連して記載されたが、本発明は、エンジンが他のいくつかの発熱構成要素に置き換えられ、かつ二次熱交換器３０が他のいくつかの受熱構成要素に置き換えられる用途を含む他の用途においての使用を見出し得ることが認識されるはずである。例えば、システム２０は、燃料電池冷却剤を予熱して始動中に燃料電池スタックを加熱するために使用することができる。ここで、発熱構成要素は、据え置き型燃料電池システムのための燃料電池スタック、又は、ハイブリッド車におけるエンジン３２及び／又は燃料電池スタックである。更なる例として、該システムは、冷却剤をタンク３８からエンジンジャケット２２に通して循環させることにより、エンジンを単に予熱するために使用され得、又は、冷却剤をトランスミッションジャケットもしくは冷却剤／トランスミッション流体熱交換器に通して循環させることにより、トランスミッションを予熱するために使用され得る。これら両方の場合（エンジン及び／又はトランスミッションの予熱）において、二次熱交換器３０は、システム２０に含まれるか又は含まれない任意の構成要素であり得る。
【００５５】
上記両システム２０及び９６のためのポンプ２６は、いくつかの用途において、特に車両のエンジン３２と関連して使用される場合、電気モータ駆動（電動）式ポンプ等の、制御部５０によって制御され得るポンプとして記述したが、ポンプ２６は、制御部５０によって制御されるのではなく、エンジン３２の稼働中は常にポンプ動作を行い、かつエンジン停止時は常にポンプ動作をしないといったようにエンジンによって直接駆動され得ることも理解されるはずである。そのような構成において、制御部５０は依然として上述したようにポンプ２８及び１４４に命令し、これにより、ポンプ２８及び１４４は、エンジン３２の停止時にポンプ２６の作動停止によって必要となる何らかの追加動作を行うであろう。この点に関して、冷却剤がポンプ２８及び１４４によってシステムのすべての部分から引き抜かれることを可能にするため、ポンプ２６は、好ましくは、ポンプ２６が作動停止状況にある際に該ポンプの作動構成要素を冷却剤が通過することを許容するタイプであることが認識されるであろう。
【００５６】
本発明の更なる他の側面、目的及び利点は、明細書、図面及び付随する特許請求の範囲を検討することによって理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】スタンドバイ状態における本発明の実施形態に従う冷却剤システムの概略図である。
【図２】加熱状態における図１のシステムの概略図である。
【図３】貯蔵状態における図１のシステムの概略図である。
【図４】始動状態における図１のシステムの概略図である。
【図５】スタンドバイ状態における本発明の別の実施形態に従う冷却剤システムの概略図である。
【図６】貯蔵状態における図５のシステムの概略図である。
【図７】始動状態における図５のシステムの概略図である。
【符号の説明】
【００５８】
２０、９６  冷却剤システム
２２  エンジン冷却剤ジャケット
２４  ラジエータ
２６  循環ポンプ
２８  電動可逆ポンプ
３０  二次熱交換器
３２  エンジン（発熱構成要素）
３４  空気流
３６  客室
３８、９８、１００  タンク
４２、１１０  逆止弁
４４  第１電磁弁
４６  第２電磁弁
５０  制御部
１３０  第１壁
１３４  第２可動壁（ダイアフラム）
１３６  第１（冷却剤）リザーバ
１３８  第２（制御流体）リザーバ
【図１】
2006029333.tif 000003
【図２】
2006029333.tif 000004
【図３】
2006029333.tif 000005
【図４】
2006029333.tif 000006
【図５】
2006029333.tif 000007
【図６】
2006029333.tif 000008
【図７】
2006029333.tif 000009
【外国語明細書】
2006029333000001.pdf