(57)【要約】【課題】より簡便に且つより確実に蓄熱容器に蓄えられる熱媒体の熱を断熱し得る内燃機関の蓄熱装置を提供する。【解決手段】容器本体１０の外表面を覆う第一の断熱部材２０を有し、第一の断熱部材２０が複数の断熱ピース２１および断熱ピース２２によって構成されている蓄熱容器において、第一の断熱部材２０の断熱ピース２１、２２間の間隙等３０を含む所定の範囲内を第二の断熱部材４０によって覆うことにより、容器本体１０からの熱が逃げる経路を長くして断熱性の低下を防止し、断熱部材の性能を発揮させるようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を溜める容器本体と、
前記容器本体に連通し、熱媒体が前記容器本体に出入りする容器出入配管と、
前記容器本体の外表面を覆う第一の断熱部材と、を備える内燃機関の蓄熱装置において、
前記第一の断熱部材は、複数の断熱ピースによって構成され、
一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部と、該一の断熱ピースと該他の一の断熱ピースの該間隙および／または接触部側の端部の外表面上の部位であって該間隙および／または接触部から所定の範囲内に位置する部位と、を覆う第二の断熱部材を、更に備えることを特徴とする内燃機関の蓄熱装置。
【請求項２】
前記容器本体は、互いに接合される複数の容器ピースによって構成され、
前記第一の断熱部材における前記一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部は、前記容器ピースの接合部に位置し、
前記第二の断熱部材は、前記第一の断熱部材における前記一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部と共に前記容器ピースの接合部を覆うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項３】
前記容器本体は、互いに接合される複数の容器ピースによって構成され、
前記第一の断熱部材における前記一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部は、前記容器ピースの接合部とずれて位置し、
前記第二の断熱部材は、前記第一の断熱部材における前記一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部を覆うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項４】
前記内燃機関の蓄熱装置は、更に該内燃機関の蓄熱装置を支持する支持部材を備え、
前記支持部材は、前記内燃機関の蓄熱装置に対して所定の姿勢を保った状態で該支持部材とともに前記第一の断熱部材と前記第二の断熱部材からなる断熱部材層の外表面に接着性を有する樹脂が吹き付けられることで、固定されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項５】
前記第一の断熱部材と前記第二の断熱部材からなる断熱部材層の外表面は、熱収縮樹脂によって被覆されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項６】
前記内燃機関の蓄熱装置は、更に該内燃機関の蓄熱装置を所定の位置に取付ける取付け部材を備え、
前記取付け部材は、前記第一の断熱部材と前記第二の断熱部材からなる断熱部材層の外表面を型成形樹脂により被覆するときに、該型成形樹脂により一体で成形されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項７】
前記内燃機関の蓄熱装置は、更に該内燃機関の蓄熱装置を所定の位置に取付ける取付け部材を備え、
前記取付け部材の外表面は第三の断熱部材で覆われることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項８】
前記内燃機関の蓄熱装置は、固定部材によって前記取付け部材を前記所定の位置に取り付けられることで固定されるときに、
前記固定部材において、少なくとも該固定部材の外表面であって前記取付け部材と近接する外表面が、第四の断熱部材によって覆われることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項９】
前記容器出入配管の一部位であって前記容器本体と前記容器出入配管との連通部位に近接する部位に、該容器出入配管内に存する熱媒体を温めるヒータを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱媒体を保温する蓄熱装置であって、特に内燃機関における熱媒体を保温する蓄熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蓄熱装置としては、たとえば蓄熱装置の容器の外表面を断熱部材によって覆ったものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。即ち、容器外表面を覆う断熱部材を有し、この断熱部材は互いに継ぎ合わされた複数の断熱ピースによって構成されている。特許文献１の容器は、有底筒形状の容器本体と、容器本体の開口端に接合される蓋体とによって構成されており、断熱部材は、容器本体の外表面を覆う断熱ピースと、蓋体の外表面を覆う断熱ピースに分かれた構成となっていた。
【特許文献１】
特開平６３−２８３０８３号公報（第１図）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来技術の場合には、容器本体を覆う断熱ピースと蓋体を覆う断熱ピースとの間に継ぎ目部があるために、この継ぎ目部の隙間を通じて外気と容器が接触して熱が逃げてしまうという問題があった。特に、断熱部材として真空断熱部材のように断熱性能の高い材料を用いた場合には、断熱ピースの継ぎ目部に熱流が集中してヒートブリッジ現象を起こしやすくなり、その部分からの放熱が多くなることで保温性能が上がらず、断熱部材の本来の高い断熱性能を保持できなくなってしまう。
【０００４】
また、容器本体の断熱を考慮すると、断熱部材を継ぎ目の無い構造とすることが理想ではあるが、真空断熱部材の場合には、その構造上、賦形を要するもの（三次元的な形状）をつくることが難しい。従って、断熱部材を容器本体の形状に合わせるためには、該断熱部材をいくつかのピースに分けて組み合わせる必要があり、ピース間に継ぎ目部が生じる。
【０００５】
そこで、断熱ピースの端部同士を所定の力で突き合わせて継ぎ目部の隙間を埋めることが考えられるが、応力や振動などによる断熱ピースの変形により隙間ができる可能性があり、蓄熱装置が長期にわたって使用される場合には、不適合な断熱方法である。一方、断熱ピース間の継ぎ目部の形状などを工夫して隙間を小さくすることも考えられるが、断熱ピース自体に充分な厚さがないと、熱が逃げる現象を防ぐのが難しく、徒に断熱ピースの厚さが厚くなる。また、使用目的によっては、断熱ピース間の継ぎ目部に対して高いシール性が要求される場合があり、その場合には継ぎ目構造が高精度である必要があり、断熱ピースの製造工程や工数が煩雑になる。
【０００６】
本発明は、上記した従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、より簡便に且つより確実に容器に蓄えられる熱媒体の熱を断熱し得る内燃機関の蓄熱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、熱媒体を溜めるための容器本体の外表面を覆う複数の断熱ピース間の間隙および／または接触部（以下、「間隙等」という）を覆うように別部材の断熱部材を設置することで、容器本体の断熱構造を二重構造とし、容器本体に蓄えられた熱媒体の熱が逃げる経路を長くして断熱性の低下を防止するようにしたものである。
【０００８】
すなわち、熱媒体を溜める容器本体と、前記容器本体に連通し、熱媒体が前記容器本体に出入りする容器出入配管と、前記容器本体の外表面を覆う第一の断熱部材と、を備える内燃機関の蓄熱装置において、前記第一の断熱部材は、複数の断熱ピースによって構成され、一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部と、該一の断熱ピースと該他の一の断熱ピースの該間隙および／または接触部側の端部の外表面上の部位であって該間隙および／または接触部から所定の範囲内に位置する部位と、を覆う第二の断熱部材を、更に備えることを特徴とする。ここで、外表面とは、容器本体に溜められた熱媒体等の熱源から熱が伝えられる構造物の外気に接する側の表面をいう。
【０００９】
まず、容器本体の断熱部材として、第一の断熱部材によって容器本体を覆うときに、第一の断熱部材は複数の断熱ピースによって構成されることより、容器本体の形状に合わせて断熱ピースを作成することが可能となり、断熱ピースと容器本体との間に間隙が形成されるのを可及的に防止でき、第一の断熱部材による容器本体の断熱効果をより高めることが可能となる。
【００１０】
更に、第二の断熱部材を、前記断熱ピース間の間隙等が覆われるように設けることで、該断熱ピース間の間隙等からの放熱をより確実に抑制することが可能となる。このとき、第二の断熱部材によって遮断される該断熱ピース間の間隙等から外気への距離が長くなるに従い、該断熱ピース間の間隙等からの放熱が低下していく。そこで、前記所定の範囲とは、第二の断熱部材が該断熱ピース間の間隙等を覆うとともに断熱ピースと重なり合うことによって得られる、該断熱ピース間の間隙等からの放熱をより確実に抑制することが可能となる断熱ピースの外表面上の範囲である。
【００１１】
また、このように第一の断熱部材の断熱ピース間に別部材の第二の断熱部材を設置するために、断熱ピースの加工、特に端部の加工が簡便化され、断熱ピースの加工精度を要する断面形状処理等が不要となり、複雑な工程も時間もかからず生産性が向上する。更に、使用により第一の断熱部材の断熱ピースの端部が変形しても、第二の断熱部材が前記所定の範囲内に位置しているため蓄熱容器の断熱性が悪化することはない。
【００１２】
ここで、前記第一の断熱部材は複数の断熱ピースによって構成されること、および第二の断熱部材によって断熱ピース間の間隙等が覆われていることから、これらの断熱部材の材質として、発泡ウレタン等の断熱部材に加えて、容器の形状に合わせて造形することが難しいが断熱性が比較的高い真空断熱部材も好適に適用することが可能である。
【００１３】
また、前記蓄熱装置の容器本体が互いに接合される複数の容器ピースによって構成されている場合、前記第一の断熱部材における前記一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部は、前記容器ピースの接合部に位置し、前記第二の断熱部材は、前記第一の断熱部材における前記一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部と共に前記容器ピースの接合部を覆うようにする。
【００１４】
これにより、第一の断熱部材の断熱ピースの形状を容器本体の容器ピースの形状により適した形状とすることが可能となる。また、容器ピースの接合部が容器本体の外表面から突出しているような場合に、該接合部を覆うように断熱部材で覆うと、断熱部材と容器本体との間に一定の空間ができ、断熱性が低下する虞がある。そこで、該接合部が断熱ピース間の間隙等に収まるように断熱ピースを形成し、更に第二の断熱部材によって断熱ピース間の間隙等を覆うことにより、接合部を含めて容器本体からの放熱を抑制することが可能となる。このような構成とすることで、断熱ピースの端部の形状を容器ピースの端部の形状に厳密に合わせて加工する必要がないので、断熱ピースの加工がより簡便となる。
【００１５】
もっとも、前記蓄熱装置の容器本体が互いに接合される複数の容器ピースによって構成されている場合、前記第一の断熱部材における前記一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部は、前記容器ピースの接合部とずれて位置し、前記第二の断熱部材は、前記第一の断熱部材における前記一の断熱ピースと他の一の断熱ピースとの間の間隙および／または接触部を覆うようにしてもよい。このようにすれば、断熱ピース間の間隙等に容器ピースの接合部を納める必要がない場合、断熱ピース間の間隙等を小さくでき、第二の断熱部材による被覆構造と相まって、より蓄熱装置としての断熱性を高めることができる。
【００１６】
容器本体を覆う断熱部材は真空／非真空を問わず、多孔質部材および繊維質部材のものが使用されるので、容器を含めたそれ自体を保持するには構造的な強度が不足している。断熱部材の強度を補って安定した固定をする支持構造として、以下の支持構造が有効である。即ち、該内燃機関の蓄熱装置を支持する支持部材を備える内燃機関の蓄熱装置において、前記支持部材を、前記内燃機関の蓄熱装置に対して所定の姿勢を保った状態で該支持部材とともに前記第一の断熱部材と前記第二の断熱部材からなる断熱部材層の外表面に、接着性を有する樹脂を吹き付けて固定する支持構造である。ここで、前記所定の姿勢とは、蓄熱装置に対して支持部材が必要とされる姿勢であって、支持部材を固定した後に該支持部材が該蓄熱装置を支持するのに適した状態となるための姿勢をいう。
【００１７】
このような支持構造とすることで、蓄熱容器の断熱部材に対して一切の外力を加えることなく、支持部材を断熱部材に覆われた蓄熱容器に固定することが可能となるため、断熱部材は破損することなくその形状が保たれ、断熱部材の破損による放熱が生じる虞がない。尚、接着性を有する樹脂の吹き付けはスプレーガン等によって行うことで、支持部材の固定がより簡便に行われる。
【００１８】
また、接着性を有する樹脂の吹きつけを、支持部材が設けられる部位だけではなく断熱部材層の表面全体にすることで、該樹脂が一定の強度を有し、断熱部材を含む容器本体の強度の向上に貢献する。
【００１９】
ここで、前記断熱部材層と前記容器本体との間に間隙が存在すると、該断熱部材層による断熱効果を十分に得ることができない虞がある。従って、該断熱部材層を容器本体の外表面により密着させるのが好適である。そこで、前記第一の断熱部材と前記第二の断熱部材からなる断熱部材層の外表面を、熱収縮樹脂によって被覆する。
【００２０】
熱収縮樹脂とは、加熱されることによって収縮し、体積密度が高くなる樹脂をいう。従って、前記容器本体を前記第一の断熱部材および第二の断熱部材によって覆い、さらにその表面を熱収縮樹脂で覆った上で該熱収縮樹脂を加熱すると、該熱収縮樹脂が収縮することにより、樹脂の有する弾性力で前記断熱部材層が前記要件本体に押しつけられ、前記断熱部材層と前記容器本体との間の間隙が小さくなり、断熱部材による断熱効果をより効果的に得ることが可能となる。
【００２１】
ここで、前記内燃機関の蓄熱装置を、例えば車両等に搭載するときに該蓄熱装置を固定する必要があるが、その固定するための取付け部材が蓄熱装置の容器本体と直接つながる構造である場合、容器本体から該取付け部材を介して外部に熱が放出され、蓄熱装置としての断熱効果が低下する虞がある。そこで、内燃機関の蓄熱装置を所定の位置に取付ける取付け部材を備える蓄熱装置において、前記取付け部材を、前記第一の断熱部材と前記第二の断熱部材からなる断熱部材層の外表面を型成形樹脂により被覆するときに、該型成形樹脂により一体で成形する。型成形樹脂とは、金型や木型を用いた成形手法において使用される樹脂をいい、一の樹脂又は複数の樹脂の組み合わせである。
【００２２】
従って、前記第一の断熱部材および前記第二の断熱部材に覆われた容器本体を所定の金型に組み入れ、該金型に型成形樹脂を射出することで、容器本体を型成形樹脂によって覆うと同時に、該型成形樹脂によって取付け部をも成形する。これにより、該取付け部は、容器本体と直接につながっていないため、容器本体からの該取付け部を介した外部への放熱が抑制される。更に、型成形樹脂により、断熱部材を含む蓄熱装置の構造的な強度が高められる。
【００２３】
次に、内燃機関の蓄熱装置を固定するための取付け部材が、先述とは異なり、容器本体と直接つながる構造である場合、該取付け部材は比較的容易に容器本体に取り付けられる一方で、該取付け部材を介して容器本体の熱が外部へ放出される虞がある。そこで、内燃機関の蓄熱装置を所定の位置に取付ける取付け部材を備える該内燃機関の蓄熱装置において、前記取付け部材の外表面を第三の断熱部材で覆う。これにより、該取付け部材からの外部への熱の放出を抑制することが可能となる。
【００２４】
しかし、このように前記取付け部材の外表面を断熱部材で覆うことで、該取付け部材からの熱の放出を抑制できても、ボルト等の固定部材によって該取付け部材を所定の位置に固定するときに、容器本体の熱が固定部材を介して外部へ放出される虞がある。そこで、前記内燃機関の蓄熱装置は、固定部材によって前記取付け部材を前記所定の位置に取り付けられることで固定されるときに、前記固定部材において、少なくとも該固定部材の外表面であって前記取付け部材と近接する外表面を、第四の断熱部材によって覆う。
【００２５】
前記固定部材において、該固定部材の外表面であって前記取付け部材と近接する外表面とは、該固定部材によって該取付け部材を所定の位置に固定するときに、該固定部材の外表面が該取付け部材の外表面以外の部位と外部の構造物（所定の位置）とに接することで、該固定部材が熱の伝導通路となりうる、該固定部材の外表面である。従って、前記固定部材における該固定部材の外表面であって前記取付け部材と近接する外表面を前記第四の断熱部材によって覆うことで、該固定部材を介した熱の伝導通路が遮断されることになるため、該取付け部材を介した外部への熱の放出を抑制することが可能となる。
【００２６】
また、前記容器本体には、熱媒体が該容器本体内に出入する容器出入配管が備えられているため、該容器出入配管を通して、該容器本体内の熱媒体の熱が外部へ放出される虞がある。そこで、前記容器出入配管の一部位であって前記容器本体と前記容器出入配管との連通部位に近接する部位に、該容器出入配管内に存する熱媒体を温めるヒータを備える。
【００２７】
これにより、容器出入配管を通じて外部に放熱される容器本体内部の熱に相当する熱を前記ヒータによって供給することで、容器本体内の熱媒体の温度を熱平衡状態に保持することが可能となる。更に、容器出入配管は、容器本体と比べ、容量が小さいため、容器出入配管に前記ヒータを備えることで、比較的少ない熱量で容器本体内の熱媒体の温度を熱平衡状態に保つことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下に本発明に係る内燃機関の蓄熱装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置１の断面構造を示す図であり、同図（Ａ）は内燃機関の蓄熱装置１の縦断面図、同図（Ｂ）は内燃機関の蓄熱装置１の一部破断斜視図、同図（Ｃ）は内燃機関の蓄熱装置１を覆う断熱部材の分解斜視図、同図（Ｄ）は内燃機関の蓄熱装置１における蓄熱容器の概略斜視図である。
【００２９】
該内燃機関の蓄熱装置１は、容器本体１０と、容器本体１０の外表面を覆う第一の断熱部材２０を有しており、該第一の断熱部材２０は、この第一の断熱部材２０が互いに継ぎ合わされた複数の断熱ピースである上部断熱ピース２１と下部断熱ピース２２によって構成されている。更に、内燃機関の蓄熱装置１は、この上部、下部断熱ピース２１、２２間の間隙等３０を覆う第二の断熱部材４０が設けられた構成となっている。
【００３０】
容器本体１０は内燃機関の冷却水などの熱媒体を保温しておく容器であり、底部に中身の熱媒体が出入りする容器出入配管１４が突設されており、内燃機関運転時の高温の冷却水を、容器出入配管１４を通じて容器本体１０内に貯留しておき、この高温の冷却水を次回の運転時に容器出入配管１４を通じて内燃機関に循環させて暖機運転を促進させる。
【００３１】
ここで、容器本体１０は、容器上部１１と容器下部１２に分割されて成形され、容器上部１１の下端と容器下部１２の上端が接合部１３にて一体的に接合された構成となっている。接合部１３はフランジ状に外向きに突出している。容器本体１０内部には、たとえば、容器本体１０内に流入する低温の冷却水が保温されていた高温の冷却水との急激な混合を防止するための不図示の整流板等の混合防止部材が挿入され、この混合防止部材の取付部位が接合部１３と重複する位置に設計される。
【００３２】
容器本体１０の材料には、樹脂、金属等種々の材料が適用可能である。樹脂成形品の場合には、たとえば、ガラス繊維（ＧＦ）強化ナイロン、ガラス繊維（ＧＦ）強化ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）等の射出成形によって容器上部１１および容器下部１２を成形し、成形された容器上部１１と容器下部１２を接合部１３にて張り合わせによって成形される。張り合わせ方法は熱溶着、振動溶着、レーザー溶着、回転溶着などが使用可能である。
【００３３】
また、容器本体１０が金属成形の場合には、ＳＵＳ（たとえばＳＵＳ３１６等）やアルミニウム（たとえば、Ａ４０００等）等の絞り成形によって容器上部１１および容器下部１１を成形し、これらの成型品を接合部にて溶接、摩擦圧接等によって溶着する。
【００３４】
第一の断熱部材２０を構成する上部断熱ピース２１は容器上部１１外表面に倣ったカップ形状で、下部断熱ピース２２は容器下部１２外表面に倣ったカップ形状となっている。下部断熱ピース２２の底部中央には容器出入配管１４が嵌合する孔２２ｂが設けられている。上部断熱ピース２１の下端は容器本体１０の接合部１３の上面までで、下部断熱ピース２２の上端は容器本体１０の接合部１３下面までであり、上部断熱ピース２１下端と下部断熱ピース２２間の間隙等３０に、容器の接合部１３が入り込んでいる。図示例では、上部断熱ピース２１と下部断熱ピース２２の厚みはほぼ接合部１３の高さと等しい。
【００３５】
第二の断熱部材４０は、帯状の断熱部材の端部を相互に接合してリング状に形成されている。そして、第二の断熱部材４０は、第１の断熱部材２０の上部断熱ピース２１と下部断熱ピース２２の継ぎ目１３を覆い、上部断熱ピース２１の下端部と下部断熱ピースに上端部に跨って重ねられている。この第二の断熱部材４０の厚さは上部断熱ピース２１および下部断熱ピース２２の厚さとほぼ等しく、上部断熱ピース２１の下端部および下部断熱ピース２２の上端部との上下方向の重なり幅Ｘはほぼ等しい状態となっている。尚、断熱部材４０は、パッキンなどのような無端帯状に成形されるようにしてもよい。
【００３６】
これら第一および第二の断熱部材２０、４０の断熱部材料としては、真空断熱部材が用いられる。図２には、真空断熱部材５０の構造を模式的に示している。真空断熱部材５０は、シリカ微粉等のコア材５１を包装フィルム５２に挿入し、０．１３３〜１３３［Ｐａ］程度の真空度中で真空密閉したものである。包装フィルム５２としては、バリア性の高いハイバリアフィルムが用いられる。フィルム構成としては、たとえば、ナイロン層（１５μｍ）＋蒸着ＰＥＴ層（１２μｍ）＋アルミ層（６μｍ）＋高密度ポリエチレン（ＨＤ−ＰＥ）層（５０μｍ）の４層構造の積層フィルムが用いられる。もちろん、各層のフィルムの材質や厚みは一例であって、種々のものが適用可能である。また、断熱部材料としては、真空断熱部材の他、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、シリカ、メラミンフォーム、イミドフォーム、ガラス繊維、樹脂繊維等も適用可能である。
【００３７】
このように、間隙等３０を覆うように別部材の第二の断熱部材４０を設置することで、第一の断熱部材２０の間隙等３０を通じて熱が逃げる経路が、間隙等３０に加えて第一の断熱部材２０と第二の断熱部材４０の重なり幅Ｘの分だけ長くなるため、間隙等３０におけるヒートブリッジ現象を抑制し、断熱部材本来の高い断熱性能を発揮させることが可能となる。
【００３８】
ここで、図３には、上部断熱ピース２１下端部と第二の断熱部材４０との重なり幅Ｘにおける温度推移のグラフを示している。このグラフにおいて、横軸は上部断熱ピース２１の端部からの距離を、縦軸は該距離に相当する上部断熱ピース上の温度を示している。本実施の形態では、上部断熱ピース２１の下端部の温度が７０℃である場合の温度推移であり、間隙等３０から１０ｍｍ程度以上端部より距離をとると、温度変化が小さくなり、熱の移動が無いことが窺える。従って、上部断熱ピース２１下端部と第二の断熱部材４０との重なり幅Ｘは、間隙等３０から１０ｍｍ程度以上に設定することが好適である。尚、下部断熱ピース２２上端部と断熱部材４０との重なり幅Ｘにおいても同様である。
【００３９】
このように第一の断熱部材の間隙等を覆う第二の断熱部材を設置するだけの簡易な構造のため、第一の断熱部材を構成する上部断熱ピースの断面形状処理等の精度の必要な複雑な工程が不要となり、より簡便に内燃機関の蓄熱装置を生産することが可能となる。更に、第一の断熱部材（該断熱部材を構成する断熱ピース）と第二の断熱部材との重なり幅を確保することで、より確実な断熱性を確保することが可能となる。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞
本発明に係る内燃機関の蓄熱装置の他の実施の形態について図４に示す。図４は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置１の断面構造を示す図であり、同図（Ａ）は内燃機関の蓄熱装置１の縦断面図、同図（Ｂ）は内燃機関の蓄熱装置１を覆う断熱部材の分解斜視図である。本実施の形態においては、容器本体１０の構造は、図１に示す実施の形態における容器本体１０と同一の構造であり、第一の断熱部材および第二の断熱部材による容器本体の、他の被覆構造例を示すものである。
【００４１】
本実施の形態においては、第一の断熱部材２２０を上中下の３ピースに分けて容器本体１０を覆ったもので、容器上部１１のさらに上半部を被覆するカップ形状の上部断熱ピース２２１と、容器下部１２のさらに下半部を被覆するカップ形状の下部断熱ピース２２２と、接合部１３を含む容器中央部を被覆する円筒状の中間断熱ピース２２３を備えている。中間断熱ピース２２３は、中央部が接合部１３の断面形状に倣った断面コ字形状に屈曲させた構造となっており、屈曲部２２３ａ内周に接合部１３が嵌合している。
【００４２】
更に、上部断熱ピース２２１と中間断熱ピース２２３の間の間隙等２３０ａと、下部断熱ピース２２２と中間断熱ピース２２３の間の間隙等２３０ｂを、それぞれ第二の断熱部材２４０ａおよび第二の断熱部材２４０ｂによって覆った被覆構造となっている。上部断熱ピース２２１と中間断熱ピース２２３の重なり幅と下部断熱ピース２２２と中間断熱ピース２２３の重なり幅については、先述した重なり幅Ｘと同様である。
【００４３】
このような断熱部材の被覆構造とすることで、第一の断熱部材の間隙等を覆う第二の断熱部材を設置するだけの簡易な構造のため、第一の断熱部材を構成する上部断熱ピースの断面形状処理等の精度の必要な複雑な工程が不要となり、より簡便に内燃機関の蓄熱装置を生産することが可能となる。更に、第一の断熱部材（該断熱部材を構成する断熱ピース）と第二の断熱部材との重なり幅を確保するとともに容器本体の接合部と断熱ピースの間隙等の位置をずらすことで、容器本体の接合部から放出された熱が逃げる経路がより長くなり、より確実な断熱性を確保することが可能となる。
【００４４】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明にかかる内燃機関の蓄熱装置に適用可能な支持構造について説明する。内燃機関を備える自動車用の蓄熱装置では、通常、容器を覆う断熱部材は真空／非真空を問わず、多孔質断および繊維質のものが使用されるため、該蓄熱装置の構造的な強度は低い。そのため、該蓄熱装置を支持する支持部材を用いることで、蓄熱装置の構造的な強度を高めることが可能となる。
【００４５】
しかし、支持部材をボルトなどで蓄熱装置に固定すると、断熱部材の構造が破壊されるため断熱部材の断熱効果が低下することになる。また、バンドのようなもので周囲を包むようにして支持部材を蓄熱装置に固定しても、振動等で断熱部材層が徐々にクリープしていくため、支持部材を安定して固定することが困難である。そこで、簡易な方法で、断熱部材の強度を補って安定した固定をする方法として、図５に示す支持部材の蓄熱装置への固定手法が有効である。
【００４６】
図５の（Ａ）から（Ｄ）には、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置に適用可能な支持部材の固定手法が示されている。本実施の形態では、先述した内燃機関の蓄熱装置における容器本体と断熱部材から構成される蓄熱容器３００の表面に、該蓄熱容器３００の支持部材としてのブラケット３３０を、接着性を有する樹脂をスプレーにより吹き付けて固定するものである。
【００４７】
まず、容器本体３１０の外表面に断熱部材層３２０を被覆して蓄熱容器３００を作成する（図５（Ａ）参照）。断熱部材層３２０の構造は、先述した本発明の内燃機関の蓄熱装置ように、複数の断熱ピースによって構成される第１の断熱部と、断熱ピース間の間隙等を覆う第二の断熱部材によって構成される構造に加えて、第二の断熱部材を設けない構造であってもよい。
【００４８】
次に、ブラケット３３０を断熱部材層３２０に対して所定の姿勢が維持された状態で、断熱部材層３２０の表面およびブラケット３３０と断熱部材層３２０に接している部位に、接着性を有する樹脂材３４０を吹き付ける（図５（Ｂ）、（Ｃ）参照）。樹脂材３４０の吹きつけは、スプレーガン３５０を用いたスプレー工法により行うもので、断熱部材層３２０の外表面に樹脂が任意の厚みになるようにコーティングする。容器３１０は固定ジグ３６０によって、容器３１０の一方の端面に突出する容器出入配管３１４が支持される。
【００４９】
スプレー機械としては、二液混合（比例可変タイプ）の機械が好適である。スプレーガンとしては、ダイナミックミキサーとエアスプレーガン一体タイプのものが好適である。スプレーされる樹脂材３４０は、スプレー塗布可能なものであり、十分な接着特性が得られるものであればよい。樹脂剤３４０に要求される接着特性としては、接着強度、長期耐久性、耐熱性、耐振動性等が挙げられる。接着機構としては、水系、溶剤系、反応系、ホットメルト系のいずれも適用可能である。水系のものは、例えばアクリル、ウレタン、ＳＢＲ、ＥＶＡ等を用いることができる。溶剤系のものは、例えばＥＶＡ、ＣＲ系、ＮＢ系等を用いることができる。反応系のものは、例えばエポキシ系、ポリウレタン系、アクリル系、シリコーン系を用いることができる。ホットメルト系のものは、例えばＥＶＡ系、ポリウレタン系等を用いることができる。
【００５０】
また、上記接着特性を満たすのであれば、スプレーする樹脂材３４０としてソリッド樹脂の代わりに耐熱性発泡体を用いることができる。発泡体とすれば、蓄熱容器全体としての断熱性向上を更に図ることができる。また、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を搭載した車体からの衝撃緩和が期待でき、更に該蓄熱装置の軽量化を図ることができる。また、樹脂材３４０として難燃性の高い材料を選択することにより難燃性の付与が可能である。
【００５１】
スプレーガン３５０によって吹きつけられた樹脂剤３４０が硬化した後、ブラケット付きの蓄熱容器として完成する（図５（Ｄ）参照）。吹き付けられた樹脂３４０は、蓄熱容器３００の外筒としての構造材、断熱部材としての役割も備える。このように樹脂材をスプレー工法にて吹き付けることにより、断熱部材層３２０にダメージを与えず、容器本体３１０、断熱部材層３２０およびブラケット３３０を同時に接着して一体化することができる。また、樹脂材を吹き付けるだけなので、形状自由度が大きく、形状の異なる蓄熱容器に対応が容易である。また、蓄熱容器の外表面の形状を成形する特別な高価な金型が不要である。
【００５２】
＜第４の実施の形態＞
本発明に係る内燃機関の蓄熱装置において、容器本体の外表面を被覆する断熱部材層と該容器本体との間に間隙があると、断熱部材層による断熱効果が十分に発揮されない。そこで、図６および図７に基づいて、容器本体の外表面を被覆する断熱部材層と該容器本体との間の間隙を減少させる手法を説明する。尚、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の断面ＡＡにおける断面図である。
【００５３】
この例は、図６に示すように、容器本体４１０を覆う断熱部材層４２０の外表面を、熱収縮樹脂４４０によって被覆したものである。ここで、断熱部材層４２０については、先述した第３の実施の形態における断熱部材層３２０と同様である。まず、容器本体４１０表面を断熱部材層４２０によって被覆して蓄熱容器４００を作成する（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【００５４】
次に、この断熱部材層４２０で覆った蓄熱容器４００を熱収縮フィルムあるいは熱収縮フィルム等の熱収縮樹脂４４０内に入れる（図７（Ｃ）参照）。次いで、熱収縮樹脂４４０に熱を加えることで熱収縮樹脂４４０を収縮させて、断熱部材層４２０外表面に熱収縮樹脂４４０を密着させる。たとえば、１５０℃の加熱炉に入れて固定させる。このようにすることで、熱収縮樹脂４４０の収縮力によって、容器本体４１０と断熱部材層４２０との間の間隙を無くし、断熱部材層４２０による断熱効果がより十分に発揮される。また、熱収縮樹脂４４０は容器本体４１０の構造材の役割を果たす外筒にもなりうる。
【００５５】
熱収縮樹脂４４０の形態としては、熱収縮チューブ、熱収縮フィルムを用いることが好適で、熱収縮チューブは一端をシールしておくことが好ましく、フィルムも袋状にしておいた方が作業性がよい。また熱収縮樹脂４４０としては、ポリプロピレン系、シリコーン系、フッ素系、塩化ビニル系等、加熱することにより収縮する各種素材が使用できる。
【００５６】
＜第５の実施の形態＞
本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を車両等に搭載するにあたり、該蓄熱容器を所定の位置に固定する必要があり、そのために該蓄熱容器に、固定のための取付け部材を設ける必要がある。しかし、取付け部材を設けるに際し、該取付け部材から蓄熱装置に溜められている熱媒体の熱が外部に放出されないようにする必要がある。そこで、図８及び図９に基づいて、取付け部材から蓄熱装置に溜められている熱媒体の熱が外部に放出されない構造となる取付け部材を備える内燃機関の蓄熱装置について説明する。尚、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の断面ＢＢにおける断面図である。
【００５７】
この蓄熱容器は、容器本体５１０外表面を覆う蓄熱容器５００の断熱部材層５２０の外表面を型成形樹脂層５４０により被覆した構成で、型成形樹脂層５４０による型成形時に取付け部材としてのステー５５０も一体で成形したものである。ここで、断熱部材層５２０については、先述した第３の実施の形態における断熱部材層３２０と同様である。
【００５８】
まず、容器本体５１０表面に断熱部材層５２０を張り付けて蓄熱容器５００を作成する（図９（Ａ）、（Ｂ）参照）。次に蓄熱容器５００を、反応射出成形［ＲＩＭ（Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）］用の金型５６０にセットし、ウレタン等の樹脂を注入、固化させることにより型成形樹脂層５４０を成形する（図９（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）参照）。尚、反応射出成形において、型成形樹脂として使用可能の樹脂材料は、特殊イソシアネート、ポリオール、低分子グリコール（鎖延長剤）、発泡剤、触媒の組み合わせによるポリウレタンや、特殊イソシアネート、長鎖ポリアミン、芳香族アミン（鎖延長剤）、発泡剤の組み合わせによるポリウレアが挙げられる。
【００５９】
このように型成形することで、容器本体５１０、断熱部材層５２０および型成形樹脂層５４０の間には間隙は無く、一体となった蓄熱装置が得られる（図８（Ｂ）、図９（Ｆ）参照）。容器本体とつながるようにステーを設けると、容器本体５１０に蓄えていた熱がステー５５０を通して固定側（車両）へ移動し、蓄熱装置としての性能が悪くなるが、本実施の形態のように断熱部材層５２０の外側に型成形樹脂層５４０を設け、この型成形樹脂層５４０とステー５５０を一体成型すれば、容器本体５１０から直接熱が固定側に伝わらないので、蓄熱装置としての性能が低下しない。また、ステー５５０が型成形樹脂層５４０と一体成型されているので断熱性能が高く、更に、反応射出成形により容器本体５１０、断熱部材層５２０および型成形樹脂層５４０が密着した状態となるので耐久性の高い蓄熱装置が得られる。
【００６０】
尚、型成形樹脂として発泡ウレタンを用いた場合、発泡ウレタンの発泡圧により断熱部材層５２０は容器本体５１０外表面に押し付けられるので、容器本体５１０と断熱部材層５２０の間隙が更に小さくなり、空気の対流が起こらないので断熱性がよくなる。また、注入するウレタン樹脂等の樹脂材料が液状のため、断熱部材層５２０が複数の断熱ピースで構成されている場合、複数の断熱ピース同士の隙間にも入り込むため、隙間を完全に無くすことができ、断熱性向上を図ることができる。
【００６１】
また、型成形樹脂にフィラーを混入させることで、ステー５５０の剛性を高めることができる。特にガラス繊維は機械強度がアップするので、曲げ、引っ張りに対して強くすることが可能である。また、ステー５５０に金属をインサートすることで、破壊強度・疲労強度を向上させることもできる。
【００６２】
＜第６の実施の形態＞
次に、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を固定するための取付け部材を、蓄熱装置の容器本体とつながるように設けた場合における、蓄熱装置の放熱の抑制について、図１０及び図１１に基づいて説明する。尚、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の断面ＣＣにおける断面図、図１０（Ｃ）は図１０（Ａ）の断面ＤＤにおける断面図である。このように取付け部材を設けることによって、取付け部材は容器本体と一体として、もしくは別部材をボルト等でつなげることによって、容易に形成することが可能となる。一方で、先述したように、取付け部材が容器本体と直接つながることにより、取付け部材を介して容器本体内の熱が外部へ放出され、断熱装置の断熱性が低下する虞がある。
【００６３】
本実施の形態においては、蓄熱容器６００は、容器本体６１０の外表面に断熱部材層６２０によって被覆されるが、支持部材としてのステー６５０が容器本体６１０に設置され、該ステー６５０についても断熱部材６４０で覆われた状態で、ステー６５０が車体等の固定ブラケット６６０に固定される（図１０（Ａ）参照）。これにより、外気にさらされている部分を可及的に少なくすると共に、容器本体６１０、ステー６５０、固定ブラケット６６０が直に接触することなく、外部への放熱を最小に抑えるようにしたものである。尚、断熱部材層６２０については、先述した第３の実施の形態における断熱部材層３２０と同様である。
【００６４】
以下に、本実施の形態の詳細を説明する。まず、容器本体６１０を断熱部材層６２０で覆う。断熱部材層６２０は、容器本体６１０の側面側および下面側を覆う断熱ピース６２１と、容器上壁側を覆う断熱ピース６２２とから構成され、容器本体６１０から突出するステー６５０は断熱部材６４０によって被覆される（図１１（Ａ）参照）。
【００６５】
そして、断熱部材６４０で覆われたステー６５０を、固定ブラケット６６０にボルト６７０とナット６８０によって固定する（図１１（Ｂ）参照）。ボルト６７０の締結部がクリープ変形を起こすと締結トルクが低下し、振動によりガタが発生し、最悪の場合外れてしまうことも考えられる。そこで、トルクダウンを防ぐ方法としてはクリープ変形をしないカラー（たとえば鉄）を使用することが多い（図１０（Ｂ）、（Ｃ）参照）。しかし鉄等の金属は熱伝導率が高く、蓄熱装置としての性能の低下に影響を及ぼす。
【００６６】
そこで、熱伝導率が低く、クリープしにくい材料としてセラミックスをカラー６９０として使用する。セラミックスカラー６９０の材料としては、セラミックスの中でも断熱性のよいものが望ましい。たとえば、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、熱伝導率６［Ｗ／ｍ・Ｋ］）、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２、熱伝導率２［Ｗ／ｍ・Ｋ］）が好適である。ちなみに鉄（Ｆｅ）の熱伝導率は８３［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。これにより、ボルト６７０の締結部のクリープ変形による締結トルクの低下を防止し、より確実な固定が可能となるとともに、ステー６５０、ボルト６７０、固定側ブラケット６６０という放熱の経路を遮断し、蓄熱装置の断熱効果が維持される。
【００６７】
＜第７の実施の形態＞
図１２は、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置に適用可能な保温構造を示している。蓄熱容器７００が不図示の断熱部材層によって断熱されていても、熱媒体が容器本体に出入りする容器出入配管７１３の存在により顕著な放熱部分ができる。即ち、内部の熱が容器出入配管７１３を通じて外部に放熱され、蓄熱容器７００の内部に対流が発生し、熱の均一化現象が起こることにより、温度が全体的に低下していく。
【００６８】
そこで、この蓄熱容器７００内の熱媒体等の保温物の温度を一定水準以上に保つため、主要な放熱部分である容器出入配管７１３にヒータ７２０を装着し、熱放出をヒータ７２０から供給される最小限度の熱量で熱平衡状態に保つことで、蓄熱容器としての性能向上を図っている。尚、熱媒体の対流を考慮してヒータ７２０は蓄熱容器７００よりも下側に配置するのが好ましい。
【００６９】
また、ヒータ７２０は断熱部材によって覆われた構成とし、ヒータ７２０の熱損失を最小限とし、その結果ヒータ７２０には更に低容量ヒータを用いることが可能となる。具体的には、ヒータ７２０は、容器出入配管７１３の温度を検出するセンサ７２１と、センサ７２１の検出結果を読み込んで温度が設定温度（たとえば、７０℃、７５℃等）となるようにヒータ７２０への通電を制御するコントローラ７２２と、を備えている。
【００７０】
ヒータ７２０による温度制御は、設定温度近辺での単純な断続処理、または積分処理による熱制御方式が採用される。これにより、設定温度付近でヒータ７２０に通電して加温し、容器本体側からの熱の移動を遮断する。熱の移動が生じないようにするだけなので、最小のエネルギーで熱平衡状態に保って断熱することができる。また、容器出入配管７１３は、断熱部材に覆われたバルブ７１６付きのパイプにより構成されている。バルブ７１６によって配管７１３内の熱対流を断絶し、断熱性を付加するものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置は、容器外表面を覆う複数の断熱ピース間の間隙等に別部材の断熱部材を設置することで二重構造としたので、熱が逃げる経路が長くなって断熱性の低下を防止することができ、断熱部材の性能をより確実に発揮させることが可能となる。
また、このように第一の断熱部材の断熱ピース間に別部材の第二の断熱部材を設置するために、構造的にも簡易で、第一の断熱部材の断熱ピースの高精度の断面形状処理等が不要となり、複雑な工程も時間もかからず生産性が向上し、より簡便な蓄熱装置の生産が可能となる。
【００７２】
また、容器本体が複雑な形状で、第一の断熱部材の断熱ピース間の継ぎ目部の隙間が大きくなった場合でも、別部品の第二の断熱部材で間隙等を覆うことで安定した断熱性を実現できるので、容器の形状自由度が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置を示すもので、同図（Ａ）は該蓄熱装置の縦断面図、同図（Ｂ）は該蓄熱装置の一部破断斜視図、同図（Ｃ）は該蓄熱装置における断熱部材の分解斜視図、同図（Ｄ）は該蓄熱装置における蓄熱容器の概略斜視図である。
【図２】図２は真空断熱部材の概略断面図である。
【図３】図３は断熱部材の端部よりの温度推移を示すグラフである。
【図４】図４（Ａ）は図１の蓄熱装置に対して断熱部材の構成を変えた縦断面図、同図（Ｂ）は断熱部材の分解斜視図である。
【図５】図５（Ａ）から（Ｄ）は本発明に係る内燃機関の蓄熱装置に適用可能な支持部材の成形手順を示す説明図である。
【図６】図６は本発明に係る内燃機関の蓄熱装置に、熱収縮樹脂による被覆を施した蓄熱装置を示すもので、同図（Ａ）は概略斜視図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡＡ部分断面図である。
【図７】図７（Ａ）から（Ｄ）は、図６に示す内燃機関の蓄熱装置の成形手順を示す説明図である。
【図８】図８は本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を固定するための取付け部材を設けた蓄熱装置を示すもので、同図（Ａ）は概略斜視図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢＢ部分断面図である。
【図９】図９（Ａ）から（Ｆ）は、図８に示す内燃機関の蓄熱装置の成形手順を示す説明図である。
【図１０】図１０は本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を固定するための取付け部材を設けた蓄熱装置の別の実施の形態を示すもので、同図（Ａ）は概略斜視図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＣＣ線に沿う断面図、同図（Ｃ）はＤＤ線に沿う断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、図１０に示す内燃機関の蓄熱装置の成形手順を示す説明図である。
【図１２】図１２は本発明に係る内燃機関の蓄熱装置に適用可能な保温構造の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・蓄熱装置
１０・・・・容器本体
１１・・・・容器上部
１２・・・・容器下部
１３・・・・接合部
１４・・・・容器出入配管
２０・・・・第一の断熱部材
２１・・・・上部断熱ピース
２２・・・・下部断熱ピース
３０・・・・間隙等
４０・・・・第二の断熱部材
５０・・・・真空断熱部材
２２０・・・・第一の断熱部材
２２１・・・・上部断熱ピース
２２２・・・・下部断熱ピース
２２３・・・・中間断熱ピース
２２３ａ・・・・屈曲部
２３０・・・・間隙等
２４０ａ・・・・第二の断熱部材
２４０ｂ・・・・第二の断熱部材
３００・・・・蓄熱容器
３１０・・・・容器本体
３２０・・・・断熱部材層
３３０・・・・ブラケット
３４０・・・・樹脂材
３５０・・・・スプレーガン
４００・・・・蓄熱容器
４１０・・・・容器本体
４２０・・・・断熱部材層
４４０・・・・熱収縮樹脂
５００・・・・蓄熱容器
５１０・・・・容器本体
５２０・・・・断熱部材層
５４０・・・・型成形樹脂層
５５０・・・・ステー
５６０・・・・金型
６００・・・・蓄熱容器
６１０・・・・容器本体
６２０・・・・断熱部材層
６４０・・・・断熱部材
６５０・・・・ステー
６６０・・・・固定側ブラケット
６７０・・・・ボルト
６８０・・・・ナット
６９０・・・・カラー
７００・・・・  蓄熱容器
７１３・・・・容器出入配管
７２０・・・・ヒータ
７１６・・・・バルブ
【図１】
2004346908.tif 000003
【図２】
2004346908.tif 000004
【図３】
2004346908.tif 000005
【図４】
2004346908.tif 000006
【図５】
2004346908.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004346908.tif 000009
【図８】
2004346908.tif 000010
【図９】
2004346908.tif 000011
【図１０】
2004346908.tif 000012
【図１１】
2004346908.tif 000013
【図１２】
2004346908.tif 000014