(57)【要約】【課題】  冷却水などの熱媒体に不溶性の蓄熱物質が蓄熱回路中に洩れ出しても、蓄熱回路中の機器の機能を正常に保つことのできる蓄熱回路用自動遮断弁を提供することを課題とする。【解決手段】  自動遮断弁２０は、本体２１の内側２２に、熱媒体を通す主流路２４とともに熱媒体をバイパスして流す第１バイパス流路２５、第２バイパス流路２６とを備え、この主流路２４の凹部２９と第１バイパス流路２５の凹部３１と第２バイパス流路２６の凹部３２とに弁を開く弁開機構４０を介設し、且つこの弁開機構４０より上流位置にて第１パイパス流路２５に、蓄熱ユニット１３から蓄熱物質が洩れ出したときに、この不溶性の蓄熱物質を凝固させる冷却部２７を備え、蓄熱物質が洩れたときに弁を閉じて熱媒体の流れを止めることができるようにしたものである。【効果】  自動遮断弁は、バイパス流路で蓄熱物質が冷却凝固すると、バイパス流路に熱媒体が流れなくなり、このバイパス流路に介設した弁開機構の働きが停止し、弁を閉じることができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水などの熱媒体を流す管路に、エンジンなどの発熱源を介設し、この発熱源より下流位置にて、前記熱媒体に不溶性の蓄熱物質を内蔵する蓄熱ユニットを前記管路に介設し、発熱源の熱を蓄熱ユニットで蓄熱させることができる蓄熱回路において、
前記蓄熱ユニットより下流位置にて前記管路に自動遮断弁を設け、
この自動遮断弁は、熱媒体を通す主流路とともに熱媒体をバイパスして流すバイパス流路を備え、このバイパス流路に弁を開く弁開機構を介設し、且つこの弁開機構より上流位置にてパイパス流路に、蓄熱ユニットから前記蓄熱物質が洩れ出したときに、この不溶性の蓄熱物質を凝固させる冷却部を備え、
蓄熱物質が洩れたときに弁を閉じて熱媒体の流れを止めることができるようにしたことを特徴とする蓄熱回路用自動遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱媒体を流す管路に蓄熱ユニットを設けた蓄熱回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蓄熱回路は、発熱源の熱を蓄熱ユニットで蓄熱させ、蓄熱ユニットを管路で加熱装置に接続し、この加熱装置からの戻り管路を発熱源に接続する。
【０００３】
従来の蓄熱回路として、自動車の蓄熱回路が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平４−２３１８４７号公報（第４頁、図１）
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９は従来の技術の基本原理を説明する図であり、加熱及び冷却回路１００は、冷却回路１０１にラジエータ１０２を備え、エンジン回路１０３にエンジン１０４を備え、その他、三方弁１０５、水ポンプ１０６、冷却器戻り回路１０７、接続ダクト１０８とからなり、さらに、加熱回路１０９に蓄熱手段１１０、加熱熱交換器１１１、加熱戻り手段１１２、弁１１３を設けたものである。
【０００５】
エンジン１０４の中を通過する熱媒体は、三方弁１０５に進み、もし作動温度に達していなければ水ポンプ１０６を介してエンジン１０４に戻る。
蓄熱手段１１０で熱を奪われた熱媒体は、加熱回路１０９を介して加熱熱交換器１１１に進み、加熱戻り手段１１２、弁１１３、接続ダクト１０８、水ポンプ１０６を介してエンジン１０４に戻る。
【０００６】
ところで、蓄熱手段１１０には、蓄熱物質が充填もしくは内蔵されている。蓄熱物質には各種の物が使用可能であるが、パラフィンが好んで使用される。パラフィンは金属を腐食させる心配がないからである。
【０００７】
しかし、パラフィン系蓄熱物質を封じ込めている壁が破れると、２次問題が発生する。すなわち、パラフィン系蓄熱物質は、冷却水に不溶性な物質であるため洩れ出すと蓄熱回路中の機器の流路を詰まらせ、蓄熱回路の機能を低下若しくは停止させてしまう可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、冷却水などの熱媒体に不溶性の蓄熱物質が蓄熱回路中に洩れ出しても、蓄熱回路中の機器の機能を正常に保つことのできる蓄熱回路用自動遮断弁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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、冷却水などの熱媒体を流す管路に、エンジンなどの発熱源を介設し、この発熱源より下流位置にて、熱媒体に不溶性の蓄熱物質を内蔵する蓄熱ユニットを管路に介設し、発熱源の熱を蓄熱ユニットで蓄熱させることができる蓄熱回路において、
蓄熱ユニットより下流位置にて管路に自動遮断弁を設け、
この自動遮断弁は、熱媒体を通す主流路とともに熱媒体をバイパスして流すバイパス流路を備え、このバイパス流路に弁を開く弁開機構を介設し、且つこの弁開機構より上流位置にてパイパス流路に、蓄熱ユニットから蓄熱物質が洩れ出したときに、この不溶性の蓄熱物質を凝固させる冷却部を備え、
蓄熱物質が洩れたときに弁を閉じて熱媒体の流れを止めることができるようにしたことを特徴とする。  
【００１０】
自動遮断弁は、熱媒体を通す主流路とともに熱媒体をバイパスして流すバイパス流路を備えるために、蓄熱回路を流れる熱媒体を分岐して流すことができる。
その結果、この分岐した流れを利用して、弁の開閉を制御することができる。
【００１１】
また、自動遮断弁は、バイパス流路に弁を開く弁開機構を介設したために、バイパス流路内の熱媒体の流れ方により、弁の開閉を決めることができる。
さらに、自動遮断弁は、弁開機構より上流位置のバイパス流路に冷却部を備えたので、蓄熱ユニットから不溶性の蓄熱物質が洩れてこの冷却部を通過する際に、蓄熱物質を自動的に凝固させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、冷却水などの熱媒体に不溶性の蓄熱物質が蓄熱ユニットから蓄熱回路中に洩れると、蓄熱ユニットの下流側にある自動遮断弁内に備わるバイパス流路に冷却部を設けたので、この不溶性の蓄熱物質を冷却凝固させることができる。
自動遮断弁は、バイパス流路で蓄熱物質が冷却凝固すると、バイパス流路に熱媒体が流れなくなり、このバイパス流路に介設した弁開機構の働きが停止し、弁を閉じることができる。
したがって、冷却水などの熱媒体に不溶性の蓄熱物質が蓄熱回路中に洩れ出しても、蓄熱回路中の機器の機能を正常に保つことのできる蓄熱回路用自動遮断弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る蓄熱回路を示す図であり、蓄熱回路１０は、エチレングリコール水溶液からなる冷却水などの熱媒体を流す管路１１に、エンジンやモータなどの発熱源１２を介設し、この発熱源１２より下流位置にて、熱媒体に不溶性を示すパラフィンなどの蓄熱物質を内蔵する蓄熱ユニット１３を介設し、蓄熱ユニット１３より下流位置に空調装置の加熱器１５を介設し、発熱源１２の近傍にウォーターポンプ１７を備え、さらに蓄熱ユニット１３より下流位置の管路１１に自動遮断弁２０を設けた回路である。尚、ラジエータ１４やサーモスタット１６を備えた回路は発熱源１２の冷却回路である。
【００１４】
図２は本発明に係る自動遮断弁の分解斜視図であり、自動遮断弁２０の本体２１を中央で半分に割り、内側２２に現れた各部位の凹部と、外側２３の各部位の凸部と、中央に備わる弁開機構４０とを示したものである。
【００１５】
自動遮断弁２０は、本体２１の内側２２に、主流路２４を設け、この主流路２４の上方及び下方に第１バイパス流路２５及び第２バイパス流路２６を設け、この第１バイパス流路２５の一部に冷却部２７を設け、この冷却部２７に備わるフィン２８と、凹部２９、３１、３２と、これら凹部２９、３１、３２に収まる弁開機構４０とからなるものである。
弁開機構４０は、上部羽根４１と下部羽根４２とを連結するウォームギヤ軸４３と、このウォームギヤ軸４３に沿って上下に可動するねじ孔４４を備えた可動弁４５とからなる。
【００１６】
図３は本発明に係る自動遮断弁の断面図であり、自動遮断弁２０は、本体２１の内側２２に、熱媒体を通す主流路２４とともに熱媒体をバイパスして流す第１バイパス流路２５、第２バイパス流路２６とを備え、この主流路２４の凹部２９と第１バイパス流路２５の凹部３１と第２バイパス流路２６の凹部３２とに弁を開く弁開機構４０を介設し、且つこの弁開機構４０より上流位置にて第１パイパス流路２５に、蓄熱ユニット１３（図１参照。）から蓄熱物質が洩れ出したときに、この不溶性の蓄熱物質を凝固させる冷却部２７を備え、蓄熱物質が洩れたときに弁を閉じて熱媒体の流れを止めることができるようにしたものである。
【００１７】
弁開機構４０は、上部羽根４１と下部羽根４２とウォームギヤ軸４３と可動弁４５とからなり、上部羽根４１を複数の羽根４６・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）とこれら羽根４６・・・の付け根部４７とで、下部羽根４２を複数の羽根４８・・・とこれら羽根４８・・・の付け根部４９とで構成した。
【００１８】
図４は蓄熱ユニットが正常運転時の自動遮断弁の作用図である。
自動遮断弁２０において、熱媒体は矢印Ａの如く入り、主流路２４、第１バイパス流路２５、第２バイパス流路２６に矢印Ｂの如く分岐し、凹部３１に収納する羽根４６・・・と凹部３２に収納する羽根４８・・・を回転させるように作用する。このとき、可動弁４５を開ける方向に動かす力が可動弁４５を閉じる方向に動かす力より大きく設定されているために、羽根４６・・・が矢印Ｃの如く回転し、羽根４８・・・が矢印Ｃの如く回転し、これらの羽根４６・・・及び羽根４８・・・の付け根部４７、４９で連結するウォームギヤ軸４３が矢印Ｃの如く回転し、可動弁４５が矢印Ｄの如く上限まで動いて止まると羽根４６・・・及び羽根４８・・・の回転は止まり、熱媒体が矢印Ｅの如く下流側に流れる。
【００１９】
可動弁４５が開放するような構造にするための具体策は、例えば、羽根４６・・・を羽根４８・・・より大きくし、羽根４６・・・の回転モーメントを大きくすることや、第１バイパス流路２５の径を第２バイパス流路２６の径よりも大きく設定して、羽根４６・・・に羽根４８・・・よりも多くの熱媒体流量を作用させるようにする。
【００２０】
このように、自動遮断弁２０は、熱媒体を通す主流路２４とともに熱媒体をバイパスして流す第１バイパス流路２５、第２バイパス流路２６を備えるために、蓄熱回路を流れる熱媒体を分岐して流すことができ、この分岐した流れを利用して、弁の開閉を制御することができる。
【００２１】
また、自動遮断弁２０は、バイパス流路に弁を開く弁開機構４０を介設したために、バイパス流路内の熱媒体の流れ方により、弁の開閉を決めることができる。
【００２２】
図５は蓄熱回路に蓄熱物質が流れ出した場合の自動遮断弁の作用図である。
（ａ）で主流路２４に蓄熱物質が矢印Ｆの如く入り、矢印Ｇの如く主流路２４、第１バイパス流路２５、第２バイパス流路２６に分岐し始めた状態を示すが、この状態では、熱媒体が矢印Ａ、Ｂ、Ｅの如く上流側から下流側へ流れているために、可動弁４５は、矢印Ｄの上限への移動状態を維持したままである。
【００２３】
（ｂ）で蓄熱物質が冷却部２７で冷却され、凝固した蓄熱物質５１として第１バイパス流路２５を塞いだ状態を示すが、この状態では、熱媒体が第１バイパス流路２５に流れなくなるので、熱媒体は主流路２４内の矢印Ａ、Ｂ、Ｅの流れと、第２バイパス流路２６内の矢印Ｂの流れに限定され、羽根４８・・・と羽根４６・・・とウォームギヤ軸４３が矢印Ｈの如く回転し、可動弁４５が矢印Ｊの如く下がる方向へ動く。
【００２４】
（ｃ）で（ｂ）の状態から可動弁４５が下限まで下がり、完全に主流路２４及び第２バイパス流路２６を塞いだ状態を示す。
自動遮断弁２０は、熱媒体が矢印ＡからＢへ、蓄熱物質が矢印ＦからＧへ流れ続けようとするが、可動弁４５が矢印Ｊの如く下限で留まるので、やがてこれら流体の流れを止めることができる。
【００２５】
このように、自動遮断弁２０は、第１バイパス流路２５で蓄熱物質が冷却凝固すると、第１バイパス流路２５に熱媒体が流れなくなり、この第１バイパス流路２５に介設した弁開機構４０の弁を開く働きが停止し、弁を閉じることができる。
【００２６】
その結果、蓄熱回路１０は作動しなくなり、蓄熱回路１０の各部品機能を損なう虞が無くなる。
したがって、冷却水などの熱媒体に不溶性の蓄熱物質が蓄熱回路中に洩れ出しても、蓄熱回路中の機器の機能を正常に保つことのできる蓄熱回路用自動遮断弁を提供することができる。
【００２７】
図６は図３の別実施例を示す図であり、自動遮断弁６０は、本体６１の内側６２に、熱媒体を通す主流路６３とともに熱媒体をバイパスして流すバイパス流路６４を備え、このバイパス流路６４に蓄熱ユニット１３（図１参照。）から蓄熱物質が洩れ出したときに、この不溶性の蓄熱物質を凝固させる冷却部６５を備え、この冷却部６５で図の背面側に延びたフィン６６と、バイパス流路６４の凹部６７の凹部内壁６８に嵌合するように弁開機構７０を介設し、この弁開機構７０より上流位置に設けた冷却部６５で蓄熱物質が洩れたときに蓄熱物質を凝固し、弁を閉じて熱媒体の流れを止めることができるようにしたものである。
【００２８】
弁開機構７０は、ピストン７１のばね収納部７２の外壁７３を凹部内壁６８に沿わせ、ばね収納部７２の内壁７４に沿うように圧縮コイルばね７５を介設し、ばね収納部７２の先に設けた押し棒７６の先端部７７で球７８を押さえつけるように構成したものである。
７９は球７８で主流路６３を塞ぐときに球７８と嵌合するパッキンである。
【００２９】
図７は蓄熱ユニットが正常運転時の図６の自動遮断弁の作用図である。
自動遮断弁６０において、熱媒体は矢印Ｋの如く入り、主流路６３とバイパス流路６４とに矢印Ｌの如く分岐する。
このとき、弁開機構７０では、ピストン７１のばね収納部７２の底面８１の面積Ｓ１が押し棒７６の付け根の面積Ｓ２より大きいので、これら面積Ｓ１と圧力を掛けた力Ｆ１（圧縮コイルばね７５の反力とピストン７１の押力の合成した力）と、このＦ１に反発する面積Ｓ２と圧力を掛けた力Ｆ２において、Ｆ１＞Ｆ２の関係があるので、圧縮コイルばね７５が矢印Ｍの如く下方へ、また、ピストン７１が矢印Ｎの如く下方へ動き、押し棒７６の先端部７７で球７８を押付けた状態を維持し、熱媒体は矢印Ｐの如く下流側に流れる。
【００３０】
弁開機構７０は、ピストン７１と圧縮コイルばね７５と球７８とからなり、バイパス流路６４が１つで良いので、比較的簡単な機構で弁の開閉を行うことができる。
【００３１】
図８は蓄熱回路に蓄熱物質が流れ出した場合の図６の自動遮断弁の作用図である。
（ａ）で主流路６３に蓄熱物質が矢印Ｑの如く入り、矢印Ｒの如く主流路６３、バイパス流路６４に分岐し始めた状態を示すが、この状態では、熱媒体が矢印Ｋ、Ｌ、Ｐの如く上流側から下流側へ流れているために、圧縮コイルばね７５が矢印Ｍの如く下方へ動く状態と、ピストン７１が矢印Ｎの如く下方へ動く状態とを維持したままである。
【００３２】
（ｂ）で蓄熱物質が冷却部６５で冷却され、凝固した蓄熱物質８２としてバイパス流路６４を塞いだ状態を示す。
この状態では、熱媒体がバイパス流路６４に流れなくなるので、圧縮コイルばね７５の押力は有るが、ピストン７１の下方への押力が弱い状態となる。
【００３３】
球７８に注目すると、球７８の上方には熱媒体が矢印Ｋ、Ｌ、Ｐの如く流れ、その流速は大きい。一方、球７８の下方には狭い隙間があるが、この隙間に流れる熱媒体の流速は小さい。
【００３４】
動圧＋静圧＝全圧で定義することのできる、全圧は球７８の上と下では差がない。動圧は流速の二乗に比例する。球７８の上方では、流速が大きいため動圧が大きく、結果として静圧が小さくなる。球７８の下方では、流速が小さいため動圧が小さく、結果として静圧が大きくなる。静圧の差により球７８に上向きの力が作用し、球７８は矢印Ｔの如く上昇する。
【００３５】
（ｃ）で（ｂ）の状態から球７８が上限まで上がり、完全に主流路６３を塞いだ状態を示す。
自動遮断弁６０では、熱媒体が矢印ＫからＬへ、蓄熱物質が矢印ＱからＲへ流れ続けようとするが、球７８が矢印Ｔの如く上限で留まり、ピストン７１で圧縮コイルばね７５の働きを抑制し続けるので、やがてこれら流体の流れを止めることができる。
【００３６】
その結果、蓄熱回路１０は作動しなくなり、蓄熱回路１０の各部品機能を損なう虞が無くなる。
したがって、冷却水などの熱媒体に不溶性の蓄熱物質が蓄熱回路中に洩れ出しても、蓄熱回路中の機器の機能を正常に保つことのできる蓄熱回路用自動遮断弁を提供することができる。
【００３７】
尚、本発明の自動遮断弁２０、６０は、冷却部２７、６５での冷却方式を空気で冷却する冷却フィンとしたが、冷却フィンに代えて蓄熱物質の凝固温度よりも低温の流体で冷却させるようにしても差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の蓄熱回路用自動遮断弁は、蓄熱回路に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る蓄熱回路を示す図である。
【図２】本発明に係る自動遮断弁の分解斜視図である。
【図３】本発明に係る自動遮断弁の断面図である。
【図４】蓄熱ユニットが正常運転時の自動遮断弁の作用図である。
【図５】蓄熱回路に蓄熱物質が流れ出した場合の自動遮断弁の作用図である。
【図６】図３の別実施例を示す図である。
【図７】蓄熱ユニットが正常運転時の図６の自動遮断弁の作用図である。
【図８】蓄熱回路に蓄熱物質が流れ出した場合の図６の自動遮断弁の作用図である。
【図９】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…蓄熱回路  、１３…蓄熱ユニット  、２０…自動遮断弁  、２４…主流路  、２５…第１バイパス流路  、２６…第２バイパス流路  、２７…冷却部  、４０…弁開機構  、４１…上部羽根  、４２…下部羽根  、４３…ウォームギヤ軸  、４５…可動弁  、６０…自動遮断弁  、６３…主流路  、６４…バイパス流路  、６５…冷却部  、７０…弁開機構  、７１…ピストン  、７５…圧縮コイルばね  、７８…球。
【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】
2005331071.tif 000009
【図８】
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【図９】
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