(57)【要約】【課題】エンジンの始動時において、潜熱蓄熱材を用いたエンジンの暖機を確実に行うことができるエンジンの暖機装置を提供する。【解決手段】電動ポンプ３により強制的に循環される潜熱蓄熱材２と、その潜熱蓄熱材２と冷却水４との間の熱交換を行う熱交換器５とを断熱容器６内に収納してなるエンジンの暖機装置１を、エンジン本体１４とラジエータ１５との間を冷却水４が循環するエンジン冷却系統１７内に設置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体とラジエータとの間を冷却水が循環するエンジン冷却系統内に設置されたエンジンの暖機装置であって、
ポンプにより強制的に循環される潜熱蓄熱材と、前記潜熱蓄熱材と前記冷却水との間の熱交換を行う熱交換器とを、断熱容器内に収納してなることを特徴とするエンジンの暖機装置。
【請求項２】
前記潜熱蓄熱材の凝固点が、前記熱交換器の入口における前記冷却水の温度と、該熱交換器の出口における該冷却水の温度との間に存在する請求項１に記載のエンジンの暖機装置。
【請求項３】
前記潜熱蓄熱材が、パラフィンエマルジョン、又はパラフィンを内蔵したマイクロカプセルを水で溶いたエマルジョンである請求項１又は２に記載のエンジンの暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの暖機装置に関し、更に詳しくは、エンジンの始動時において、潜熱蓄熱材を用いたエンジンの暖機を確実に行うことができるエンジンの暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の走行前に行われる暖機運転については、燃費向上及び環境保護の観点から、なるべく短縮することが求められている。そこで、エンジンの暖機性を向上するために、エンジンの冷却系統内に蓄熱容器を設けて暖機後の温水を貯めておき、暖機中にその温水を放出するという顕熱蓄熱を利用した内燃機関が提案されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
その一方で、顕熱蓄熱よりも蓄熱量を多くできる潜熱蓄熱を利用して、エンジンの暖機性を向上する暖機装置が開発されている（例えば、特許文献２を参照）。この潜熱蓄熱は、過冷却状態になった潜熱蓄熱材に、暖機中に刺激を与えて発核させることで、過冷却状態を解除して急速に凝固させて凝固熱（潜熱）を得るというものである。
【０００４】
しかしながら、潜熱蓄熱材の過冷却状態は不安定であるため、振動や不均一な温度分布などの予期せぬ刺激により発核する可能性がある。そのようにしてエンジンの停止中に潜熱蓄熱材の過冷却状態が不用意に解除されて凝固が開始されてしまうと、エンジンの暖機時には期待される機能を果たせなくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４８５５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９４６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、エンジンの始動時において、潜熱蓄熱材を用いたエンジンの暖機を確実に行うことができるエンジンの暖機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明のエンジンの暖機装置は、エンジン本体とラジエータとの間を冷却水が循環するエンジン冷却系統内に設置されたエンジンの暖機装置であって、ポンプにより強制的に循環される潜熱蓄熱材と、前記潜熱蓄熱材と前記冷却水との間の熱交換を行う熱交換器とを、断熱容器内に収納してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のエンジンの暖機装置によれば、強制循環する潜熱蓄熱材と冷却水との間の熱交換を断熱容器内で行うようにしたので、エンジン停止時において潜熱蓄熱材が過冷却状態にならず、潜熱蓄熱材の過冷却状態の不用意な解除がなくなるため、潜熱蓄熱材を用いたエンジン始動時の暖機を従来よりも確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態からなるエンジンの暖機装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態からなるエンジンの暖機装置が設置されるエンジン冷却系統の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるエンジンの暖機装置を示す。
【００１１】
このエンジンの暖機装置１は、車両に搭載されており、潜熱蓄熱材２と、その潜熱蓄熱材２を循環させる電動ポンプ３と、循環する潜熱蓄熱材２と冷却水４との間の熱交換を行う熱交換器５とを、矩形状の断熱容器６内に液密に収納した構造を有している。なお、図１においては、内部構造を示すために上板を省略している。
【００１２】
潜熱蓄熱材２には、凝固点以下でも流動性を有する材料が用いられる。そのような材料としては、パラフィンエマルジョンや、パラフィンを内蔵したマイクロカプセルを水で溶いたエマルジョンなどが望ましく例示される。
【００１３】
電動ポンプ３は、図示しないバッテリー等を電源とし、断熱容器６内の一端部に設置されている。
【００１４】
熱交換器５は、断熱容器６の他端部側から外部へ延びる入口管７及び出口管８をそれぞれ有する一対の金属容器９Ａ、９Ｂと、それらの金属容器９Ａ、９Ｂを連結する連結管１０とから構成されている。一対の金属容器９Ａ、９Ｂの間には、連結管１０の配置部分を避けるようにして仕切板１１が立設されている。電動ポンプ３から吐出された潜熱蓄熱材２は、この仕切板１１の周りを強制的に循環するようになっている。
【００１５】
断熱容器６の外壁１２（上板、底板及び側板）は金属製の二重構造になっており、内層と外層との間の空間が真空である、いわゆる魔法瓶構造になっている。また、外壁１２の内外面には、強度補強用のリブ１３が複数形成されている。
【００１６】
エンジンの暖機装置１は、図２に示すように、エンジン本体１４とラジエータ１５との間をウォータポンプ１６により冷却水４が強制循環するエンジン冷却系統１７に設置される。具体的には、熱交換器５の入口管７はラジエータ１５の下流側に接続されるとともに、出口管８はウォータポンプ１６の上流側に接続される。なお、図２における矢印は、冷却水４の流れ方向を示している。
【００１７】
このエンジンの暖機装置１の動作は次のようになる。エンジン本体１４の運転中は、入口管７から熱交換器５に流入する冷却水４は高温になるため、断熱容器６内を循環する潜熱蓄熱材２は熱交換器５を通じて加温されて蓄熱する。その後、エンジン本体１４が停止すると、熱交換器５に冷却水４は流入しなくなり、外気温によりエンジンの暖機装置１が冷やされるが、断熱容器６により潜熱蓄熱材２の温度低下は妨げられるため、潜熱蓄熱材２が過冷却状態になることはない。
【００１８】
そして、エンジン本体１４が始動すると、断熱容器６内を循環する潜熱蓄熱材２の有する熱により、熱交換器５を通じて冷却水４が加温される。
【００１９】
以上に述べたエンジンの暖機装置１の動作時においては、電動ポンプ３は、エンジン本体１４の停止時を除いて起動状態にされる。
【００２０】
このように、エンジン停止時において潜熱蓄熱材２が過冷却状態にならないようにしたので、潜熱蓄熱材２の過冷却状態の不用意な解除がなくなるため、エンジン始動時の暖機を従来よりも確実に行うことができる。
【００２１】
本発明のエンジンの暖機装置１においては、潜熱蓄熱材２の凝固点は、冷却水４の熱交換器５の入口管６における冷却水４の温度と、出口管８における冷却水４の温度との間に存在することが望ましい。この潜熱蓄熱材２の凝固点の調整は、材料の組成を変化させることにより可能である。
【００２２】
そのように潜熱蓄熱材２の凝固点を調整した場合におけるエンジンの暖機装置１の動作は次のようになる。エンジン本体１４の運転中は、入口管７から熱交換器５に流入する冷却水４は、潜熱蓄熱材２の凝固点超の温度になるため、熱交換器５を通じて加温された潜熱蓄熱材２は融解して液相の状態になるとともに蓄熱する。その後、エンジン本体１４が停止すると、冷却水４は熱交換器５に流入しなくなり、熱交換器５を通じて潜熱蓄熱材２が冷却されることはない。更に、断熱容器６により潜熱蓄熱材２の温度低下は妨げられるため、過冷却状態になることはない。
【００２３】
そして、エンジン本体１４が始動すると、熱交換器５に流入する冷却水４に、潜熱蓄熱材２が有する潜熱及び顕熱が熱交換器５を通じて伝えられ加温される。
【００２４】
このように、エンジン停止時における潜熱蓄熱材２の過冷却状態の不用意な解除を防止するとともに、顕熱蓄熱に加えて蓄熱量が多い潜熱蓄熱も利用するようにしたので、エンジン始動時の暖機を更に確実に行うことができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  エンジンの暖機装置
２  潜熱蓄熱材
３  電動ポンプ
４  冷却水
５  熱交換器
１２  外壁
１４  エンジン本体
１５  ラジエータ
１７  エンジン冷却系統
【図１】
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【図２】
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