(57)【要約】【課題】エンジン停止時の保温性を高めることのできる内燃機関の保温装置を提供することを目的とする。【解決手段】保温装置は、エンジン本体の全体を覆う保温カバーと、保温カバーの内側において、内燃機関の本体構成部品に接するように設けられ、所定温度で放熱を行う蓄熱装置と、を備える。蓄熱装置は、例えば４０℃付近で相変化が起きるパラフィン系の潜熱蓄熱材が使用される。潜熱蓄熱材は、好ましくはエンジン本体内のクランク軸の周囲やクランクキャップを覆うように設けられる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の本体全体を覆う保温カバーと、
前記保温カバーの内側において、前記内燃機関の本体構成部品に接するように設けられ、所定温度で放熱を行う蓄熱装置と、
を備えることを特徴とする内燃機関の保温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の保温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジン、トランスミッション等を、断熱層を有する保温カバーで覆うようにしたエンジンの保温構造が開示されている。この保温構造では、保温カバーの断熱材に、周囲から吸収した熱で個体から液体への相変化を生じるとともに、液体から個体への相変化に伴う潜熱で発熱する潜熱蓄熱材が用いられている。エンジン停止後に潜熱蓄熱材の温度がその発核点に達すると、液体から個体への相変化に伴う潜熱でその温度低下が抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７２６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の保温構造では、エンジン等を覆う保温カバーの断熱層が潜熱蓄熱材で形成されているため、潜熱蓄熱材によってエンジン等の全体を覆うことが求められる。この場合、保温カバーの搭載スペースやエンジンへの伝熱効率、更にはコストや信頼性等の問題が生じ得る。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、エンジン停止時の保温性を高めることのできる内燃機関の保温装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の保温装置を対象としている。保温装置は、内燃機関の本体全体を覆う保温カバーと、保温カバーの内側において、内燃機関の本体構成部品に接するように設けられ、所定温度で放熱を行う蓄熱装置と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、保温カバーにより内燃機関の外部への放熱が抑制されるとともに、蓄熱装置からの放熱が内燃機関の本体構成部品へと直接伝えられる。これにより、エンジン停止時の保温性を効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１のシステムの構成を示す図である。
【図２】エンジン本体をクランク軸の軸方向に対して垂直に切断した場合の断面を表す模式図である。
【図３】エンジン停止時のエンジン温度及びエンジンへの輸送熱流を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１のシステムの変形例の構成を示す図である。
【図５】エンジン停止時のエンジン温度及びエンジンへの輸送熱流を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１０】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステムの構成を示す図である。図１に示すシステムは、内燃機関（エンジン）１０の保温装置として構成されている。内燃機関１０は車両に搭載され、その動力装置とされている。内燃機関１０のエンジン本体１２には、蓄熱装置１４，１６が設けられている。蓄熱装置１４，１６は、周囲から吸収した熱で個体から液体に相変化を生じるとともに、液体から個体への相変化に伴う潜熱で発熱する潜熱蓄熱材である。本実施の形態では、潜熱蓄熱材として、４０℃付近の所定温度で相変化するように成分が調節されたパラフィン系の潜熱蓄熱材が使用される。
【００１１】
蓄熱装置１４，１６は、エンジン本体１２を構成する本体構成部品に接するように設けられている。より詳しくは、蓄熱装置１４は、エンジン本体１２の外壁面に接するように固定されている。また、蓄熱装置１６は、エンジン本体１２の内部におけるクランク軸の近傍に配置されている。図２は、エンジン本体をクランク軸の軸方向に対して垂直に切断した場合の断面を表す模式図である。この図に示すように、蓄熱装置１６は、クランク軸１２１の近傍となるシリンダブロック１２２の内部に設けられるとともに、クランクキャップ１２３を覆うように設けられている。
【００１２】
［実施の形態１の動作］
次に、実施の形態１の動作について図を参照して説明する。図３は、エンジン停止時のエンジン温度及びエンジンへの輸送熱流を示すタイムチャートである。なお、この図中の実線は、高温の熱流体をポンプ等によりエンジン本体内に流通させてエンジンの保温を行うシステムの場合を比較例として図示している。この図に示すように、比較例のシステムでは、エンジンの停止後、エンジンが始動する時間ｔ３の直前の時間ｔ２において熱流体の流通が開始されている。この際、比較例のシステムでは高温の熱流体を流通させるため、短時間にてエンジンへの輸送熱流が高められる。このようなシステムによれば、短時間でエンジン温度を高めることができる反面、高温の熱流体を流通させるための装置が必要であり、装置の搭載スペースや複雑化、信頼性等が問題となる。
【００１３】
一方、この図に点線で示す実施の形態１のシステムでは、エンジンの停止後、エンジン温度が潜熱蓄熱材の相変化が起きる所定温度（例えば４０℃）まで低下した時間ｔ１において蓄熱装置１４，１６からの放熱によるエンジンへの熱輸送が開始されている。この際、実施の形態１のシステムでは、蓄熱装置１６がエンジン本体１２の外部放熱面から遠い位置（つまりエンジン本体１２の内部）に配置されていること、及びエンジン表面温度と外部環境温度の差がエンジン停止直後に比べて小さいためエンジン外部への単位時間当たりの放熱量も減少していることにより、蓄熱装置からエンジンへの放熱が少量ずつ長時間に渡って行なわれる。これにより、エンジン本体１２をエンジン停止後長時間に渡り保温することが可能となる。これにより、外気よりも高い温度でエンジンを始動する機会が増えるので、燃費を向上させることができる。
【００１４】
また、潜熱蓄熱材で構成された蓄熱装置１４，１６は、熱流体を流通させるような装置が必要ない。このため、簡易な構成でエンジン停止中の保温を行うことが可能となる。また、実施の形態１のシステムでは、蓄熱装置１４，１６に用いられる潜熱蓄熱材が一定の温度で相変化するようにその成分が調節されているため、エンジン本体１２の温度を一定に保ち、温度ばらつきを抑えることが可能となる。
【００１５】
なお、蓄熱装置１４，１６に用いられる潜熱蓄熱材は、相変化する温度がエミッションや燃費のモード評価時の温度以上となるようにその成分を調節することが好ましい。これにより、評価時に時間や空調の影響によらず、始動時温度のばらつきが少ない評価結果を得ることが可能となる。
【００１６】
ところで、実施の形態１のシステムでは、エンジン本体１２を保温カバーで覆うことが好ましい。図４は、本発明の実施の形態１のシステムの変形例の構成を示す図である。この図に示す例では、図１に示すシステム構成に加えて、更にエンジン本体１２の全体を覆う保温カバー１８を備えている。このような構成によれば、蓄熱装置１４，１６は、保温カバー１８の内側に配置されることとなる。
【００１７】
図４に示すシステムでは、エンジン停止時の保温期間を更に延ばすことができる。図５は、エンジン停止時のエンジン温度及びエンジンへの輸送熱流を示すタイムチャートである。なお、この図において、点線は保温カバーを備えていない比較例のシステムのタイムチャートを、実線は保温カバーを備えたシステムのタイムチャートを、それぞれ示している。この図に示すように、保温カバーを備えた変形例のシステムでは、保温カバーを備えていない比較例のシステムに比べてエンジン停止後のエンジン温度の低下が緩慢になる。このため、変形例のシステムでは、エンジン温度が所定温度（使用される潜熱蓄熱材が相変化する温度）まで低下するまでのソーク時間（ｔ１´）が比較例のシステムの時間（ｔ１）よりも長くなる。また、変形例のシステムでは、保温カバー１８によって放熱量が減るため、その分時間当たりのエンジンへの伝熱量を減らすことができる。これにより、放熱を長時間に渡り行うことができるので、エンジン温度を所定温度に保持しているソーク時間を効果的に延ばすことができる。
【００１８】
以上、本発明の実施の形態１のシステムについて説明したが、実施の形態１のシステムは以下のように変形して実施してもよい。
【００１９】
蓄熱装置１４，１６は、何れか一方のみを配置することとしてもよい。また、蓄熱装置１４，１６は上述した配置に限らず、エンジン本体１２を構成する本体構成部品に接している配置であれば他配置でもよい。ただし、エンジンのフリクションは主にオイル潤滑部の摩擦によるものであるため、潤滑油温が高くなるようにクランク軸１２１の近傍やクランクキャップ１２３の部分などへの配置が好ましい。また、蓄熱装置１４，１６として使用する潜熱蓄熱材はパラフィン系のものに限らず、４０℃付近で相変化する潜熱蓄熱材を広く用いることができる。
【００２０】
蓄熱装置１４，１６の構成は潜熱蓄熱材に限らない。すなわち、熱流体を流通させるポンプ等の装置を備えずに、自然対流や熱伝導により放熱を行う構成であれば、例えば熱流体をバイメタル弁等により自然対流させる構成でもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１０  内燃機関
１２  エンジン本体
１２１  クランク軸
１２２  シリンダブロック
１２３  クランクキャップ
１４，１６  蓄熱装置
１８  保温カバー
【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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