(57)【要約】【課題】蓄熱器内の過度の圧力上昇を抑える構成を採用しつつ、蓄熱器の保温性能の低下を抑える。【解決手段】蓄熱器（１）は、底部に開口（５）を有し、天井部に開口を有しない断熱容器（３）と、それぞれ前記開口（５）から前記断熱容器（３）内に挿入されて前記断熱容器（３）内に開口する、前記冷媒通路（２）から前記断熱容器（３）内に冷媒を導入する冷媒導入通路（６）、前記断熱容器（３）内の冷媒を前記冷媒通路（２）に排出する冷媒排出通路（７）、及び、前記断熱容器（３）内の上部に溜まる空気を前記断熱容器（３）外に排出する気液置換通路（８）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源と熱交換を行う冷媒が流れる冷媒通路（２）に配置され、前記冷媒を保温貯留する蓄熱器において、
底部に開口（５）を有し、天井部に開口を有しない断熱容器（３）と、
それぞれ前記開口（５）から前記断熱容器（３）内に挿入されて前記断熱容器（３）内に開口する、前記冷媒通路（２）から前記断熱容器（３）内に冷媒を導入する冷媒導入通路（６）、前記断熱容器（３）内の冷媒を前記冷媒通路（２）に排出する冷媒排出通路（７）、及び、前記断熱容器（３）内の上部に溜まる空気を前記断熱容器（３）外に排出する気液置換通路（８）と、
を備えたことを特徴とする蓄熱器。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄熱器において、
前記断熱容器（３）内において前記気液置換通路（８）の端部は前記冷媒排出通路（７）の端部よりも高い位置に開口することを特徴とする蓄熱器。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄熱器において、
前記断熱容器（３）は天井部に上に凸なエンボス部（３ｄ）を有し、
前記気液置換通路（８）の前記端部は前記エンボス部（３ｄ）内に開口することを特徴とする蓄熱器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の蓄熱器において、
前記気液置換通路（８）は気液分離用容器（１２）に接続することを特徴とする蓄熱器。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄熱器において、
前記熱源はラジエータを備えたエンジンであり、
前記気液分離用容器（１２）は前記ラジエータのリザーブタンクである、
ことを特徴とする蓄熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を保温貯留する蓄熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱器は、断熱容器と、断熱容器の底部に形成される開口から断熱容器内に挿入される冷媒導入通路及び冷媒排出通路とを備える。エンジンや変速機の冷媒通路の途中にこの蓄熱器を設け、高温になった冷媒を蓄熱器内に貯留しておけば、冷機時に貯留されている高温の冷媒を蓄熱器から冷媒通路に戻すことにより、冷媒の昇温時間を短縮することが可能である。
【０００３】
また、特許文献１、２が開示する蓄熱器では、断熱容器の天井部にも開口を形成し、この開口に気液置換通路を接続し、気液置換通路に所定圧力以上で開弁するリリーフ弁を設けることで、蓄熱器内の過度の圧力上昇を抑えるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−７３７６４公報
【特許文献２】特許第３５３２００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１、２の構成では、断熱容器の底部に加え、天井部にも開口があるため、断熱容器から熱が逃げやすく、蓄熱器の保温性能が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、蓄熱器内の過度の圧力上昇を抑える構成を採用しつつ、蓄熱器の保温性能の低下を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、熱源と熱交換を行う冷媒が流れる冷媒通路に配置され、前記冷媒を保温貯留する蓄熱器において、底部に開口を有し、天井部に開口を有しない断熱容器と、それぞれ前記開口から前記断熱容器内に挿入されて前記断熱容器内に開口する、前記冷媒通路から前記断熱容器内に冷媒を導入する冷媒導入通路、前記断熱容器内の冷媒を前記冷媒通路に排出する冷媒排出通路、及び、前記断熱容器内の上部に溜まる空気を前記断熱容器外に排出する気液置換通路と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る蓄熱器においては、冷媒導入通路、冷媒排出通路及び気液置換通路の全てが断熱容器の底部に形成される開口から断熱容器内に挿入されるので、断熱容器の天井部に開口を形成する必要がなくなり、蓄熱器の保温性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は本発明に係る蓄熱器１の概略構成図である。ここでは蓄熱器１がエンジンの冷却水通路２の途中に設けられる場合を例に挙げて説明するが、蓄熱器１が配置される場所はこれに限定されない。
【００１０】
断熱容器３は、外側容器３ａと、外側容器３ａ内に配置される内側容器３ｂとで構成される。断熱容器３は天井部には開口を有さないが、底部に開口５を有しており、この開口５からアウターパイプ６、インナーパイプ７及び気液置換パイプ８が断熱容器３内に挿入される。開口５の近傍はインナーパイプ７及び気液置換パイプ８がアウターパイプ６の内側に配置される二重筒構造になっている。また、アウターパイプ６の外周と開口５の内周の間にはＯリング１０が介装される。
【００１１】
外側容器３ａと内側容器３ｂの間に形成される空間３ｃは真空になっており、これが断熱層となって内側容器３ｂを外気から熱的に遮断する。内側容器３ｂの断熱構造としては内側容器３ｂの外表面全体を断熱材で覆う構造であってもよい。
【００１２】
アウターパイプ６は一方の側が冷却水通路２に接続し、他方の側が内側容器３ｂ内の下部に開口しており、インナーパイプ７との間に形成される隙間から内側容器３ｂ内に冷却水を導入する。また、インナーパイプ７は一方の側が冷却水通路２に接続し、他方の側が内側容器３ｂ内を上方に延びて端部が内側容器３ｂ内の上部に開口しており、内側容器３ｂ内の冷却水を冷却水通路２へと排出する。
【００１３】
気液置換パイプ８は一方の側が大気開放型のリザーブタンク１２に接続し、他方の側が内側容器３ｂ内を上方に延びる。内側容器３ｂの天井部には空気溜めとして機能する上に凸状のエンボス部３ｄが形成され、気液置換パイプ８の他方の側の端部は、インナーパイプ７の端部よりも上方、かつ、このエンボス部３ｄ内に開口する。リザーブタンク１２はエンジンのラジエータのリザーブタンクと共用してもよく、あるいは、冷却水系内のエア分離を求めず、断熱容器３内部のエア抜きのみを目的とするのであれば、気液置換パイプ８を冷却水通路２に直接接続してもよい。
【００１４】
気液置換パイプ８とリザーブタンク１２の間には、内側容器３ｂ内の圧力が所定圧力以上となったときに開弁するリリーフ弁１３が設けられている。また、リザーブタンク１２と冷却水通路２の間には、冷却水通路２内の圧力が負圧になったときに開弁する負圧弁１４が設けられる。上記のようにリザーブタンク１２を用いず気液置換パイプ８を冷却水通路２に直接接続する場合や、リザーブタンク１２が大気開放型ではなく密閉回路型である場合は、リリーフ弁１３及び負圧弁１４は不要である。
【００１５】
冷却水通路２には蓄熱器１をバイパスするバイパス通路１５が接続している。冷却水通路２とバイパス通路１５の接続部には冷却水を蓄熱器１、バイパス通路１５のいずれに流すかを切り替える流路切替えバルブ１６ａ、１６ｂが設けられている。
【００１６】
続いて上記蓄熱器１の動作について説明する。
【００１７】
エンジンが暖機状態にあり冷却水が十分に昇温しているときに、流路切替えバルブ１６ａ、１６ｂが蓄熱器１側に切り替えられ、アウターパイプ６とインナーパイプ７の間の隙間から内側容器３ｂに高温の冷却水が導入される。内側容器３ｂ内の低温の冷却水はインナーパイプ７から冷却水通路２に排出され、内側容器３ｂ内の低温の冷却水が高温の冷却水と入れ替えられる。図中実線矢印は蓄熱器１作動時の冷却水の流れを示している。
【００１８】
内側容器３ｂ内の圧力が規定圧力を超えて上昇すると、リリーフ弁１３が開いて内側容器３ｂ内の上部に溜まった空気がリザーブタンク１２へと排出され、内側容器３ｂ内の圧力の過度の上昇が抑えられる。図中破線矢印はそのときの空気の流れを示している。
【００１９】
流路切替えバルブ１６ａ、１６ｂがバイパス通路１５側に切り替えられると、内側容器３ｂ内の冷却水が冷却水通路２から分離され、以後、エンジンが停止して冷却水通路２内の冷却水の温度が低下しても内側容器３ｂ内の冷却水は高温に保たれる。冷却水通路２内の冷却水の体積が温度降下により減少し、冷却水通路２内が負圧になった場合は、負圧弁１４が開いてリザーブタンク１２から冷却水通路２に冷却水が補充される。
【００２０】
次回エンジンを冷機状態から始動する際には、流路切替えバルブ１６ａ、１６ｂが蓄熱器１側に切り替えられ、アウターパイプ６とインナーパイプ７の間の隙間から内側容器３ｂに低温の冷却水が導入され、内側容器３ｂに貯留されている高温の冷却水がインナーパイプ７から冷却水通路２に排出される。これにより、冷却水の温度上昇を促進し、エンジンの暖機時間を短縮することができる。
【００２１】
本発明に係る蓄熱器１においては、特に、断熱容器３の内外を連通するアウターパイプ６、インナーパイプ７、及び、気液置換パイプ８の全てが断熱容器３の底部の開口５から断熱容器３内に挿入されるので、断熱容器３の天井部に開口を形成する必要がなく、蓄熱器１の保温性能を向上させることができる。
【００２２】
また、気液置換パイプ８を内側容器３ｂの天井部に形成されるエンボス部３ｄに開口させたことにより、内側容器３ｂ内の圧力が上昇してリリーフ弁１３が開くと内側容器３ｂの上部に溜まった空気が確実、効率的に排出されるので、内側容器３ｂ内に溜まる空気の量が少なくなり、より多くの高温の冷却水を内側容器３ｂ内に貯留することができる。
【００２３】
また、リザーブタンク１２をラジエータのリザーブタンクと共用にすれば、蓄熱器１用のリザーブタンクが不要になり、蓄熱器１の車両への搭載性が向上する。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る蓄熱器の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
３    断熱容器
３ｄ  エンボス部
５    開口
６    アウターパイプ
７    インナーパイプ
８    気液置換パイプ
１２  リザーブタンク
【図１】
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