CN103988045B - 热存储器 - Google Patents

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Abstract

一种尤其用在机动车中的热存储器(1)，其具有热存储器容器，该热存储器容器可集成在马达油‑循环中并且在马达(4)运行时被马达油(8)穿流并且在马达(4)关闭时从该循环上脱离，其中马达(4)的油底壳(3)尤其是油底壳下部(5)作为热存储器容器(2)并且设置有隔热的容器壁板(6)，并且尤其设置有用来提高热存储器的热容量的元件。

Description

热存储器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的热存储器以及根据权利要求3和4所述的热存储器。
背景技术
从现有技术的许多领域中已知多种热存储器，尤其是应用在机动车中的热存储器。
一种也被设计和应用在机动车中的已知热存储器类型例如是潜伏热存储器，它包括内部容器、存储器内核、外存储器以及设置在它们之间的隔热体，热存储介质(例如存储制剂)位于该存储器内核中。这些已知的热存储器类型设置得例如用于马达油或冷却水的隔热。但已知的热存储器的缺点是，热存储器由于材料的选择(大多数是不锈钢)而具有大量的构造工作，并且同时具有提高的制造成本，并且由于它的技术结构需要繁杂的运行工艺。
因此，这种热存储器就其构造和技术结构而言还希望有所提高。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种改进的热存储器。
此目的通过具有权利要求1的特征的热存储器以及具有权利要求3和4的特征的热存储器得以实现。有利的构造方案是从属权利要求的内容。
此目的按本发明通过以下方式得以实现，即尤其用在机动车中的热存储器设置有热存储器容器，该热存储器容器可集成在马达油-循环中并且在马达运行时被马达油穿流并且在马达关闭时从该循环上脱离，其中马达的油底壳尤其是油底壳下部作为热存储器容器并且设置有隔热的容器壁板，并且尤其设置有用来提高热存储器的热容量的元件。
因此，一部分油底壳起热存储器的作用，其中当马达关闭时，热油可存储在该热存储器中。如果再次起动马达或者打开车辆，则将该热的存储的马达油泵回或送回马达中。通过至少一个阀门或类似物来封闭热存储器容器中的热的马达油。借助该热存储器容器，通过更快速地加热马达油可更快地加热内腔，并且可在冷启动阶段中实现更低的燃料消耗(由于热的马达油使得马达中更少摩擦)。该油底壳在此基本上一体地构成，并且在下部区域中包含热存储器容器。借助用来提高热容量的元件来提高热容量，还可进一步增强该效果，因为由此在交换时对位于热存储器中的流体进行再加热。
一个实施例中设置有填充油的变速器壳体(尤其是自动变速器壳体)，其中该变速器壳体同时当作热存储器容器来用并且相应地构成。该油底壳和变速器壳体尤其划分为两个单独的层。如果关闭马达，则这些阀门封闭油底壳的绝缘区域，因此传输到油底壳的绝缘区域中的油不再能进一步冷却或只能轻微地冷却。通过存储热的变速器油，在此还可在冷启动阶段中快速且经济性地加热马达，并且还可更快地限定单个变速器部件的最高负载。
另一实施例提出一种尤其用在机动车中的热存储器，其具有热存储器容器，该热存储器容器可集成在马达油-循环中并且在马达运行时被马达油穿流并且在马达关闭时从该循环上脱耦，其中热存储器容器可构成为单独的隔热的附加容器，并且该附加容器设置在油底壳的区域中或油底壳上并且通过适当的方式与油底壳相连，以致热油能够从油底壳流入附加容器中或者从该附加容器流入油底壳中，并且尤其设置有用来提高热存储器的热容量的元件。
例如可考虑的是，附加容器直接连接到油底壳的局部区域上，以便节省构造空间。
另一实施例提出一种尤其用在机动车中的热存储器，其具有热存储器容器，该热存储器容器可集成在马达-冷却液体-循环中并且在马达运行时被穿流并且在马达关闭时从该循环上脱离，设置有带进入孔和排出孔的附加容器作为热存储器容器并且设置有隔热的容器壁板，其中尤其设置有用来提高热存储器的热容量的元件。
借助热存储器容器，能够通过更快速地加热马达来更快速地加热内腔。马达尤其产生了热量，该热量存储在冷却水中并且通过冷却器排放。该热量将被存储起来，因此当马达停放长时间之后，该马达能够在重新启动之后尽量快速地达到运行温度。
通过该提高的热容量，在交换时对冷却液体进行再加热。该热存储器将热的冷却液排放到马达中，并且冷的冷却液体流入热存储器中，并且在该处通过热的热存储器再加热到更高的温度。因此，不仅冷的冷却液体、而且预加热的冷却液体传输到冷却液体-循环中，这使冷却介质温度在运行时不会像该冷却液体未预加热似的那么强烈地负载。
在另一优选的实施例中，热存储器容器也当作马达-冷却液体-循环的调整容器来用。在该优选的实施例中降低了重量，因此另一效果是减少了机动车的燃料消耗。
热存储器容器例如由隔热的容器壁板构成，该容器壁板具有分别位于它们之间的隔热层，该容器壁板由相互尤其呈圆柱形的内部或外部容器构成。两个圆柱形的封闭的容器例如由塑料或其它合适的材料构成，其中一个容器构造得更大且一个容器构造得更小，使得较大的容器适合容纳较小的容器，其中在较小容器的外部容器壁板和较大容器的内部容器壁板之间设置有隔热的中间层(保温瓶原理)。在所示的实施方式中，较大容器中设有较小容器。为了改善隔热，给位于中间的中间腔抽真空。例如通过给面向有效容积的侧面加上涂层或者使它镜面化，能够通过热辐射的反射来进一步避免热量损失。通过该构造来减少内部和外部之间的热平衡，该热平衡既能通过热量传导、热辐射也可通过对流来进行。
例如可规定，在马达运行时内部容器被各热存储介质穿流，并且能在马达停止时于隔热的可存储的热储备器脱离。该内部容器例如可具有两个或多个管或类似物，它们连接到冷却介-循环上并且能够通过外部容器中的合适的孔朝外引导。这些接口自身同样能够从内部隔绝，以便减少热量损失。此外，为了实现隔离或闭锁目的，设置有阀门(尤其是止回阀或浮阀或类似物)，因此通过热存储器产生了完全隔绝且在热量方面封闭的系统。
优选的实施例规定，隔热层能够设置为塑料隔层。另一优选的实施例规定，隔热层能够设置为空气-隔层。此外，泡沫、聚苯乙烯泡沫塑料、硅土或例如真空板可当作隔层来用。例如可设置有嵌板状结构的热存储器容器，使得热存储器容器具有许多单个的被穿流或环流的隔离嵌板(真空嵌板)。
尤其优选的实施例规定，内部容器和外部容器都由塑料构成。此外在该实施例中优选的是(但不强制)，在两个容器之间设置隔热层，作为抽真空的隔热体。这种隔热体例如具有由压缩硅粉构成的内核，该内核在高阻挡膜中真空密封地包装或包入。该隔热体的形式优选是板状的，但根据应用情况也可具有几乎各种任意形状。通过应用这种抽真空的隔热体，尤其不必对内部容器和外部容器之间的空间抽真空。因此，整体上能够提供成本划算的热存储器。
在另一优选的实施例中规定，进入孔构成为进入管且排出孔构成为排出管，其中进入管和/或排出管优先至少局部地设置在内部容器和外部容器之间。
在另一实施例中，热存储器具有多个腔室，它们分别通过至少一个孔相通地相互连接。因此，通过该孔的大小能够有针对性地影响卸载性能。
此外还有利的是，用来提高热容量的元件是指这样的元件，即它与内部容器相连并且与它构成为一体。因此能够实现良好的热量连接，该热量连接可实现快速的装载和卸载，这可引起例如冷却液体的快速加热，该冷却液体流入加热的热存储器中。
此外还适宜的是，该元件是指塑料元件或金属元件，它们具有或产生了增大的壁板厚度。
还适宜的是，该元件至少局部地或全部地增强了内部容器的壁板，或者尤其内部容器且必要时还有外部容器的壁板都设置有增大的壁板厚度。通过热存储器自身的壁板，至少基本上整体提高了热存储器的热容量，能够实现有效的利用，因为可直接从壁板朝液体进行热传递。
根据本发明的热存储器不仅适用于存储内燃机的热能。它还适合应用在具有电驱动装置或混合驱动装置的车辆中。在此，它可例如在液体循环中用来调节车辆的电池温度。由此加快了电池的调温，这是尤其有利的。
附图说明
本发明其它优点、特征和细节从下面的描述中得出，在这些描述中参照附图描述了本发明的实施例。在此，在权利要求和描述中提到的特征分别单独地亦或以任意的组合构成本发明的重要内容。
其中
图1在示意图中示出了根据本发明的第一热存储器；
图2在示意图中示出了根据本发明的第二热存储器；
图3在示意图中示出了根据本发明的第三热存储器；
图4在俯视图中示出了根据图3的热存储器；
图5在示意图中示出了根据本发明的另一热存储器；
图6在示意图中示出了根据本发明的另一热存储器；以及
图7示出了具有提高的热容量的元件的实施例。
具体实施方式
图1示出了用在机动车中的热存储器1，其中马达4的油底壳3作为热存储器容器2尤其设置在马达的下部5中，并且设置有隔热的容器壁板6。
热存储器容器2与马达壳体7一体地制成。大量的油8位于马达壳体7的内部。
该油8位于马达壳体7的内部，并且包围着设置在马达壳体7内部的驱动元件9。在此处示出的示意图中，该马达4位于使用状态或有效运行状态中。
如果关闭马达，则存在于马达壳体7内部的油通过进入孔10和11流入热存储器容器2中，并且由于热存储器容器的隔热特性在该处保持热量，这些进入孔10和11借助两个阀门12、13关闭和打开。如果再次起动该机动车或者打开这些门，则该热油8通过未示出的机制(尤其是泵)泵回马达壳体7中。
因此，实现热存储器容器2的内部区域14的隔热。该内部区域14能够被持续地穿流(在阀门12、13打开的情况下)，并且只有在切断马达4时才封闭该内部区域，或者该内部区域可以当作补充的存储器来用，只有马达4关闭时，该补充的存储器才打开。通过有针对性地构造该容器的与油接触的内部壁板，能够有针对性地提高热容量。通过材料的选择、壁板厚度的选择或附加构件的设置，能够实现这一点。
图2示出了应用在机动车中的热存储器15，其具有可集成在马达-冷却液体-循环中的热存储器容器16，其中设置有附加容器作为热存储器容器16，该附加容器具有隔热的容器壁板18、19，该容器壁板具有分别位于它们之间的隔热层22，并且该容器壁板由相对彼此尤其呈圆柱形的内部或外部容器20、21构成。
这些容器20、21由塑料制成，并且分别具有可移除的盖子元件23、24。该内部容器20能够通过紧配合销25、26固定在外部容器21的内部。该盖子元件24具有两个穿过盖子元件23中的孔30、31的连接管27、28，内部容器20通过这些连接管连接到马达-冷却介质-循环上。这些连接管27、28能够借助未示出的阀门关闭和打开。冷却水29隔热地存储在该容器20的内部，该冷却水能够在需要时(例如在起动马达时)通过未示出的机制(尤其是泵)送回马达-冷却液体-循环中。该隔热层22例如可由聚苯乙烯泡沫塑构成。
通过有针对性地构造该容器20的与冷却液体接触的壁板，能够有针对性地提高热容量。通过材料的选择、壁板厚度的选择或附加构件的设置，能够实现这一点。因此，在选择塑料作为壁板材料时能够有针对性地优化壁板厚度，从而提高容量。选择塑料还能在容量的提高方面带来好处。
图3示出了由塑料构成的热存储器32，其具有多个内部和/或外部隔离嵌板33，保持热量的介质可通过这些隔离嵌板33流动。图4在俯视图中示出了热存储器32。可看到两个连接管35和36，热存储器32能够通过它们例如连接到马达-冷却介质-循环上类似于图2所示的一样。
图5和图6示出了根据本发明的另一热存储器，其中在这两个附图中为了使视线清晰只示出了内部容器20。在图5中尤其可看到多个孔37，冷却液体能够通过这些孔蜿蜒状地流经单个腔室38。总共8个腔室都因此通过孔与相邻的腔室在流体方面相连。因此根据单个孔的大小，能够影响冷却液体的卸载性能。
图6在侧视图中示出了根据本发明的热存储器。可看到进入管27或排出管28，它们设置在内部容器20和未示出的外部容器之间。该进入管或排出管分别通入进入通道40a或排出通道40b中，其中该进入通道或排出通道这样构成，即在内部容器20和这两个管之间形成自由空间39。该自由空间39是为未示出的隔热层设置的，因此能够在热量方面将内部容器20和管脱离开来。此外通过热虹吸现象，在热的冷却液体和冷的管之间产生温度分层。因此在冷却液体静止时整体上避免了热量卸载。
图7示出了应用在机动车中的热存储器15，其具有可集成在马达-冷却液体-循环中的热存储器容器16，其中设置有附加容器作为热存储器容器16，该附加容器具有隔热的容器壁板18、19，该容器壁板具有分别位于它们之间的隔热层22，并且该容器壁板由相对彼此尤其呈圆柱形的内部或外部容器20、21构成。该热存储器基本上相当于图2的热存储器，其中内部容器的壁板构成为双层的。该容器设置有壁板涂层50，其中盖子设置有涂层51。通过有针对性地构造该容器20的与冷却液体接触的壁板，能够有针对性地提高热容量。通过材料的选择、壁板厚度的选择或附加构件的设置能够实现这一点。因此，在选择塑料作为壁板材料时能够有针对性地优化壁板厚度，从而提高容量。选择塑料还能在容量的提高方面带来好处。

Claims (13)

1.一种用在机动车中的热存储器(15、32)，其特征在于，具有热存储器容器(16)，该热存储器容器可集成在马达-冷却液体-循环中并且在马达运行时被穿流并且在马达关闭时从该循环上脱离，其中设有带进入孔和排出孔的附加容器作为热存储器容器(16)并且设置有隔热的容器壁板(18、19)，其中设置有用来提高热存储器的热容量的元件，隔热的容器壁板(18、19)具有位于它们之间的隔热层(22)，该容器壁板由相对彼此呈圆柱形的内部容器(20)和外部容器(21)构成，该热存储器具有多个内部和/或外部隔离嵌板(33)，保持热量的介质可通过这些隔离嵌板(33)流动，面向有效容积的侧面上还具有涂层或者镜面；进入孔构成为进入管(27)且排出孔构成为排出管(28)，所述进入管(27)和排出管(28)设置在内部容器(20)和外部容器(21)之间，该进入管(27)和排出管(28)分别通入进入通道(40a)和排出通道(40b)中，其中该进入通道(40a)和排出通道(40b)这样构成，即在内部容器(20)和所述进入管(27)、排出管(28)之间形成自由空间(39)，该自由空间(39)用于设置所述隔热层(22)。
2.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于，在马达运行时内部容器(20)被各热存储介质穿流，并且在马达停止时内部容器与隔热的可存储的热储备器脱离。
3.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于，该内部容器(20)和外部容器(21)由塑料构成。
4.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于，该隔热层(22)由抽真空的隔热体构成。
5.根据权利要求4所述的热存储器，其特征在于，隔热体包含压缩硅粉。
6.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于形式为塑料隔层的隔热层。
7.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于形式为空气-隔层的隔热层。
8.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于，热存储器具有多个腔室(38)，它们分别通过至少一个孔(37)相通地相互连接。
9.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于，用来提高热容量的元件是指这样的元件，即它与内部容器相连并且与它构成为一体。
10.根据权利要求9所述的热存储器，其特征在于，该元件是指塑料元件或金属元件，它具有增大的壁板厚度。
11.根据权利要求9或10所述的热存储器，其特征在于，该元件至少局部地或全部地增强了内部容器的壁板，或者内部容器设置有增大的壁板厚度。
12.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于，热存储器进一步包括设置有填充油的变速器壳体，其中该变速器壳体同时当作热存储器容器来用并且相应地构成。
13.根据权利要求1所述的热存储器，其特征在于，热存储器进一步包括自动变速器壳体，其中该变速器壳体同时当作热存储器容器来用并且相应地构成。
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