JP2001301446A - 蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱した熱を蓄熱装置２の設置場所以外でも
利用できるようにする。 【解決手段】 蓄熱装置２に補助電源６１及び電源選択
スイッチ６２を設ける。そして、蓄熱装置２に車載バッ
テリである主電源６から電力を供給するか補助電源６１
から供給するかを電源選択スイッチ６２により切換える
ようにする。これにより、車輌の走行中は主に主電源６
により駆動して蓄熱し、この熱を車外で利用するとき
は、補助電源６１で駆動させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、持運び可能な蓄熱
装置に係り、、特に長時間運転中に冷熱又は温熱を蓄熱
し、仮眠時にトラック内又は休息室に持出して、蓄熱し
た熱により冷房又は暖房が行えるようにした蓄熱装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、長距離トラック等においては、冷
暖房が可能なように空気調和機が略標準装備され、また
運転座席の後部側等に仮眠室を設けた車輌が市場に提供
されている。なお、以下の説明では被調和室を車内とし
て説明する。

【０００３】かかる場合に、冷房はエンジンから駆動力
を受けて回転する圧縮機を備えた冷凍回路を運転して行
われ、また暖房はエンジンの廃熱を利用して行われてい
る。

【０００４】ところが、仮眠室で仮眠する際にはエンジ
ンを停止してしまうのが一般的で、冬場は寒く逆に夏場
は暑いために十分な仮眠を取ることが困難になる問題が
あった。

【０００５】そこで、特開平８−１９２６１９号公報等
においては、蓄熱材を備えた蓄熱装置が開示されてい
る。

【０００６】そして、走行中の冷房は冷凍回路を運転さ
せることにより行い、また暖房はエンジンの廃熱を利用
することにより行い、仮眠中のようにエンジン停止時に
おける冷暖房は、走行中に冷熱又は温熱を以下のように
して蓄熱し、その熱を熱源として利用することにより行
っている。

【０００７】即ち、当該蓄熱装置は、冷凍回路と連結さ
れると共に、蓄熱用蒸発器を備えて、冷熱の蓄熱は冷凍
回路を循環する冷媒の一部を蓄冷用蒸発器で蒸発させる
ことにより、この蓄冷用蒸発器に密接配置された蓄熱材
を冷却して行っている。

【０００８】一方、温熱の蓄熱は、蓄冷用蒸発器を介し
て機内空気が循環するように流路を形成すると共に、当
該流路中にヒータを設けて、走行中にヒータで加熱した
空気を蓄熱材と熱交換させることにより行っている。

【０００９】そして、このようにして蓄熱された冷熱又
は温熱を熱源として、仮眠中等のエンジン停止時におけ
る冷暖房を行うようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成による蓄熱装置は大型になる問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、小型で扱いやすい蓄熱
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、車輌側電源から供給され
る車輌側電源電圧により、冷熱又は温熱を蓄熱材に蓄熱
し、この蓄熱材に蓄熱した熱を取出して利用する蓄熱装
置において、車輌側電源から供給される電源電圧値を検
出する車輌側電源電圧検出回路を備え、この検出した車
輌側電源電圧値が予め設定した値より低い場合には、車
輌側電源からの供給電力を抑制又は停止することを特徴
とする。

【００１３】請求項２にかかる発明は、車輌側から供給
される車輌側電源により、冷熱又は温熱を蓄熱材に蓄熱
し、この蓄熱材に蓄熱した熱を取出して利用する持運び
可能な蓄熱装置において、内蔵電源を有することを特徴
とする。

【００１４】請求項３にかかる発明は、車輌側電源から
供給される電源電圧を検出する車輌側電源電圧検出回路
を備え、この検出した車輌側電源電圧値が予め設定した
車輌側電源電圧基準値より低い場合は、車輌側電源電圧
からの電源供給を抑制又は停止することを特徴とする。

【００１５】請求項４にかかる発明は、車輌側電源から
供給される電源電圧を検出する車輌側電源電圧検出回路
を備え、この検出した車輌側電源電圧値が予め設定した
車輌側電源電圧基準値より低い場合は、車輌側電源から
の電源供給を停止し、内蔵電源から電源供給を受けるこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項５にかかる発明は、車輌側電源又は
内蔵電源から供給される電源電圧を検出する供給電圧検
出回路を備え、この検出した供給電源電圧値が予め設定
した供給電圧基準値より低く、かつ、蓄熱モード時の場
合には、電源供給を停止することを特徴とする。

【００１７】請求項６にかかる発明は、車輌側電源又は
内蔵電源から供給される電源電圧を検出する供給電圧検
出回路を備え、この検出した供給電源電圧値が予め設定
した供給電圧基準値より低く、かつ、蓄熱モード時の場
合には、この蓄熱モードを解除することを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は、本発明にかかる蓄熱装置２の概略
構成を示す図であり、図２はその回路図である。

【００１９】当該蓄熱装置２は、断熱材１１が内設され
た断熱ケース１０、該断熱ケース１０内に収納された蓄
熱材２１を備える蓄熱部２０、該蓄熱部２０と熱接触し
て設けられて、蓄熱材２１に熱を移動させて蓄熱させる
ペルチェ素子等からなる電子温冷素子３１を備えた熱移
送部３０、蓄熱部２０に蓄熱した熱を取出し、又は当該
蓄熱部２０に蓄熱するために車内空気等と熱搬送媒体と
を熱交換させる熱交換器４１を備えた熱交換部４０、熱
搬送媒体が循環する循環路を切換える切換弁５１を備え
た循環路切換部５０等を有している。

【００２０】そして、熱交換部４０に対して蓄熱部２０
と熱移送部３０とが並列になるように配管３により接続
されている。

【００２１】断熱ケース１０には断熱性の断熱蓋１２が
設けられて、当該断熱蓋１２の周辺部にパッキン１３が
配設されている。これにより、断熱蓋１２を閉じた際に
蓄熱材２１が零れたりしないようになっている。

【００２２】蓄熱部２０は、冷熱又は温熱を蓄熱する上
述した蓄熱材２１、該蓄熱材２１での蓄熱が効率的に行
われるように基板２２に複数のフィン２３が立設されて
なる蓄熱側ヒートシンク２４等により構成されて、蓄熱
材２１はフィン２３の間に貯留されるようになってい
る。

【００２３】なお、蓄熱材２１としては、冷熱を蓄熱す
る際には水又はグリセリン水和物が好ましく、温熱を蓄
熱する際にはパラフィン系のスクアラン水和物又は酢酸
ナトリウム水和物が好ましい。ここで水和物とは、水分
を含んでいるものをいう。

【００２４】フィン２３の付根部分には、熱搬送媒体の
循環路をなす流路４が形成されている。

【００２５】熱移送部３０は、一方の面に蓄熱側ヒート
シンク２４が熱接触して設けられて所定方向の熱流を発
生させる電子温冷素子３１、該電子温冷素子３１の他方
の面に熱接触して設けられて当該電子温冷素子３１を介
して蓄熱材２１と効率的に熱交換できるようにする熱源
側ヒートシンク３２等を有し、この熱源側ヒートシンク
３２にも熱搬送媒体の流路４が形成されている。

【００２６】電子温冷素子３１は、蓄熱側ヒートシンク
２４と熱源側ヒートシンク３２とにより熱接触を保って
挟持されて、この電子温冷素子３１に流す電流の向によ
り吸熱面と放熱面との位置が入れ替って、熱流の方向が
変化する。なお、熱流とは吸熱面から放熱面に熱が伝導
する際の熱の流れを言う。

【００２７】例えば、図１で蓄熱側ヒートシンク２４と
接する面をＡ面とし、熱源側ヒートシンク３２と接する
面をＢ面とすると、一方の向に電流を流すとＡ面が吸熱
面となり、Ｂ面が放熱面となる。

【００２８】従って、この場合は蓄熱材２１の熱がＡ面
から吸収されＢ面から熱源側ヒートシンク３２を介して
熱搬送媒体に放出されて、当該蓄熱材２１は熱を失い冷
却される。即ち、蓄熱材２１に冷熱が蓄熱される。

【００２９】一方、電流の向を逆にすると熱源側ヒート
シンク３２を介して熱搬送媒体の熱がＢ面を介して吸収
され、Ａ面から蓄熱側ヒートシンク２４を介して蓄熱材
２１に放熱されて、当該蓄熱材２１が加温されるように
なる。即ち、蓄熱材２１に温熱が蓄熱される。

【００３０】熱交換部４０は、熱搬送媒体と車内空気等
とを熱交換させる熱交換器４１、該熱交換器４１に車内
空気を送風する送風機４２等を有している。

【００３１】循環路切換部５０は、熱搬送媒体が蓄熱部
２０と熱交換部４０との間を循環するか、熱移送部３０
と熱交換部４０との間を循環するかを切替える切換弁５
１、熱搬送媒体を循環させるポンプ５２等を有してい
る。

【００３２】なお、図２では切換弁５１を２つ設けた場
合を示しているが、１つであっても熱搬送媒体の循環路
を切替えることができることは言うまでもない。

【００３３】図２における実線矢印は、蓄熱材２１に冷
熱又は温熱を蓄熱する際の熱搬送媒体の流れを示し、点
線矢印は蓄熱材２１に蓄熱した冷熱又は温熱を取出す際
の熱搬送媒体の流れを示している。

【００３４】電源部６０は図３に示すように、主に移動
時に電子温冷素子３１や送風機４２に電力を供給する補
助電源６１、当該蓄熱装置２を車輌に搭載した場合等の
ように主に蓄熱時の電源となる主電源６と補助電源６１
との切換を行うスイッチ６２、各電源の電圧検出を行い
スイッチ６２を駆動する電圧検出器６３ａ，６３ｂ、補
助電源６１と主電源とが電気的に接続されないようにす
るダイオード６４、主電源６からの電力供給をオフする
スイッチ６５等を有している。

【００３５】なお、図３における番号７は充電器を示
し、車載される場合には発電機がこれに相当し、また主
電源６は車載バッテリがこれに相当する。

【００３６】この図３の例では、電圧検出器６３ｂは、
車輌側の主電源（又は発電機）からの電源電圧を監視
し、この例では１３Ｖ以下になるとスイッチ６５をオフ
する。つまり車輌側のバッテリが放電してしまうのを防
止している。

【００３７】この例の車輌が、エンジンの運転時に１４
Ｖを発生し、エンジンの停止中に１２Ｖを発生するとす
れば、エンジンの運転時中のみしか、車輌側の電源電圧
を使用しないので、車輌のバッテリが放電することはな
い。

【００３８】なお、この例では１３Ｖに設定したが、こ
れは任意に変更できるようにしても良い。

【００３９】電圧検出器６３ａは、補助電源６１の電圧
を監視し、この例では蓄熱モード時で、かつ、１１Ｖ以
下になるとスイッチ６２をＰ１側に切換える。つまり電
源供給を停止させる。

【００４０】車輌側からの電源電圧として１３Ｖ以上が
供給されている場合には、補助電源６１にも１３Ｖが供
給され、補助電源６１は充電される。

【００４１】また電圧検出器６３ａも約１３Ｖを検出
し、スイッチ６２をＰ２側に接続している。車輌側から
の電源電圧が１３Ｖ以下になると、前述のごとくスイッ
チ６５がオフとなり、電圧検出器６３ａ補助電源６１の
電圧を検出することになる。

【００４２】この時、蓄熱した熱を冷房又は暖房に利用
する利用モードであれば、この補助電源６１が充電する
まで、使い切ればよいので電圧検出器６３ａはスイッチ
６２をＰ２側に接続したままとする。

【００４３】また、この時が、蓄熱する蓄熱モードであ
れば、１１Ｖ以下になるとスイッチ６２をＰ１側に切換
えて、電源供給を停止させる。

【００４４】これは、補助電源６１の放電を防ぐためで
ある。つまり補助電源６１の充電量が不十分であると、
この蓄熱装置２を利用モードにした場合に、短時間しか
駆動できないことになってしまう。利用できないのに、
蓄熱することは意味がないのでこの例では、電源供給を
停止させた。

【００４５】次に、このような構成の蓄熱装置２の運転
方法を説明する。先ず、当該蓄熱装置２を長距離トラッ
ク等に設置する。

【００４６】本発明にかかる蓄熱装置２は、図３に示す
ように充電器７及び主電源６を接続する。これにより電
子温冷素子３１や送風機４２に電力が供給できる。

【００４７】そして蓄熱装置２に蓄熱材２１を貯留す
る。この蓄熱材２１としては、上述したように種々のも
のが考えられるが、ここでは冷熱を蓄熱して冷房運転す
るためにグリセリン水和物を用い、温熱を蓄熱して暖房
運転するためにスクアラン水和物を用いるとする。

【００４８】この蓄熱材２１の貯留は、断熱蓋１２を開
けて、フィン２３間に流し込むことにより行う。なお、
断熱蓋１２にはパッキン１３が設けられて走行中に貯留
された蓄熱材２１が零れたりしないようになっている。

【００４９】蓄熱装置２の設置が完了し、車輌の走行中
に蓄熱装置２の図示しないメインスイッチが投入される
と蓄熱が開始される。

【００５０】このようにして主電源６又は補助電源６１
からの電力によりポンプ５２、送風機４２及び電子温冷
素子３１が動作して蓄熱材２１に冷熱又は温熱が蓄熱さ
れる。

【００５１】例えば、蓄熱材２１に冷熱を蓄熱する場合
には、電子温冷素子３１が蓄熱側ヒートシンク２４を介
して蓄熱材２１の熱を吸熱し、その熱を熱源側ヒートシ
ンク３２を介して熱搬送媒体に放熱するように電流を流
す。

【００５２】これにより、蓄熱材２１の熱が熱搬送媒体
に放熱されて、当該熱搬送媒体の温度が上がる。この熱
搬送媒体は、熱交換器４１を循環しているので、当該熱
交換器４１で車内空気と熱交換する。

【００５３】このとき、車内は既存の空気調和機により
冷房されて温度が低くなっているので、熱搬送媒体は効
率的に熱交換（放熱）できるようになり、蓄熱材２１の
熱を効率的に奪うことが可能になる。即ち、効率的に冷
熱を蓄熱することができるようになる。

【００５４】特に、グリセリン水和物は、５〜１０℃で
凝固するので、短時間で容易に凝固させることができる
ようになる。

【００５５】また、蓄熱材２１に温熱を蓄熱する場合に
は、電子温冷素子３１に通電する電流の向きを逆にす
る。これにより、熱源側ヒートシンク３２を介して熱搬
送媒体の熱が吸熱され、その熱が蓄熱側ヒートシンク２
４を介して蓄熱材２１に放熱される。

【００５６】このとき、熱搬送媒体は熱を奪われるので
温度が下がるが、車内は既存の空気調和機により暖房さ
れているので、熱交換器４１で効率的に車内空気と熱交
換（吸熱）できて、温熱の蓄熱効率を高めることができ
るようになっている。

【００５７】このようにして蓄熱した冷熱を利用して冷
房運転するときは、切換弁５１を切換えて、図２に示す
ように熱搬送媒体を点線矢印の方向に流動させて蓄熱側
ヒートシンク２４に循環するようにする。

【００５８】これにより、熱搬送媒体は蓄熱側ヒートシ
ンク２４を介して蓄熱材２１により冷却されて温度が下
がり、その熱搬送媒体が熱交換器４１で車内空気と熱交
換することにより、車内が冷房される。

【００５９】一方、このようにして蓄熱した温熱を利用
して暖房運転する場合には切換弁５１を切換えて、図２
に示すように熱搬送媒体を点線矢印の方向に流動させ蓄
熱側ヒートシンク２４に循環するようにする。

【００６０】これにより蓄熱材２１により暖められてた
熱搬送媒体は、熱交換器４１で車内空気と熱交換して暖
房を行うことが可能になる。

【００６１】なお、蓄熱装置２への電力供給は、車外で
利用するときは、車外に持出された蓄熱装置２を補助電
源６１で運転し、車内で利用するときは、主電源６及び
補助電源６１で運転される。

【００６２】即ち、車外で利用するときには、主電源６
が蓄熱装置２に接続されていない状態なので、補助電源
６１の充電量のみで左右されることになる。

【００６３】なお、本実施例では、補助電源がある蓄熱
装置において、車輌側のバッテリの放電を防止する手段
（６３ｂと６５）を設けたが、これは当然補助電源がな
い蓄熱装置においても適用可能である。

【００６４】例えば、蓄熱モード時には、車輌側からの
電源電圧が１３Ｖ以下になると電源電圧の供給を一時停
止（又は、蓄熱モードの一時解除）し、利用モード時に
は車輌側からの電源電圧が１１．８Ｖ以下になると電源
電圧の供給を一時停止（又は、利用モードの一時解除）
するようにしても良い。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１にかかる発
明によれば、車輌側から電源を供給して駆動される蓄熱
装置において、車輌のバッテリの過度の放電を防止する
ことができる。

【００６６】請求項２にかかる発明によれば、車内から
蓄熱装置を持出すことができる。

【００６７】請求項３にかかる発明によれば、持運び可
能な蓄熱装置において、車輌の過度の放電を防止するこ
とができる。

【００６８】請求項４にかかる発明によれば、持運び可
能な蓄熱装置において、車輌の過度の放電を防止するこ
とができる。

【００６９】請求項５にかかる発明によれば、蓄熱装置
の車外への持だし時に、補助電源の充電量が不十分なた
め、蓄熱した熱を短時間しか利用できない状況の発生頻
度を抑制できる。

【００７０】請求項６にかかる発明によれば、蓄熱装置
の車外への持だし時に、補助電源の充電量が不十分なた
め、蓄熱した熱を短時間しか利用できない状況の発生頻
度を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される蓄熱装
置の断面図である。

【図２】蓄熱装置の回路図である。

【図３】電源部の回路図である。

【符号の説明】

２ 蓄熱装置 ６ 主電源 ２０ 蓄熱部 ２１ 蓄熱材 ３０ 熱移送部 ３１ 電子温冷素子 ４０ 熱交換部 ４２ 送風機 ５２ ポンプ ６０ 電源部 ６１ 補助電源 ６２ スイッチ ６３ 電圧検出器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輌側電源から供給される車輌側電源電
   圧により、冷熱又は温熱を蓄熱材に蓄熱し、この蓄熱材
   に蓄熱した熱を取出して利用する蓄熱装置において、 前記車輌側電源から供給される電源電圧値を検出する車
   輌側電源電圧検出回路を備え、この検出した車輌側電源
   電圧値が予め設定した値より低い場合には、前記車輌側
   電源からの供給電力を抑制又は停止することを特徴とす
   る蓄熱装置。
2. 【請求項２】 車輌側から供給される車輌側電源によ
   り、冷熱又は温熱を蓄熱材に蓄熱し、この蓄熱材に蓄熱
   した熱を取出して利用する持運び可能な蓄熱装置におい
   て、 内蔵電源を有することを特徴とする蓄熱装置。
3. 【請求項３】 前記車輌側電源から供給される電源電圧
   を検出する車輌側電源電圧検出回路を備え、この検出し
   た車輌側電源電圧値が予め設定した車輌側電源電圧基準
   値より低い場合は、前記車輌側電源電圧からの電源供給
   を抑制又は停止することを特徴とする請求項２記載の蓄
   熱装置。
4. 【請求項４】 前記車輌側電源から供給される電源電圧
   を検出する車輌側電源電圧検出回路を備え、この検出し
   た車輌側電源電圧値が予め設定した車輌側電源電圧基準
   値より低い場合は、前記車輌側電源からの電源供給を停
   止し、前記内蔵電源から電源供給を受けることを特徴と
   する請求項２記載の蓄熱装置。
5. 【請求項５】 前記車輌側電源又は内蔵電源から供給さ
   れる電源電圧を検出する供給電圧検出回路を備え、この
   検出した供給電源電圧値が予め設定した供給電圧基準値
   より低く、かつ、蓄熱モード時の場合には、電源供給を
   停止することを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項
   記載の蓄熱装置。
6. 【請求項６】 前記車輌側電源又は内蔵電源から供給さ
   れる電源電圧を検出する供給電圧検出回路を備え、この
   検出した供給電源電圧値が予め設定した供給電圧基準値
   より低く、かつ、蓄熱モード時の場合には、この蓄熱モ
   ードを解除することを特徴とする請求項２乃至４いずれ
   か１項記載の蓄熱装置。