JP2004300972A - 蓄熱タンク - Google Patents

Abstract

【課題】内側タンクと外側タンクとの溶接部に水が保持されにくい構造をもつ蓄熱タンクの提供。
【解決手段】（１）内側タンク１１と外側タンク１２との溶接部１５はハウジング２０によって囲まれないでタンク本体口部１３の半径方向外側方向に開放しており、かつ、この溶接部１５と、ハウジング２０の溶接部１５にタンク本体口部１３の軸方向に対向する部分２８との間に、タンク本体口部１３の軸方向に隙間３が設けられている蓄熱タンク１。（２）整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の周囲部１８とつば部２６との間には、弾性部材２９が設けられている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱タンクに関し、とくに蓄熱タンクの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００２−１８８４４２号公報、特開２０００−７３７６４号公報には、蓄熱タンクの構造が提案されている。この提案の蓄熱タンクは、内燃機関の冷却液を保温貯蔵するタンク本体と、タンク本体内に連通するとともに冷却液が流通する流体通路が設けられたハウジングを有している。タンク本体は、内側タンクと外側タンクとを有し、内側、外側タンクの間にはほぼ真空とされた空間を有している。タンク本体は下端部に、ハウジングからの冷却液をタンク本体内に出入りさせる口部を有している。このタンク本体口部はハウジングに挿入されて嵌合されており、ハウジングはタンク本体口部の半径方向外側からタンク本体口部を囲んでいる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１８８４４２号公報
【特許文献２】
特開２０００−７３７６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
蓄熱タンクにおいて、内側タンクと外側タンクとはタンク本体の口部の下端部において溶接される。この溶接部はタンク本体口部の半径方向外側からハウジングで囲まれており、溶接部とハウジングとの間に外部から水が入ると抜けにくい。また、ハウジングをタンク本体の口部に内周側から挿入して溶接部のまわりをハウジングで囲まない構造にしても、溶接部下端がハウジングの対向面に当たっていると、溶接部下端に侵入した水は抜けにくい。
水が保持されると、とくに塩分を含んだ水が保持されると、錆発生の問題が生じる。内側タンクと外側タンクをステンレスから製作しても、溶接材はステンレスと異なるので、溶接部とハウジングとの間に外部からの水が保持されると、溶接部が錆びてしまい、長期間の使用において錆を発生した溶接部の界面を通ってエアが侵入し、内側、外側タンク間の空間の真空度が低下し、蓄熱タンクの保温性が低下するおそれがあった。
本発明の目的は、内側タンクと外側タンクとの溶接部に水が保持されにくい構造をもつ蓄熱タンクを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） 液体を保温貯蔵するタンク本体と、該タンク本体の内部に連通するとともに液体が流通する流体通路が設けられたハウジングとを有し、前記タンク本体は内側タンクと外側タンクを有しており、前記内側タンクと外側タンクとはタンク本体口部部位で溶接されて前記内側タンクと前記外側タンクとの間に密閉空間を形成しており、該密閉空間はほぼ真空とされており、前記ハウジングは該ハウジングの一部で前記タンク本体口部に挿入嵌合されている、蓄熱タンクであって、前記内側タンクと外側タンクとの溶接部は前記ハウジングによって囲まれないで前記タンク本体口部の半径方向外側方向に開放しており、かつ、前記溶接部と、前記ハウジングの前記溶接部に前記タンク本体口部の軸方向に対向する部分との間に、前記タンク本体口部の軸方向に隙間が設けられている、蓄熱タンク。
（２） 前記タンク本体の内部に設けられパイプ挿通用孔を有する整流部材と、該整流部材のパイプ挿通用孔を挿通し前記ハウジングの流体通路に接続されたパイプおよび該パイプに設けられ前記整流部材のパイプ挿通用孔の周囲部にパイプ挿通方向に対向するつば部とを有しており、前記整流部材のパイプ挿通用孔の周囲部と前記つば部との間には弾性部材が設けられている（１）記載の蓄熱タンク。
【０００６】
上記（１）の蓄熱タンクでは、内側タンクと外側タンクとの溶接部はハウジングによって囲まれておらず、かつ、この溶接部と、ハウジングの溶接部に対向する部分との間にタンク本体口部の軸方向に隙間が設けられているので、溶接部に水がかかっても、水は自重で流れ落ち、溶接部に水が保持されることはない。その結果、溶接部が保持された水で錆びることが回避され、錆びた溶接部からのエアの侵入でタンク本体の密閉空間の真空度が低下することもなく、真空度の低下によって蓄熱タンクの保温性が低下することもない。
上記（２）の蓄熱タンクでは、上記（１）の構成をとった場合に生じる問題に以下のように対処できる。すなわち、通常の蓄熱タンクでは、タンク本体の内部に、流入した冷たい液体を均一に整流して整流部材上部に流し、整流部材上方にあった温かい液体を冷たい液体との混合を抑えて徐々に持ち上げる整流部材（混合防止板とも呼ばれる）が設けられており、ハウジングに接続されるパイプが整流部材のパイプ挿通用孔を挿通しており、パイプには整流部材のパイプ挿通用孔の周囲部にパイプ挿通方向に対向するつば部が設けられている。上記（１）のようにハウジングの溶接部対向部をタンク本体の溶接部から離した構造をとると、パイプのつば部の、タンク本体側の整流部材に対する位置がずれて、整流部材のパイプ挿通用孔内縁とパイプの外周面との間の環状隙間を通過して流れる液体の量が増えて（本来はつば部によるシール作用によりその流れが抑えられているが、つば部の位置ずれで上記環状隙間を通過して流れる液体の量が増える）、上記環状隙間を通って冷たい液体が川となって流れてパイプの上端開口部からパイプ内通路を通って蓄熱タンクから流出し、温かい液耐が連続して流出しなくなる。
上記（２）の蓄熱タンクでは、整流部材のパイプ挿通用孔の周囲部とパイプのつば部との間に弾性部材を設けたので、該弾性部材がシール部材となって、整流部材のパイプ挿通用孔内縁とパイプの外周面との間の環状隙間を通過して流れる液体の流れを抑える。その結果、つば部の位置ずれにかかわらず、タンク本体に蓄えられていた温かい液体を連続して蓄熱タンクから流出させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の蓄熱タンクを、図１〜図３を参照して、説明する。図３は比較例で本発明には含まない。
本発明の蓄熱タンク１は、液体（冷却液）を保温貯蔵するタンク本体１０と、タンク本体１０の内部に連通するとともに液体が流通する流体通路が設けられたハウジング２０とを有する。タンク本体１０はハウジング２０が挿入、嵌合されるタンク本体口部１３を有しており、タンク本体口部１３は下側に向けられている。
【０００８】
タンク本体１０は、内側タンク１１と外側タンク１２を有している。内側タンク１１と外側タンク１２とは、タンク本体口部１３の下端で溶接されて（内側タンク１１と外側タンク１２との溶接部に符号１５を付してある）、内側タンク１１と外側タンク１２との間に密閉空間１４を形成している。密閉空間１４は、ほぼ真空とされている。内側タンク１１と外側タンク１２は、たとえば、ステンレス製である。密閉空間１４は、真空の断熱効果により、タンク本体１０内に流入された温められた冷却液を保温する。蓄熱タンク１が内燃機関（エンジン）の冷却装置に用いられる場合は、温められた冷却液は、ハウジング２０に設けられた流体通路２１を介して内側タンク１１内に流入されて貯蔵、保温され、エンジン始動前のプレヒート時などに内側タンク１１から流出される。
【０００９】
タンク本体１０の内部には、内側タンク１１内に、整流部材１６（混合防止板とも呼ばれる）が設けられている。整流部材１６は、エンジン始動前のプレヒート時などにおいて、流入した冷たい冷却液を均一に整流して整流部材上方に流し、整流部材上方にあった温かい冷却液を冷たい冷却液との混合を抑えて徐々に持ち上げる。整流部材１６には、単一のパイプ挿通用孔１７と、冷却液を均一に整流して通す多数の孔とが設けられている。
【００１０】
ハウジング２０は、ハウジング２０の一部で、タンク本体口部１３に、タンク本体口部１３の内周側に挿入、嵌合されており、タンク本体口部１３とハウジング２０との間は液洩れ防止用のシール材（Ｏリング）１９によってシールされている。ハウジング２０は、タンク本体１０の外部に位置する部分を有しており、この部分２３に温度センサ２３が取付けられている。タンク本体１０の外部に位置する部分は、内側タンク１１と外側タンク１２との溶接部１５とタンク本体口部１３軸方向に対向する溶接部軸方向対向部２８を有する。ハウジング２０は、たとえば、樹脂製である。
【００１１】
ハウジング２０にはパイプ２５が挿入、固定されている。パイプ２５の一端はハウジング２０の流体通路２２に接続されており、パイプ２５の他端は内側タンク１１内の冷却液が充満した空間に開放している。内側タンク１１内の冷却液は、パイプ２５、流体通路２２を介して流出される。パイプ２５は、整流部材１６のパイプ挿通用孔１７を挿通して延びている。
パイプ２５の途中部位には、パイプ２５の半径方向外側に延びるつば部２６が設けられている。つば部２６はパイプ２５と一体的に形成されており、あるいはパイプ２５と別体に形成されてパイプ２５に一体的に固定されており、パイプ２５の一部を構成している。
つば部２６は、整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の周囲部１８に、パイプ挿通方向（パイプ伸長方向）に対向している。内側タンク１１に冷却液の重量や圧力がかかると、内側タンク１１はパイプ２５およびつば部２６に対してパイプ伸長方向に微量動くので、つば部２６と整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の周囲部１８とは、互いに固定されていない。
【００１２】
蓄熱タンク１は、蓄熱タンク取付け部材３０により、被取付け部材である車両ボデーメンバーに取付けられ、支持される。蓄熱タンク取付け部材３０は、たとえば、金属製である。蓄熱タンク取付け部材３０は、バンド（バンド状ブラケット）３１とバンド３１に溶接付けなどによって取付けられたブラケット３２とを有する。バンド３１は、周上に１ヶ所切れ目を有し、バンド両端に形成されたフランジをボルトにてタンク本体１０の周方向に締め付けることで、タンク本体１０に溶接付けされずに取付けられる。車両ボデーメンバーには、ボルト５２によって車両側ブラケット５１が取付けられ、ブラケット３２を車両側ブラケット５１にゴムブッシュ５５を介して支持することで、蓄熱タンク１が車両ボデーメンバーに取付けられ、支持される。
ハウジング２０は、蓄熱タンク取付け部材３０に取付けられるハウジング支持部材４０を介してタンク本体１０に保持される。ハウジング支持部材４０は、たとえば、バンド３２にバンド周方向に複数箇所（たとえば、４ヵ所）で取り付けられる吊り上げブラケット４１を有する。吊り上げブラケット４１とハウシング２０とをボルト４２によって締結することで、ハウジング２０がタンク本体１０に保持される。
【００１３】
本発明では、タンク本体１０の内側タンク１１と外側タンク１２との溶接部１５は、タンク本体口部１３の半径方向に、ハウジング２０によって外側から囲まれておらず、タンク本体口部１３の半径方向外側方向に開放している。
また、タンク本体１０の内側タンク１１と外側タンク１２との溶接部１５と、ハウジング２０の溶接部１５にタンク本体口部１３の軸方向に対向する部分（溶接部軸方向対向部）２８との間に、タンク本体口部１３の軸方向に隙間３が設けられている。
したがって、溶接部１５の下端は、ハウジング２０の溶接部軸方向対向部２８に、タンク本体口部１３の軸方向に、当接していない。つまり、タンク本体１０は、隙間３分だけ、ハウジング２０およびハウジング２０に固定されたパイプ２５およびパイプ２５と一体のつば部２６に対して、持ち上がっている。
【００１４】
図２に示すように、タンク本体１０の整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の周囲部１８と、パイプ２５のつば部２６との間には、弾性部材２９が設けられている。タンク本体１０の整流部材１６がつば部２６に対して隙間３だけ持ち上がることによって、図３に示すように、タンク本体１０の整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の周囲部１８と、パイプ２５のつば部２６との間に上下方向隙間４ができ、それによって整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の内縁とパイプ２５の外周との間の半径方向隙間５が開いて、冷却液が整流部材１６の下から上に流出しようとするが、弾性部材２９が設けられていることによって、図２に示すように、上記隙間４、５による流路が弾性部材２９で閉塞され、冷却液が整流部材１６の下から上に流出することが防止される。
【００１５】
弾性部材２９は、整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の周囲部１８と、パイプ２５のつば部２６とで挟持されて、弾性部材２９の厚み方向に圧縮されている。弾性部材２９が弾性変形可能なために、つば部２６と整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の周囲部１８との位置の組み付け誤差やタンク本体１０の変形による位置の変動を吸収できる。
弾性部材２９は、たとえば、発泡ゴムからなる。発泡ゴムは互いに独立な多数の空隙を有し、弾性変形を保持しつつ、液体の流通を阻止する。
【００１６】
つぎに、本発明の作用を説明する。
内側タンク１１と外側タンク１２との溶接部１５がハウジング２０によって囲まれておらず、かつ、この溶接部１５と、ハウジング２０の溶接部１５に対向する部分２８との間にタンク本体口部１３の軸方向に隙間３が設けられているので、溶接部１５に水がかかっても、水は自重で流れ落ち、溶接部１５に水が保持されることはない。その結果、溶接部１５が、保持された水で錆びることが回避され、錆びた溶接部１５の界面などを通ってエアが密閉空間１４に侵入することが防止される。その結果、エアの侵入で密閉空間１４の真空度が低下することもなく、真空度の低下によって蓄熱タンク１０の保温性が低下することもない。
【００１７】
上記のようにハウジング２０の溶接部対向部２８を溶接部１５から隙間３だけ離した構造をとると、パイプ２５のつば部２６の、タンク本体１０の整流部材１６に対する位置がずれて隙間４ができ、整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の内縁とパイプ２５の外周面との間の環状隙間５が開放されて該環状隙間５を通過して流れる冷却液の量が増えようとする。本来はつば部２６によるシール作用によりその流れが抑えられているが、つば部２６の位置ずれで隙間４ができ、上記環状隙間５を通過して流れる冷却液の量が増える。その結果、上記環状隙間５を通って、冷たい冷却液が整流部材１６の下から上に流れ、冷たい冷却液が川となって流れてパイプ２５の上端開口部からパイプ２５内通路を通って蓄熱タンク１から流出し、温かい冷却液が連続して流出しなくなる。その結果、エンジン始動前に蓄熱タンク１からの温かい冷却液でエンジンをプレヒートしエミッション抑制性能を良くする効果が低下するという問題につながる。
【００１８】
しかし、本発明の蓄熱タンク１では、整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の周囲部１８とパイプ２５のつば部２６との間に弾性部材２９を設けたので、該弾性部材２９がシール部材となって、整流部材１６のパイプ挿通用孔１７の内縁とパイプ２５の外周面との間の環状隙間５を通過して流れる冷却液の流れを抑える。その結果、つば部２６の位置ずれにかかわらず、タンク本体１０に蓄えられていた温かい冷却液を連続して蓄熱タンク１から流出させることができ、ひいては、効果的にエンジンをプレヒートでき、エミッション性能を良くすることができる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の蓄熱タンクによれば、内側タンクと外側タンクとの溶接部がハウジングによって囲まれておらず、かつ、この溶接部と、ハウジングの溶接部に対向する部分との間にタンク本体口部の軸方向に隙間が設けられているので、溶接部に水が保持されることはない。その結果、溶接部が保持された水で錆びることが回避され、錆びた溶接部からのエアの侵入で密閉空間の真空度が低下することもなく、真空度の低下によって蓄熱タンクの保温性が低下することもない。
請求項２の蓄熱タンクによれば、整流部材のパイプ挿通用孔の周囲部とパイプのつば部との間に弾性部材を設けたので、該弾性部材がシール部材となって、整流部材のパイプ挿通用孔内縁とパイプの外周面との間の環状隙間を通過して流れる液体の流れを抑える。その結果、つば部の位置ずれにかかわらず、タンク本体に蓄えられていた温かい液体を連続して蓄熱タンクから流出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蓄熱タンクの全体断面図である。
【図２】図１の蓄熱タンクの一部の拡大断面図である。
【図３】比較例の蓄熱タンクの、図２に対応する部分の、断面図である。
【符号の説明】
１ 蓄熱タンク
３ 隙間
４ 上下方向隙間
５ 半径方向隙間
１０ タンク本体
１１ 内側タンク
１２ 外側タンク
１３ タンク本体口部
１４ 密閉空間（内側タンクと外側タンクとの間の空間）
１５ 溶接部（内側タンクと外側タンクとの溶接部）
１６ 整流部材（混合防止板）
１７ パイプ挿通用孔
１８ パイプ挿通用孔の周囲部
１９ シール材（Ｏリング）
２０ ハウジング
２１ 流体通路
２２ 流体通路
２３ 温度センサ
２５ パイプ
２６ つば部
２９ 弾性部材
３０ 蓄熱タンク取付け部材
３１ バンド（バンド状ブラケット）
３２ ブラケット
４０ ハウジング支持部材
４１ 吊り上げブラケット
４２ ボルト
５１ 車両側ブラケット
５２ ボルト
５５ ゴムブッシュ

Claims (2)

1. 液体を保温貯蔵するタンク本体と、該タンク本体の内部に連通するとともに液体が流通する流体通路が設けられたハウジングとを有し、前記タンク本体は内側タンクと外側タンクを有しており、前記内側タンクと外側タンクとはタンク本体口部部位で溶接されて前記内側タンクと前記外側タンクとの間に密閉空間を形成しており、該密閉空間はほぼ真空とされており、前記ハウジングは該ハウジングの一部で前記タンク本体口部に挿入嵌合されている、蓄熱タンクであって、前記内側タンクと外側タンクとの溶接部は前記ハウジングによって囲まれないで前記タンク本体口部の半径方向外側方向に開放しており、かつ、前記溶接部と、前記ハウジングの前記溶接部に前記タンク本体口部の軸方向に対向する部分との間に、前記タンク本体口部の軸方向に隙間が設けられている、蓄熱タンク。
2. 前記タンク本体の内部に設けられパイプ挿通用孔を有する整流部材と、該整流部材のパイプ挿通用孔を挿通し前記ハウジングの流体通路に接続されたパイプおよび該パイプに設けられ前記整流部材のパイプ挿通用孔の周囲部にパイプ挿通方向に対向するつば部とを有しており、前記整流部材のパイプ挿通用孔の周囲部と前記つば部との間には弾性部材が設けられている請求項１記載の蓄熱タンク。

Images