JP2007303702A - 蓄熱タンク - Google Patents

Abstract

【課題】開閉弁の温度感知部に感温用の流体を常に流すための通路に異物が詰まった場合でも、その異物が自動的に除去されるようにする。
【解決手段】逆止弁１３および開閉弁１４をバイパスして常時流体が流れる感温溝１２３３を、逆止弁１３が接離するシート面１２３２に設ける。このようにすれば、逆止弁１３が閉弁中に感温溝１２３３に異物が詰まっても、逆止弁１３が開弁したときに感温溝１２３３近傍を流れる流体により異物が押し流されるため、異物が自動的に除去される。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体を保温貯蔵する蓄熱タンクに関するものである。

従来、水冷式内燃機関の廃熱を利用するシステムとして、内燃機関運転中に冷却水回路を流れる高温の冷却水を蓄熱タンクに貯蔵しておき、この蓄熱タンクに貯蔵されている温水を電動ポンプによって次回の内燃機関の始動直前に内燃機関に供給して内燃機関の暖機促進を図るものが提案されている。

また、本出願人は、上記のような廃熱利用システムに好適な蓄熱タンクを、特願２００６−２４２８８（以下、先願という）にて提案した。その蓄熱タンクは、冷却水が流れる流体通路中に配置されて一方の向きへの冷却水の流れのみを許容する逆止弁と、冷却水の温度に応じて流体通路を開閉する開閉弁とを備えている。さらに、開閉弁の温度感知部に感温用の冷却水を常に流すために、逆止弁および開閉弁をバイパスして常時冷却水が流れる感温穴を設けている。そして、水温上昇時には開閉弁が流体通路を開くことにより、蓄熱タンクに温水が流入するようになっている。

しかしながら、上記先願の蓄熱タンクは、感温穴を流れる冷却水の流量を多くすると廃熱利用システムの性能に影響するため、微小な流量しか流すことが出来ない。そのため、感温穴の通路面積も小さなものとなり、冷却水中に混入、生成された異物により感温穴が詰まってしまい、開閉弁が温度に応じて作動することができなくなる虞があった。

また、廃熱利用システムの性能への影響を考慮して、水温上昇時に蓄熱タンクに流入する冷却水を微小流量にしなければならないことがある。その場合には、開閉弁が開弁したときに冷却水が流れる回収穴の通路面積が小さなものとなり、冷却水中の異物により回収穴が詰まり易く、開閉弁が開弁しても冷却水が流れないという問題が発生する。

本発明は上記点に鑑みて、開閉弁の温度感知部に感温用の流体を常に流すための通路に異物が詰まった場合でも、その異物が自動的に除去されるようにすることを目的とする。

本発明は、流体を保温貯蔵する蓄熱タンクにおいて、シート面（１２３２）と接離して流体通路（１２２２、１２２３）を開閉する逆止弁（１３）と、流体の温度に応じて流体通路（１２２２、１２２３）を開閉する開閉弁（１４）と、シート面（１２３２）に形成され、逆止弁（１３）および開閉弁（１４）をバイパスして常時流体が流れる感温溝（１２３３）とを備えることを特徴とする。

このようにすれば、逆止弁（１３）が閉弁中に感温溝（１２３３）に異物が詰まっても、逆止弁（１３）が開弁したときに感温溝（１２３３）近傍を流れる流体により異物が押し流されるため、異物が自動的に除去される。

この場合、開閉弁（１４）が開弁したときに流体が流れる回収溝（１２３４）を、シート面（１２３２）に形成することができる。

このようにすれば、逆止弁（１３）が閉弁中に回収溝（１２３４）に異物が詰まっても、逆止弁（１３）が開弁したときに回収溝（１２３４）近傍を流れる流体により異物が押し流されるため、異物が自動的に除去される。

また、開閉弁（１４）は、逆止弁（１３）と接離して流体通路（１２２２、１２２３）を開閉する構成にすることができる。

このようにすれば、開閉弁（１４）は逆止弁（１３）と摺動することなく流体通路（１２２２、１２２３）を開閉するため、耐久性を向上することができる。

また、弁体（１３０）は、同心状に配置されてシート面（１２３２）と接離する２つのリップ（１３０２、１３０３）を備えることができる。

このようにすれば、逆止弁（１３）の閉弁時には２つのリップ（１３０２、１３０３）がシート面（１２３２）に接するため、シート面（１２３２）に対する弁体（１３０）の姿勢が安定し、良好なシール性を得ることができる。

また、開閉弁（１４）が開弁したときに流体が流れる回収穴（１２３５）を備え、この回収穴（１２３５）の開口面積が逆止弁（１３）にて調整される構成とすることができる。

このようにすれば、回収穴（１２３５）の開口面積が小さいときに回収穴（１２３５）に異物が詰まっても、回収穴（１２３５）の開口面積が大きくなったときに異物が押し流されるため、異物が自動的に除去される。

また、回収穴（１２３５）の開口面積は、逆止弁（１３）が流体通路（１２２２、１２２３）を閉じているときに最小に調整されるようにすることができる。

このようにすれば、逆止弁（１３）が閉弁し且つ開閉弁（１４）が開弁しているときに、蓄熱タンクに流入する流体を微小流量にすることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る蓄熱タンクを用いた内燃機関の廃熱利用システムの全体構成を示す図である。

図１において、車両（図示せず）は走行駆動源としての内燃機関１を備えている。この内燃機関１は水冷式であり、シリンダブロック１ａおよびシリンダヘッド１ｂには、冷却水を流通させるためのウォータージャケット（図示せず）が形成されている。

内燃機関１を冷却して高温になった冷却水は、ラジエータ２にて冷却されるようになっている。周知のように、ラジエータ２は、冷却水と外気とを熱交換して冷却水を冷却するものである。内燃機関１とラジエータ２は、内燃機関１とラジエータ２との間で閉回路を形成する主冷却水回路３によって接続されている。

主冷却水回路３には、内燃機関１の動力によって機械的に駆動されて主冷却水回路３等に冷却水を循環させる第１ポンプ４が配設されている。そして、主冷却水回路３内においては、冷却水は、シリンダヘッド１ｂからラジエータ２を経由してシリンダブロック１ａに循環するようになっている。

主冷却水回路３の途中には、ラジエータ２を迂回させて冷却水を流通させるバイパス回路５が、主冷却水回路３に対して並列に接続されている。主冷却水回路３とバイパス回路５との接続部に設けられたサーモスタット６により、バイパス回路５に冷却水を流通させる場合とラジエータ２に冷却水を流通させる場合との切替制御がなされる。因みに、両回路３、５の切り換えは、通常、冷却水温度が約８０℃以上の場合にはラジエータ２に流れるように制御され、約８０℃未満の場合にはバイパス回路５に流れるように制御される。

車両には、車室内の空調を行う空調装置７が搭載されている。空調装置７は、室内に吹き出す空気の通路を構成する空調ケーシング７ａを備え、この空調ケーシング７ａ内の空気流れ上流側には、室内に空気を送風する送風機７ｂが配設されている。

空調ケーシング７ａ内において送風機７ｂの空気流れ下流側には、送風機７ｂから送風された空気を冷却する蒸発器７ｃが配設されている。この蒸発器７ｃは、周知の蒸気圧縮式冷凍機の冷媒蒸発器である。

空調ケーシング７ａ内において蒸発器７ｃの空気流れ下流側には、内燃機関１の冷却水（温水）を熱源として、送風機７ｂから送風された空気を加熱するヒータコア７ｄが配設されている。

空調ケーシング７ａ内においてヒータコア７ｄの空気流入側には、ヒータコア７ｄを通過する空気の量とヒータコア７ｄを迂回して室内側（下流側）に流れる空気の量とを調節することにより、室内に吹き出す空気の温度を調節するエアミックスドア７ｅが配設されている。なお、このエアミックスドア７ｅは、電動機によって駆動されるようになっている。

内燃機関１とヒータコア７ｄは、内燃機関１とヒータコア７ｄとの間で閉回路を形成する暖房用冷却水回路８によって接続されている。より詳細には、暖房用冷却水回路８の一端はシリンダヘッド１ｂのウォータージャケットに接続され、暖房用冷却水回路８の他端は、第１ポンプ４とサーモスタット６との間で主冷却水回路３に合流し、第１ポンプ４を経由してシリンダブロック１ａのウォータージャケットに接続されている。

暖房用冷却水回路８の途中、より詳細には、シリンダヘッド１ｂのウォータージャケットとヒータコア７ｄとの間には、電動機によって駆動されて暖房用冷却水回路８を開閉する２方弁９が配設されている。そして、暖房用冷却水回路８内においては、冷却水は、シリンダヘッド１ｂから２方弁９を経由した後にヒータコア７ｄに流入するようになっている。

暖房用冷却水回路８においてシリンダヘッド１ｂのウォータージャケットと２方弁９との間には、冷却水温度に応じた電気信号を出力する水温センサＳｗが配設されている。

暖房用冷却水回路８の途中から蓄熱用冷却水回路１０が分岐されている。この蓄熱用冷却水回路１０は、暖房用冷却水回路８におけるヒータコア７ｄよりも冷却水流れ下流側から分岐し、シリンダブロック１ａのウォータージャケットに接続されている。

蓄熱用冷却水回路１０には、電動機およびこの電動機によって駆動されるポンプにて構成された第２ポンプ１１、換言すると、電気をエネルギー源として作動する第２ポンプ１１が配設されている。そして、第２ポンプ１１の作動により、冷却水をシリンダブロック１ａのウォータージャケットに向けて圧送するようになっている。

蓄熱用冷却水回路１０において第２ポンプ１１よりも冷却水流れ下流側には、冷却水を保温貯蔵する蓄熱タンク１２が配設されている。この蓄熱タンク１２内には、第２ポンプ１１の冷却水圧送方向の流れのみを許容する逆止弁１３と、この逆止弁１３に対して並列に配置され、冷却水の温度に応じて蓄熱タンク１２内の冷却水通路を開閉する開閉弁１４が配設されている。

電子制御装置１５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものであり、具体的には、水温センサＳｗの出力信号、キースイッチ（図示せず）の操作位置信号、さらには内燃機関１の停止条件や再始動条件を判定するための各種情報が入力され、これらの入力信号に基づいて、内燃機関１、エアミックスドア７ｅ、２方弁９、および第２ポンプ１１等の作動を制御する。

図２は図１の蓄熱タンク１２の具体的な構成を示す断面図、図３は図２の蓄熱タンク１２における逆止弁１３および開閉弁１４の作動状態を示す断面図である。

図２に示すように、蓄熱タンク１２は、冷却水を保温貯蔵するタンク本体１２１を備えている。このタンク本体１２１は、例えばステンレスのような耐食性に優れた材質にて有底円筒状に形成された内筒１２１１および外筒１２１２を備え、内筒１２１１と外筒１２１２との間に略真空状態の断熱空間１２１３が形成され、内筒１２１１の内部には冷却水を貯留する貯留部１２１４が形成されている。

タンク本体１２１には、タンク本体１２１の開口部を閉塞するようにして樹脂製の第１ハウジング１２２が挿入されている。内筒１２１１と第１ハウジング１２２との間には、内筒１２１１と第１ハウジング１２２との間をシールするＯリング１２２１が配置されている。

第１ハウジング１２２における貯留部１２１４側の端部には、樹脂製の第２ハウジング１２３が挿入されている。そして、第１ハウジング１２２には、第２ポンプ１１（図１参照）側の蓄熱用冷却水回路１０（図１参照）と貯留部１２１４とを連通させる冷却水流入通路１２２２が形成され、第１ハウジング１２２および第２ハウジング１２３には、シリンダブロック１ａ（図１参照）側の蓄熱用冷却水回路１０と貯留部１２１４とを連通させる冷却水流出通路１２２３が形成されている。なお、冷却水流入通路１２２２および冷却水流出通路１２２３は、本発明の流体通路に相当する。

第２ハウジング１２３における貯留部１２１４側の端部にはパイプ１２４が装着されている。そして、パイプ１２４により、冷却水流出通路１２２３と貯留部１２１４が連通されている。

また、第１ハウジング１２２における貯留部１２１４側の端部には、冷却水流入通路１２２２における貯留部１２１４側の端部を囲むようにして、略カップ状の混合防止板１２５が装着されている。混合防止板１２５には複数個の流出穴１２５１が形成されており、冷却水流入通路１２２２から流入した冷却水は、流出穴１２５１を介して貯留部１２１４側に流入するようになっている。

図３に示すように、冷却水流出通路１２２３は、第２ハウジング１２３内において並列な２つの冷却水流出通路１２２３ａ、１２２３ｂに分岐されている。２つの冷却水流出通路１２２３ａ、１２２３ｂは、後述する開閉弁１４のケース１４０によって隔てられて同軸に配置されており、円筒状の第１冷却水流出通路１２２３ａの内側に、円柱状の第２冷却水流出通路１２２３ｂが位置している。

第１冷却水流出通路１２２３ａには、冷却水流入通路１２２２側から冷却水流出通路１２２３側への冷却水の流れのみを許容する逆止弁１３が配設されている。この逆止弁１３は、第２ハウジング１２３に形成された逆止弁シート面１２３２と接離して第１冷却水流出通路１２２３ａを開閉するゴム製（例えば、ＥＰＤＭ）の環状の逆止弁弁体１３０と、この逆止弁弁体１３０を閉弁向きに付勢する円錐形のコイルスプリング１３１とからなる。また、逆止弁弁体１３０は、開閉弁１４のケース１４０と一体化されている。

第２冷却水流出通路１２２３ｂには、冷却水の温度に応じて第２冷却水流出通路１２２３ｂを開閉する開閉弁１４が配設されている。この開閉弁１４は、第２ハウジング１２３に形成されたリブ１２３１によって摺動自在に支持された樹脂製の筒状のケース１４０と、温度の上昇に伴って体積が増加するとともに温度が閾値になったときに体積が急変するサーモワックスを内蔵した感温部１４１と、ケース１４０に固定されるとともにサーモワックスの体積変化に応じて感温部１４１から出入りして感温部１４１を移動させるロッド１４２と、感温部１４１の外周部にワッシャにて固定され、ケース１４０に形成された開閉弁シート面１４０１と接離して第２冷却水流出通路１２２３ｂを開閉する開閉弁弁体１４３と、この開閉弁弁体１４３を閉弁向きに付勢する円錐型のコイルスプリング１４４とからなる。

第２ハウジング１２３の逆止弁シート面１２３２のうち逆止弁弁体１３０の外周側端面が接離する部位には、常開の感温溝１２３３が１つ形成されている。この感温溝１２３３は、第１冷却水流出通路１２２３ａに直列に配置されており、逆止弁１３および開閉弁１４をバイパスして常時冷却水が流れるようになっている。因みに、この感温溝１２３３は、感温溝１２３３部位での冷却水流れ方向に対して直交する面の断面形状を、例えば、矩形、三角形、半円等にすることができる。

第２ハウジング１２３の逆止弁シート面１２３２のうち逆止弁弁体１３０の内周側端面が接離する部位には、回収溝１２３４が１つ形成されている。この回収溝１２３４は、第２冷却水流出通路１２２３ｂに直列に配置されており、開閉弁１４が開弁したときに逆止弁１３をバイパスして冷却水が流れるようになっている。因みに、この回収溝１２３４は、回収溝１２３４部位での冷却水流れ方向に対して直交する面の断面形状を、例えば、矩形、三角形、半円等にすることができる。

次に、本実施形態に係る廃熱利用システムの作動について説明する。まず、内燃機関１の始動直前にプレヒートモードが実行される。すなわち、電子制御装置１５は、内燃機関１が停止状態のときにキースイッチが始動位置に操作され、且つ冷却水温度が設定温度以下である場合は、所定時間の間、２方弁９を開弁状態にして暖房用冷却水回路８を開くとともに第２ポンプ１１を作動させて、プレヒートモードを実行させる。

このときには、図３（ａ）に示すように、逆止弁１３は第２ポンプ１１の吐出圧によって逆止弁弁体１３０が逆止弁シート面１２３２から離れて開弁する。このため、図１に矢印で示すように、蓄熱タンク１２→シリンダブロック１ａ→シリンダヘッド１ｂ→２方弁９→ヒータコア７ｄ→第２ポンプ１１→蓄熱タンク１２の順に冷却水が循環するとともに、蓄熱タンク１２→シリンダブロック１ａ→第１ポンプ４→第２ポンプ１１→蓄熱タンク１２の順に冷却水が循環し、これにより、蓄熱タンク１２内に保温貯蔵された高温の冷却水により内燃機関１が加熱される。したがって、内燃機関１の暖機を促進して、車両燃費や排気性能を向上させることができる。因みに、プレヒートモードの終了後に内燃機関１を始動させる。

次に、内燃機関１の暖気運転中は、第１ポンプ４が作動し第２ポンプ１１は停止しており、第１ポンプ４→シリンダブロック１ａ→シリンダヘッド１ｂ→バイパス回路５→サーモスタット６→第１ポンプ４の順に冷却水が循環する。

また、蓄熱タンク１２においては、第１ポンプ４の吐出圧がシリンダブロック１ａおよび蓄熱用冷却水回路１０を介して作用しているため逆止弁１３は閉弁しており、冷却水温度が低いため開閉弁１４も閉弁している。但し、図３（ｂ）に矢印で示すように、冷却水流出通路１２２３側から感温溝１２３３を通って貯留部１２１４に向かって冷却水が流れる。このときの冷却水流量は、感温溝１２３３の通路面積によって調整され、具体的には、感温部１４１のサーモワックスが感温できる程度で且つヒータ性能等に影響しないような微小流量に設定されている。

その後、内燃機関１の暖気が進行して冷却水温度が閾値に達すると、図３（ｃ）に示すように、開閉弁１４は、サーモワックスの膨張によって感温部１４１および開閉弁弁体１４３が開閉弁シート面１４０１から離れる向きに移動され、第２冷却水流出通路１２２３ｂを開く。

このため、第１ポンプ４から送り出された高温の冷却水の一部が、シリンダブロック１ａ→蓄熱用冷却水回路１０→冷却水流出通路１２２３→第２冷却水流出通路１２２３ｂ→回収溝１２３４→貯留部１２１４の順に流れる。したがって、プレヒートモード時に蓄熱タンク１２内に流入した低温の冷却水が、高温の冷却水と入れ替えられ、蓄熱タンク１２に高温の冷却水が貯蔵される。このときの冷却水流量は、回収溝１２３４の通路面積によって調整され、ヒータ性能等に影響しないような微小流量に設定されている。

ところで、感温溝１２３３や回収溝１２３４は通路面積が小さいため、開閉弁１４の閉弁時に冷却水が流れるときに、感温溝１２３３や回収溝１２３４に異物が詰まる虞がある。この場合、プレヒートモード時には、図３（ａ）に示すように逆止弁弁体１３０が逆止弁シート面１２３２から離れるとともに、大流量の冷却水が流れるため、その冷却水によって異物が押し流される。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態に係る蓄熱タンク１２の要部を示す断面図、図５は図４の蓄熱タンク１２における逆止弁１３および開閉弁１４の作動状態を示す断面図である。

本実施形態は、逆止弁１３および開閉弁１４の構成が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、環状の逆止弁弁体１３０に、開閉弁１４の円筒状のケース１４０が摺動自在に挿入されている。ケース１４０の外周面に回収溝１４０１が１つ形成されており、逆止弁弁体１３０の内周面には、ケース１４０の外周面を摺動して回収溝１４０１と冷却水流出通路１２２３との間を開閉する内周リップ１３０１が形成されている。

ケース１４０の内部に感温部１４１が配置され、ケース１４０と感温部１４１との間はゴムパッキン１４５によりシールされている。ケース１４０や感温部１４１は、第２ハウジング１２３の逆止弁シート面１２３２側に向かってコイルスプリング１４４により付勢され、ロッド１４２の一端が第２ハウジング１２３に当接している。

上記構成において、プレヒートモード時には、図５（ａ）に示すように、逆止弁１３は第２ポンプ１１（図１参照）の吐出圧によって逆止弁弁体１３０が逆止弁シート面１２３２から離れて開弁する。そして、蓄熱タンク１２（図１参照）内に保温貯蔵された高温の冷却水が内燃機関１（図１参照）側に送られる。

内燃機関１の暖気運転中は、図５（ｂ）に示すように、逆止弁１３は閉弁しており、冷却水流出通路１２２３側から感温溝１２３３を通って貯留部１２１４に向かって冷却水が流れる。

その後、内燃機関１の暖気が進行して冷却水温度が閾値に達すると、図５（ｃ）に示すように、開閉弁１４は、サーモワックスの膨張によってケース１４０や感温部１４１が逆止弁シート面１２３２から離れる向きに移動される。これにより、ケース１４０と逆止弁弁体１３０とが相対的に変位して、回収溝１４０１と冷却水流出通路１２２３との間が連通する。したがって、冷却水流出通路１２２３側から回収溝１４０１を通って貯留部１２１４に向かって冷却水が流れる。

そして、感温溝１２３３や回収溝１２３４に異物が詰まった場合、図５（ａ）に示すように逆止弁１３が開弁したときに感温溝１２３３や回収溝１２３４近傍を流れる冷却水によって、感温溝１２３３や回収溝１２３４の異物が押し流される。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図６は第３実施形態に係る蓄熱タンクにおける逆止弁１３および開閉弁１４の作動状態を示す断面図、図７は図６のＡ部の拡大断面図である。

本実施形態は、逆止弁１３の構成が第２実施形態と異なる。なお、第２実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、環状の逆止弁弁体１３０の端面に、逆止弁シート面１２３２と接離する２つの端面リップ１３０２、１３０３を同心状に設けている。また、第２ハウジング１２３の逆止弁シート面１２３２のうち、内側の端面リップ１３０２が接離する部位に、回収溝１２３４が１つ形成されている。

上記構成において、プレヒートモード時には、図６（ａ）に示すように、逆止弁１３は第２ポンプ１１（図１参照）の吐出圧によって逆止弁弁体１３０が逆止弁シート面１２３２から離れて開弁する。そして、蓄熱タンク１２（図１参照）内に保温貯蔵された高温の冷却水が内燃機関１（図１参照）側に送られる。

内燃機関１の暖気運転中は、図６（ｂ）に示すように、逆止弁１３は閉弁しており、冷却水流出通路１２２３側から感温溝１２３３を通って貯留部１２１４（図１参照）に向かって冷却水が流れる。このように逆止弁１３が閉弁しているときには、同心状の２つの端面リップ１３０２、１３０３が逆止弁シート面１２３２に接するため、逆止弁シート面１２３２に対する逆止弁弁体１３０の姿勢が安定し、良好なシール性を得ることができる。

その後、内燃機関１の暖気が進行して冷却水温度が閾値に達すると、図６（ｃ）に示すように、開閉弁１４は、サーモワックスの膨張によってケース１４０や感温部１４１が逆止弁シート面１２３２から離れる向きに移動される。これにより、ケース１４０と逆止弁弁体１３０とが相対的に変位して、ケース１４０の回収溝１４０１と冷却水流出通路１２２３との間が連通する。したがって、冷却水流出通路１２２３側からの冷却水は、ケース１４０の回収溝１４０１および逆止弁シート面１２３２の回収溝１２３４を通って、貯留部１２１４に流れる。

そして、感温溝１２３３や両回収溝１２３４、１４０１に異物が詰まった場合、図６（ａ）に示すように逆止弁１３が開弁したときに感温溝１２３３や両回収溝１２３４、１４０１近傍を流れる冷却水によって、感温溝１２３３や両回収溝１２３４、１４０１の異物が押し流される。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図８は第４実施形態に係る蓄熱タンク１２の要部を示す断面図、図９は図８の蓄熱タンク１２における逆止弁１３および開閉弁１４の作動状態を示す断面図である。

本実施形態は、逆止弁１３および開閉弁１４の構成が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、開閉弁１４が開弁したときに逆止弁１３をバイパスして冷却水を流すための回収穴１２３５を設けている。この回収穴１２３５は、第２ハウジング１２３と樹脂製の第３ハウジング１２６とによって形成されている。

逆止弁１３の逆止弁弁体１３０は、逆止弁シート面１２３２と接離して冷却水流出通路１２２３を開閉する円板状の鍔部１３０４と、回収穴１２３５の開口面積を調整可能な円筒状の筒部１３０５とからなる。

開閉弁１４の開閉弁弁体１４３は、感温部１４１の外周部に固定されており、第２ハウジング１２３に形成された開閉弁シート面１２３６と接離して回収穴１２３５を開閉するようになっている。開閉弁１４の感温部１４１や開閉弁弁体１４３は、コイルスプリング１４４により閉弁向きに付勢され、ロッド１４２の一端が第２ハウジング１２３に当接している。

図１０は図９（ｂ）のＢ矢視図であり、この図１０に示すように、逆止弁１３が閉弁しているときに、筒部１３０５により回収穴１２３５の一部が塞がれるようになっている。そして、逆止弁１３が閉弁しているときに、回収穴１２３５の開口面積は最小に調整される。

上記構成において、プレヒートモード時には、図９（ａ）に示すように、逆止弁１３は第２ポンプ１１（図１参照）の吐出圧によって逆止弁弁体１３０の鍔部１３０４が逆止弁シート面１２３２から離れて開弁する。そして、蓄熱タンク１２（図１参照）内に保温貯蔵された高温の冷却水が内燃機関１（図１参照）側に送られる。また、このときには、逆止弁弁体１３０の筒部１３０５は回収穴１２３５を塞いでおらず、回収穴１２３５の開口面積は最大になっている。

内燃機関１の暖気運転中は、図９（ｂ）に示すように、逆止弁１３および開閉弁１４は閉弁しており、冷却水流出通路１２２３側から感温溝１２３３を通って貯留部１２１４に向かって冷却水が流れる。

その後、内燃機関１の暖気が進行して冷却水温度が閾値に達すると、図９（ｃ）に示すように、開閉弁１４は、サーモワックスの膨張によって感温部１４１および開閉弁弁体１４３が開閉弁シート面１２３６から離れる向きに移動され、回収穴１２３５が開かれる。したがって、冷却水流出通路１２２３側からの冷却水は、回収穴１２３５を通って貯留部１２１４に流れる。このときには回収穴１２３５の開口面積は最小に調整されているため、冷却水流量はヒータ性能等に影響しないような微小流量にすることができる。

そして、感温溝１２３３に異物が詰まった場合や、回収穴１２３５における逆止弁弁体１３０側の開口端部に異物が詰まった場合、図９（ａ）に示すように逆止弁１３が開弁したときに、感温溝１２３３や回収穴１２３５における逆止弁弁体１３０側の開口端部の近傍を流れる冷却水によって、感温溝１２３３や回収穴１２３５の異物が押し流される。

本発明の第１実施形態に係る蓄熱タンクを用いた内燃機関の廃熱利用システムの全体構成を示す図である。 図１の蓄熱タンク１２の具体的な構成を示す断面図である。 図２の蓄熱タンク１２における逆止弁１３および開閉弁１４の作動状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る蓄熱タンク１２の要部を示す断面図である。 図４の蓄熱タンク１２における逆止弁１３および開閉弁１４の作動状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る蓄熱タンクにおける逆止弁１３および開閉弁１４の作動状態を示す断面図である。 図６のＡ部の拡大断面図である。 本発明の第４実施形態に係る蓄熱タンク１２の要部を示す断面図である。 図８の蓄熱タンク１２における逆止弁１３および開閉弁１４の作動状態を示す断面図である。 図９（ｂ）のＢ矢視図である。

符号の説明

１３…逆止弁、１４…開閉弁、１２１…タンク本体、１２２、１２３…ハウジング、１２２２…冷却水流入通路（流体通路）、１２２３…冷却水流出通路（流体通路）、１２３２…シート面、１２３３…感温溝。

Claims (8)

1. 流体を保温貯蔵するタンク本体（１２１）と、前記タンク本体（１２１）内に連通する流体通路（１２２２、１２２３）が形成されたハウジング（１２２、１２３）とを備える蓄熱タンクにおいて、
   前記ハウジング（１２２、１２３）に形成されたシート面（１２３２）と接離して前記流体通路（１２２２、１２２３）を開閉するとともに、一方の向きへの流体の流れのみを許容する逆止弁（１３）と、
   流体の温度に応じて前記流体通路（１２２２、１２２３）を開閉する開閉弁（１４）と、
   前記シート面（１２３２）に形成され、前記逆止弁（１３）および前記開閉弁（１４）をバイパスして常時流体が流れる感温溝（１２３３）とを備えることを特徴とする蓄熱タンク。
2. 前記開閉弁（１４）が開弁したときに流体が流れる回収溝（１２３４）が、前記シート面（１２３２）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱タンク。
3. 前記開閉弁（１４）は、前記逆止弁（１３）と接離して前記流体通路（１２２２、１２２３）を開閉する構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱タンク。
4. 前記開閉弁（１４）が開弁したときに流体が流れる回収溝（１４０１）が、前記開閉弁（１４）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱タンク。
5. 前記逆止弁（１３）は環状の弁体（１３０）を備え、
   前記弁体（１３０）の内側に前記開閉弁（１４）が配置され、
   前記回収溝（１４０１）は前記開閉弁（１４）の外周面に形成され、
   前記弁体（１３０）の内周面と前記開閉弁（１４）の外周面とが摺動しつつ前記弁体（１３０）と前記開閉弁（１４）とが相対的に変位することにより、前記回収溝（１４０１）を含む前記流体通路（１２２２、１２２３）が開閉される構成であることを特徴とする請求項４に記載の蓄熱タンク。
6. 前記弁体（１３０）は、同心状に配置されて前記シート面（１２３２）と接離する２つのリップ（１３０２、１３０３）を備えることを特徴とする請求項５に記載の蓄熱タンク。
7. 前記開閉弁（１４）が開弁したときに流体が流れる回収穴（１２３５）を備え、この回収穴（１２３５）の開口面積が前記逆止弁（１３）にて調整される構成であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱タンク。
8. 前記回収穴（１２３５）の開口面積は、前記逆止弁（１３）が前記流体通路（１２２２、１２２３）を閉じているときに最小に調整されることを特徴とする請求項７に記載の蓄熱タンク。

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