JP2010054162A - 蓄熱装置及び車両用暖機システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱装置の構成を簡単にしながらも、蓄熱材の蓄熱および放熱を短時間で効率良く行え、暖機対象の早期暖機を効果的に行えるようにする。
【解決手段】過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材２０を封入した柔軟性材料からなる蓄熱カプセル２１と、蓄熱カプセル２１内に設置された金属板からなる発核部材２２と、蓄熱カプセル２１を複数収容し、かつエンジン３０の冷却水と蓄熱カプセル２１内の蓄熱材２０との間で熱交換を行わせる熱交換室１１と、熱交換室１１内の蓄熱カプセル２１を加圧して変形させることで、発核部材２２の形状を変化させて蓄熱材２０を発核させる加圧機構１７とを備えた蓄熱装置２０であって、加圧機構１７は、熱交換室１１に収容された複数の蓄熱カプセル２１を一度に加圧して変形させる加圧板１５と該加圧板１５を駆動するアクチュエータ１６とで構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関や変速機などの早期暖機あるいは車内の即効暖房を行うのに適した蓄熱装置、及び該蓄熱装置を備えた車両用暖機システムに関する。

従来、例えば特許文献１、２に示すように、蓄熱により内燃機関（エンジン）や自動変速機の暖機を行う蓄熱装置を備えた車両用暖機システムがある。特許文献１に記載の蓄熱装置（蓄熱タンク）は、内燃機関の冷却水を蓄熱媒体として用い、該蓄熱媒体を断熱性の高い容器に収容したものである。また、特許文献２に記載の蓄熱装置は、自動変速機の作動油が流通する流路をセラミックや酸化マグネシウムなどの高熱容量材からなる蓄熱材層で被覆した構造である。このような蓄熱装置を備えた暖機システムを利用すれば、車両の始動時における内燃機関や自動変速機の早期暖機、あるいは車内の即効暖房を効果的に行うことが可能となる。

上記のような蓄熱装置では、熱伝達媒体との熱交換による蓄熱・放熱を行う蓄熱材として、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材（過冷却蓄熱材）を備えたものがある。このような過冷却蓄熱材は、熱伝達媒体からの熱供給により、熱を蓄熱して固相から液相へ相変化（融解）し、その後の温度低下により、液相の状態を保ったまま過冷却状態となる。一方、蓄熱材の過冷却状態を解除する手段（発核手段）による過冷却状態の解除で、蓄熱を放出して液相から固相へ相変化（固化）するようになっている。

ところで、上記のような蓄熱装置の暖機対象である内燃機関や駆動系機関あるいは車内暖房装置は、いずれもその熱容量が大きいため、それらの暖機には大きな熱エネルギーが必要である。そのため、蓄熱装置が備える蓄熱材の容量を大きくする必要がある。しかしながら、蓄熱材の容量を大きくすると、蓄熱材の容積に比して熱伝達媒体との接触面積が少なくなることなどにより、蓄熱材と熱伝達媒体との間の熱移動が効率良く行われないという問題がある。

この点に対処可能な技術として、特許文献３には、蓄熱材を複数のカプセル状の小容器に分割して封入した蓄熱装置が開示されている。これによれば、各容器に封入された蓄熱材ごとに蓄熱及び放熱が行われるようになる。したがって、蓄熱材と熱伝達媒体との間の熱移動を効率良く行わせることができる。

しかしながら、特許文献３のようなカプセル状の小容器を備えた蓄熱装置において、小容器に封入する蓄熱材を過冷却蓄熱材とする場合、小容器ごとに発核手段を設ける必要がある。この場合、蓄熱装置の小型化、軽量化、低コスト化を図るためには、各小容器に設ける発核手段や、発核手段に発核動作を行わせるための付随機構をできるだけ簡単な構造とすることが望ましい。その上で、各小容器に封入された蓄熱材を簡単な動作で一度に効率良く発核させるようにする必要がある。

また、特許文献３のような小容器を備えた蓄熱装置では、複数の小容器の取り扱いが煩雑であり、蓄熱装置から小容器を出し入れする作業に手間がかかるという問題がある。したがって、複数の小容器をまとめて簡単に取り扱えるようにすれば、蓄熱装置の製造工程の簡素化やメンテナンス作業の容易化を図ることができる。
特開平１０−７１８３７号公報 特開２００２−３９３３５号公報 特開２００６−４６７０１号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、構成を簡単にしながらも、容量が大きい蓄熱要素の蓄熱および放熱を短時間で効率良く行える蓄熱装置、及び暖機対象の早期暖機が効果的に行える車両用暖機システムを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかる蓄熱装置は、柔軟性材料からなる密閉容器（２１）と、密閉容器（２１）に封入された過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなる蓄熱要素（２０）と、密閉容器（２１）内に設置され、該密閉容器（２１）の変形に伴いその形状が変化することで蓄熱要素（２０）の過冷却状態を解除する過冷却解除用の部材（２２）と、密閉容器（２１）を複数収容し、かつ暖機対象（３０，４０）からの熱伝達媒体を流通させて該熱伝達媒体と密閉容器（２１）内の蓄熱要素（２０）との間で熱交換を行わせる熱交換室（１１）と、熱交換室（１１）に収容された複数の密閉容器（２１）を一度に加圧して変形させる加圧機構（１７又は１７−４）と、を備えることを特徴とする。なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる蓄熱装置によれば、蓄熱材を複数の密閉容器に分けて封入したので、密閉容器に封入された蓄熱材ごとに蓄熱及び放熱が行われるようになる。したがって、蓄熱材の全容量が大きい場合でも、蓄熱材と熱伝達媒体との間の熱移動を効率良く行わせることができる。それに加えて、柔軟性を有する密閉容器内に設置した過冷却解除用の部材と、該密閉容器を加圧して変形させる加圧機構とからなる簡単な構成により、各密閉容器に収容された蓄熱材の過冷却状態を一度に解除することを可能としている。したがって、蓄熱装置の構成を簡単にしながらも、容量が大きい蓄熱材の蓄熱および放熱を短時間で効率良く行えて、暖機対象の早期暖機が効果的に行えるようになる。

また、この蓄熱装置では、熱交換室（１１）内の各密閉容器（２１）は、該熱交換室（１１）の内面または他のいずれかの密閉容器（２１）と接した状態で収容されており、加圧機構（１７）は、複数の密閉容器（２１）の少なくともいずれかに当接してこれを押圧する押圧部材（１５）と、該押圧部材（１５）を移動させる移動機構（１６）とで構成されていてよい。これによれば、押圧部材を移動させる簡単な構成でありながら、熱交換室内の複数の密閉容器を一度に加圧して変形させることができる。
あるいは、上記の加圧機構（１７−４）は、熱交換室（１１）の出口側を閉止する閉止手段（３３）と、熱交換室（１１）に熱伝達媒体を送り込む媒体輸送手段（３２−４）とで構成され、出口側を閉止した熱交換室（１１）に熱伝達媒体を送り込み、熱交換室（１１）内の熱伝達媒体で複数の密閉容器（２１）を加圧するものであってもよい。これによれば、圧力の上昇した熱伝達媒体で複数の密閉容器を一度に加圧できる。また、複数の密閉容器を均一に加圧することも可能となる。
加圧機構として上記いずれを用いても、蓄熱装置の構成を簡単にでき、かつ複数の密閉容器に封入された蓄熱材の過冷却状態を効率良く解除することができる。

また、密閉容器（２１）内には、蓄熱要素（２０）とともに気体（２４）が封入されているとよい。これによれば、密閉容器が加圧される際に、封入された気体の圧縮により密閉容器の変形が起こり易くなる。したがって、蓄熱要素の過冷却解除を確実に行えるようになる。また、小さい圧力で密閉容器を変形させることができるので、加圧機構の構成の簡素化を図ることができる。なお、ここでいう気体には、例えば、空気や窒素が含まれる。また、封入する気体は、密閉容器の変形で圧縮されるようになっていれば、密閉容器内の蓄熱要素の隙間に直接封入するほか、該隙間に独泡スポンジなどの気体を含むことができる媒体を収容し、該媒体に含ませた状態で封入してもよい。

また、上記の蓄熱装置では、密閉容器（２１）を複数並べて保持可能な保持部材（２６）を備え、熱交換室（１１）に収容される複数の密閉容器（２１）は、保持部材（２６）に保持された状態で熱交換室（１１）への収容及び取り出しが可能であるとよい。これによれば、複数の密閉容器の取り扱いが簡単になり、熱交換室に対して密閉容器を出し入れする作業が簡単に行えて便利である。したがって、蓄熱装置の製造工程の簡素化やメンテナンス作業の容易化を図ることができる。

また、この場合、密閉容器（２１）の外周に括れ部（２１ａ）を形成し、保持部材（２６）は、括れ部（２１ａ）に嵌合する複数の嵌合部（２６ａ）を有してなる平面状の部材とするとよい。これによれば、複数の密閉容器を平面状に並べて保持できるので、熱交換室内に収容する複数の密閉容器をコンパクトにできる。また、複数の密閉容器の取り扱いをさらに容易にできる。また、工具や他の部材を用いずに密閉容器を保持部材で保持することができる。

さらにこの場合、保持部材（２６）により保持した密閉容器（２１）を複数段積層して熱交換室（１１）に収容するとよい。これによれば、熱交換室内に多数の密閉容器を効率良く収容することができる。したがって、熱交換室内の蓄熱要素の容量を大きくしながらも、蓄熱装置の外形の小型化を図ることができる。

また、上記の蓄熱装置では、密閉容器（２１）は、球形状に形成されていることが望ましい。これによれば、熱交換室内に多数の密閉容器を効率良く収容できる上に、密閉容器と熱伝達媒体との接触面積を広くできるので、蓄熱要素と熱伝達媒体との熱交換をスムーズに行わせることが可能となる。

また、上記の蓄熱装置では、熱交換室（１１）は、密閉容器（２１）が収容された第一室（１２）と、該第一室（１２）に隣接する第二室（１３）とを備えた二重構造であり、第一室（１２）と第二室（１３）とには、異なる種類の熱伝達媒体が流通し、第一室（１２）に流通する熱伝達媒体と第二室（１３）に流通する熱伝達媒体と蓄熱要素（２０）との三者間で熱交換が行えるとよい。これによれば、複数の熱源から放出される熱を有効に活用したり、蓄熱材の熱を複数の暖機対象に効率良く供給したりできるので、暖機対象の暖機をさらに効果的に行うことができる。

また、本発明にかかる車両用暖機システムは、上記構成の蓄熱装置（１０）と、暖機対象機関（３０，４０）と、蓄熱装置（１０）と暖機対象機関（３０，４０）との間で熱伝達媒体を流通させる熱伝達媒体流路（３１，４１）と、を備え、蓄熱装置（１０）における熱伝達媒体との熱交換による蓄熱要素（２０）の蓄熱・放熱で暖機対象機関（３０，４０）の暖機を行うことを特徴とする。この車両用暖機システムによれば、本発明にかかる蓄熱装置を用いて、内燃機関や変速機の早期暖機を効果的に行えるようになる。また、車両構造の簡素化、低コスト化を図ることもできる。

また、この車両用暖機システムでは、暖機対象機関（３０，４０）は、内燃機関（３０）または変速機（４０）の少なくともいずれかであり、熱伝達媒体は、内燃機関（３０）の冷却水または潤滑油、変速機（４０）の作動油の少なくともいずれかであってよい。これらの熱伝達媒体を蓄熱装置へ流通させることにより、内燃機関や駆動系機関の早期暖機が効果的に行えるようになる。

本発明にかかる蓄熱装置及び車両用暖機システムによれば、蓄熱要素の容量が大きい場合でも蓄熱および放熱を短時間で効率良く行うことができ、暖機対象機関の早期暖機や車内の即効暖房を効果的に行えるようになる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかる蓄熱装置を備えた車両用暖機システムの構成例を示す概略図である。車両用暖機システム１は、蓄熱装置１０と、エンジン３０の冷却水（ＬＬＣ）を蓄熱装置１０および車内暖房装置４４のヒータコア４５へ循環させる冷却水循環路３１と、自動変速機（ＡＴ）４０の作動油（ＡＴＦ）を蓄熱装置１０へ循環させる作動油循環路４１とを備えている。冷却水循環路３１は、エンジン３０に形成された水ジャケット（図示せず）から導出され、蓄熱装置１０に連通し、蓄熱装置１０の下流側でヒータコア４５を通り、エンジン３０の水ジャケットに再度導入されている。エンジン３０に導入される直前位置には、冷却水ポンプ３２が介装されている。冷却水ポンプ３２は、エンジン３０のクランク軸（図示せず）の回転に連動して駆動するようになっている。また、作動油循環路４１には、作動油を流通させる作動油ポンプ（電動ポンプ）４２と、作動油の温度を検出する油温センサ４３が設置されている。蓄熱装置１０は、詳細な構成は後述するが、蓄熱材２０が封入された密閉容器（以下、「蓄熱カプセル」という。）２１を収容した熱交換室１１を備えている。熱交換室１１は、冷却水循環路３１に連通する第一室１２と、作動油循環路４１に連通する第二室１３の二重構造になっており、蓄熱カプセル２１は、第一室１２に収容されている。

ヒータコア４５は、詳細な図示は省略するが、車内に臨む空気導入ダクト内に設置されている。空気導入ダクト内には、ヒータコア４５に風を送るための送風ファン４６が組み込まれている。送風ファン４６は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという。）５０によって作動を制御されるようになっている。ヒータコア４５の送風下流側には、車内に連通する送風ダクトが設けられている。

また、車内のコントロールパネル（図示せず）には、車内暖房用の暖房スイッチ５１、及びデフロスタ吹出口から温風を吹き出すためのデフロスタスイッチ５５が設けられている。暖房スイッチ５１およびデフロスタスイッチ５５のオン／オフ信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。したがって、送風ファン４６は、暖房スイッチ５１やデフロスタスイッチ５５のオン信号に応じて作動し、空気導入ダクトを介して吸い込んだ車内の空気を、ヒータコア４５を通して送風ダクトから再び車内に吹き込むようになっている。また、暖機システム１は、外気温を検出する外気温センサ５４を備えている。外気温センサ５４の検出信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。また、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチという。）５６の操作信号は、ＥＣＵ５０に送られるようになっている。

冷却水循環路３１における蓄熱装置１０とヒータコア４５の間には、冷却水循環路３１の開閉を切り替える切替バルブ（開閉弁）３３が設置されている。切替バルブ３３は、ＥＣＵ５０からの信号で開閉が制御されるようになっている。以下では、切替バルブ３３がオフであるというときは、切替バルブ３３が開かれて、蓄熱装置１０及びヒータコア４５の冷却水が流通する状態を示し、切替バルブ３３がオンであるというときは、切替バルブ３３が閉じられて、蓄熱装置１０及びヒータコア４５の冷却水が流通しない状態を示す。

また、エンジン３０の冷却水をラジエター４７へ循環させるラジエター用循環路３５が設けられている。ラジエター用循環路３５は、エンジン３０の水ジャケットから出て、冷却水循環路３１における冷却水ポンプ３２の上流側に合流している。ラジエター用循環路３５には、ラジエター４７に連通する主流路３５ａとラジエター４７をバイパスするバイパス流路３５ｂが設けられている。ラジエター４７の下流側におけるバイパス流路３５ｂの合流部には、電子制御サーモスタット弁（三方弁）３７が介装されている。電子制御サーモスタット弁３７は、ＥＣＵ５０からの信号で開閉方向が制御されるようになっている。また、ラジエター用循環路３５には、冷却水の水温を検出する水温センサ３８が組み込まれている。水温センサ３８の検出信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。

図２は、電子制御サーモスタット弁３７の構成例を示す図である。以下では、電子制御サーモスタット弁３７がオフであるというときは、同図（ａ）に示す状態、すなわち、主流路３５ａを開いてバイパス流路３５ｂを閉じた状態を示し、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるというときは、同図（ｂ）に示す状態、すなわち、主流路３５ａを閉じてバイパス流路３５ｂを開いた状態を示すものとする。

ＥＣＵ５０は、水温センサ３８で検出した冷却水温が所定温度（例えば１００℃）未満の場合、電子制御サーモスタット弁３７をオンにすることで、冷却水がラジエター４７へ流れないように制御する。一方、冷却水温が所定温度（例えば１１０℃）以上になった場合、電子制御サーモスタット弁３７をオフにすることで、冷却水をラジエター４７へ導くように制御する。

ＥＣＵ５０には、無線により外部機器と交信が可能な受信装置５２が接続されている。これにより、ＥＣＵ５０は、エンジンスタートキー５３に設けたウォームアップスイッチ５３ａのオン／オフ信号を遠隔受信できるようになっている。したがって、乗員が車外でエンジンスタートキー５３のウォームアップスイッチ５３ａを操作した場合、ＥＣＵ５０でその信号が受信され、ＥＣＵ５０は暖機システム１にウォームアップ指令を発することができる。

図３は、蓄熱装置１０の詳細構成を示す図で、（ａ）は、後述する加圧板１５が非加圧位置にある状態、（ｂ）は、加圧板１５が加圧位置にある状態をそれぞれ示している。また、図４は、蓄熱カプセル２１の詳細構造を示す図で、（ａ）は外観を示す図、（ｂ）は、変形していない状態の断面図、（ｃ）は、加圧されて変形した状態の断面図、（ｄ）は、内部に設置した過冷却解除用の部材（以下、「発核部材」という。）２２の詳細構成を示す図である。図４に示すように、蓄熱カプセル２１は中空の球形状であり、内部に蓄熱材２０が封入されている。蓄熱カプセル２１は、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどの柔軟性を有する合成樹脂材料からなる。また、蓄熱カプセル２１の外周には、楔状の括れ部２１ａが形成されている。括れ部２１ａは、蓄熱カプセル２１の中心を通る面の周囲に直線帯状に形成されている。

蓄熱カプセル２１の内部に設置した発核部材２２は、弾性を有する金属材料からなり、短冊状に形成された板状部材で、その長手方向に向かう両側辺には、複数の切込部２２ａが交互に形成されている。切込部２２ａは、発核部材２２の内側に向かって楔状に切り込まれている。発核部材２２は、図４（ｂ）に示すように、蓄熱カプセル２１内の対向する括れ部２１ａの間に、断面の長手方向が略Ｓ字形状に撓められた状態で架け渡されている。また、蓄熱カプセル２１内の底部には、重り２３が取り付けられている。重り２３は、蓄熱材２０よりも比重の大きな材料からなる部材で、熱交換室１１内に収容した蓄熱カプセル２１の向きや配列を揃える働きをする。なお、後述するように、括れ部２１ａにも蓄熱カプセル２１の向きや配列を揃える働きがあるので、蓄熱カプセル２１を正確に揃える必要が無ければ、重り２３は省略してよい。

蓄熱材２０は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材であり、凝固点以下になっても液状のままで固化しない性質を有している。このような蓄熱材２０として、例えば、酢酸ナトリウム水和物からなる蓄熱材が挙げられる。酢酸ナトリウム水和物は、発核部材２２による過冷却状態の解除によって、平衡状態に戻って固化する際に発熱し、温度の低い他の媒体を加熱することができる。すなわち、蓄熱材２０は、冷却水あるいは作動油など熱伝達媒体からの熱供給により、熱を蓄熱して固相から液相へ相変化（融解）し、その後の温度低下により、液相の状態を保ったまま過冷却状態となる。一方、発核部材２２による過冷却状態の解除により、蓄熱を放出して液相から固相へ相変化（固化）する。なお、ここでは、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材の代表例として酢酸ナトリウム水和物を挙げたが、他にも、水和塩化合物（化学式としてＭｘ・ｎＨ₂Ｏ（ｎ：整数）で表わされるもの）を挙げることができ、Ｎａ₂ＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ，ＣａＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏを例示することができる。

蓄熱装置１０の熱交換室１１は、図３に示すように、蓄熱カプセル２１を複数収容した第一室１２と、該第一室１２の外側に隣接して配置した第二室１３とを備えた二重構造になっている。第一室１２には、冷却水循環路３１が連通しておりエンジン３０の冷却水が流通するようになっている。冷却水は、第一室１２内の蓄熱カプセル２１の周囲に充填される。第二室１３には、作動油循環路４１が連通しており、自動変速機４０の作動油が流通するようになっている。したがって、熱交換室１１では、第一室１２に流通する冷却水と第一室１２に収容された蓄熱カプセル２１内の蓄熱材２０との間で直接の熱交換が行われ、かつ、第一室１２に流通する冷却水と第二室１３に流通する作動油との間でも直接の熱交換が行われる。さらに、第二室１３を流通する作動油と第一室１２に収容された蓄熱カプセル２１内の蓄熱材２０との間でも、第一室１２の冷却水を介して間接的に熱交換が行われるようになっている。

熱交換室１１の外壁１１ａは、冷却水に対する防錆性などの耐久性があり、且つ断熱性の良好な材料、例えば、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料で構成されている。この外壁１１ａは、図示は省略するが、断熱性を高めるため、内部に真空の断熱層を形成してもよい。また、第一室１２と第二室１３の間に設置する仕切部材１２ａは、冷却水、作動油に対する耐久性があり、且つ比較的熱伝導性の高い材料、例えば、ステンレスなどの金属材料で構成するとよい。

熱交換室１１の第一室１２に収容された蓄熱カプセル２１は、図３に示すように、互いが隣接した状態で第一室１２の底面に沿って平面状に敷き詰めて配列され、さらに、該平面状に配列された複数の蓄熱カプセル２１と同様の組が複数段積層されている。これにより、熱交換室１１内の各蓄熱カプセル２１は、第一室１２の内面あるいは他のいずれかの蓄熱カプセル２１と接した状態で収容されている。また、蓄熱カプセル２１の外周に括れ部２１ａを形成したことにより、隣接する蓄熱カプセル２１の中心を近づけて配列することが可能となる。また、隣接する蓄熱カプセル２１の括れ部２１ａが接触していることで、蓄熱装置１０に振動が加わった場合でも、蓄熱カプセル２１が回転したり相互の位置がずれたりし難くなるので、蓄熱カプセル２１の整列状態を維持し易くなる。なお、蓄熱カプセル２１を球形状としたことで、熱交換室１１内に多数の蓄熱カプセル２１を効率良く収容できる上、蓄熱カプセル２１と冷却水との接触面積を広くすることができるので、蓄熱材２０と冷却水との熱交換をスムーズに行わせることが可能となる。

第一室１２の最上段に収容された蓄熱カプセル２１の上部には、加圧板（加圧部材）１５が設置されている。加圧板１５は、最上段の蓄熱カプセル２１に当接する平板状の部材からなり、上面側には、アクチュエータ（移動機構）１６により加圧板１５の面と直交する方向へ進退移動するロッド１６ａが連結されている。アクチュエータ１６は、ＥＣＵ５０の指令で動作するようになっている。したがって、加圧板１５は、アクチュエータ１６の駆動によるロッド１６ａの進退移動に伴い、図３（ａ）に示す非加圧位置と、図３（ｂ）に示す加圧位置との間で上下動するようになっている。加圧位置において、熱交換室１１に収容された蓄熱カプセル２１が押圧されることで、互いに接した状態で配列された複数の蓄熱カプセル２１が一度に加圧され、図３（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように変形する。この蓄熱カプセル２１の変形に伴い、蓄熱カプセル２１内に設置した発核部材２２の形状が変化し、蓄熱材２０の過冷却状態が解除される。

すなわち、蓄熱材２０が過冷却状態のとき、蓄熱カプセル２１が変形すると、図４（ｃ）に示すように、発核部材２２はＳ字状の屈曲が強くなるように撓められる。すると、発核部材２２に設けた切込部２２ａの形状が変化し、それまで蓄熱材２０と接触していなかった切込部２２ａの先端の内面が蓄熱材２０と新たに接触する。これにより、蓄熱材２０中に核が生成（発核）され、蓄熱材２０の過冷却状態が解除されて固化が始まる。固化は徐々に切込部２２ａの周辺の蓄熱材２０へ進行し、やがて蓄熱カプセル２１内の蓄熱材２０の全体に伝播する。

ここで、図４に示すように、蓄熱カプセル２１に封入された蓄熱材２０は一杯には充填されておらず、蓄熱カプセル２１内の蓄熱材２０の隙間には、気体２４が封入された空間が形成されている。蓄熱カプセル２１内に気体２４が封入されていることで、気体２４の圧縮により蓄熱カプセル２１が変形し易くなる。したがって、発核部材２２の形状変化が起こり易くなり、蓄熱材２０の過冷却解除が確実に行われるようになる。また、蓄熱カプセル２１が小さい加圧力で容易に変形するようになるので、蓄熱カプセル２１にかける荷重を小さくすることができ、アクチュエータ１６の小型化、構成の簡素化を図ることができる。なお、気体２４として、具体的には空気や窒素などを封入することができる。また、図示は省略するが、封入する気体２４は、蓄熱カプセル２１の変形で圧縮されるようになっていれば、蓄熱カプセル２１内の蓄熱材２０の隙間（空間）に直接封入してもよいし、該隙間に気体２４を含むことが可能な独泡スポンジ（独泡スポンジゴム）などの部材を収容し、該部材に含ませた状態で封入してもよい。なお、気体２４の体積変化は、蓄熱カプセル２１の変形で気体２４が圧縮されて起こるようにするほか、気体２４として、加圧により相変化を生じる気体を封入しておけば、気体２４の相変化により体積変化を生じさせることも可能である。

上記の加圧板１５とアクチュエータ１６とで、蓄熱カプセル２１を加圧するための加圧機構１７が構成されており、この加圧機構１７と蓄熱カプセル２１内に設置した発核部材２２とで、蓄熱カプセル２１に封入された蓄熱材２０を発核させる発核装置２５が構成されている。以下では、発核装置２５がオンするというときは、アクチュエータ１６の駆動により加圧板１５が図３（ａ）の非加圧位置から同図（ｂ）の加圧位置へ移動して、発核部材２２が撓められることを示し、発核装置２５がオフするというときは、加圧板１５が図３（ｂ）の加圧位置から同図（ａ）の非加圧位置へ移動して、発核部材２２の撓みが解除されること、あるいは、加圧板１５が初めから非加圧位置にあれば、その状態が維持されることを示す。

次に、車両用暖機システム１の運転手順について説明する。図５は、上記構成の暖機システム１における運転モードのタイムチャートを示すグラフである。同図に示すように、暖機システム１の運転モードは、モード０からモード３までの４段階に切り替わる。モード０は、エンジン３０が停止している間のモードである。モード１は、ＩＧスイッチ５６がオンされてエンジン３０が始動してから、冷却水温ＴＷが所定温度に達するまでのモードであり、この間、自動変速機４０の作動油が蓄熱材２０によって加熱される。また、エンジン３０は自己暖機する。モード２は、冷却水温ＴＷが前記の所定温度に達した後、作動油温ＴＡＴＦが所定温度に達したことで自動変速機４０の暖機が完了したと判断されるまでのモードであり、この間、自動変速機４０の作動油がエンジン３０の冷却水によって加熱される。また、エンジン３０の冷却水は、電子制御サーモスタット弁３７の開閉制御によって、所定の温度範囲を維持するように制御（ＤＵＴＹ制御）される。モード３は、自動変速機４０の暖機が完了したと判断された後のモードであり、この間、自動変速機４０の作動油がエンジン３０の冷却水によって冷却される。また、エンジン３０の冷却水は、モード２と同様、電子制御サーモスタット弁３７の開閉制御によって、所定の温度範囲を維持するように制御される。

図６は、暖機システム１の制御手順を示すメインフローである。この制御手順では、まず、後述するモード切替のサブルーチンを実行する（ステップＳＴ１）。その結果に基づき、モード０であるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。モード０であれば（Ｙ）、モード０のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ３）、モード０でなければ（Ｎ）、モード１か否かを判定する（ステップＳＴ４）。その結果、モード１であれば（Ｙ）、モード１のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ５）、モード１でなければ（Ｎ）、モード２か否かを判定する（ステップＳＴ６）。その結果、モード２であれば（Ｙ）、モード２のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ７）、モード２でなければ（Ｎ）、モード３のサブルーチンを実行する（ステップＳＴ８）。

図７は、モード切替手順を説明するためのフローチャートである。モード切替では、まず、ＩＧスイッチ５６がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ１０）。その結果、ＩＧスイッチ５６がオンでなければ（Ｎ）、モード０をセットする（ステップＳＴ１１）。ＩＧスイッチ５６がオンであれば（Ｙ）、モード２以上か否かを判定し（ステップＳＴ１２）、モード２以上でなければ（Ｎ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより低いか否かを判定し（ステップＳＴ１３）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより低ければ（Ｙ）、モード１をセットする（ステップＳＴ１４）。♯ＴＷ１Ｌの具体例は、１００℃である。また、先のステップＳＴ１２でモード２以上である場合（Ｙ）は、続けてモード２か否かを判定し（ステップＳＴ１５）、モード２である場合（Ｙ）、あるいは先のステップＳＴ１３で冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以上である場合（Ｎ）は、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌより低いか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。♯ＴＡＴＦ１Ｌの具体例は、１００℃である。その結果、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌより低ければ（Ｙ）、モード２をセットし（ステップＳＴ１７）、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌ以上であれば（Ｎ）、モード３をセットする（ステップＳＴ１８）。また、先のステップＳＴ１５でモード２でない場合（Ｎ）は、モード３をセットする（ステップＳＴ１８）。

図８は、モード０の手順を説明するためのフローチャートである。モード０では、まず、ウォームアップ信号の入力の有無を判定する（ステップＳＴ０−１）。この結果、ウォームアップ信号の入力が無い場合（Ｎ）は、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ０−２）。一方、ウォームアップ信号の入力が有る場合（Ｙ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低いか否かを判定する（ステップＳＴ０−３）。♯ＴＷ３の具体例は、６０℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３以上であれば（Ｎ）、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ０−２）。つまり、始動時に冷却水温が十分に高い場合は、蓄熱装置１０によるエンジン３０や自動変速機４０の暖機は不要であると判断して、蓄熱材２０を発核させず、蓄熱装置１０の自己暖機は行わない。一方、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低ければ（Ｙ）、発核装置２５がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ０−４）。その結果、発核装置２５がオフであれば（Ｎ）、発核装置２５をオンする（ステップＳＴ０−５）。発核装置２５がオンであれば（Ｙ）、発核装置２５がオンしてから所定時間以内か否かを判定する（ステップＳＴ０−６）。その結果、所定時間以内でなければ（Ｎ）、すなわち発核装置２５がオンしてから所定時間以上が経過していれば、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ０−２）。また、このモード０では、切替バルブ３３はオフにしておき（ステップＳＴ０−７）、電子制御サーモスタット弁３７はオフにしておく（ステップＳＴ０−８）。その後、モード０の手順を終了してメインフローに戻る。

図９は、モード１の手順を説明するためのフローチャートである。モード１では、まず、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低いか否かを判定する（ステップＳＴ１−１）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３以上であれば（Ｎ）、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ１−２）。つまり、始動時に冷却水温が十分に高い場合は、蓄熱装置１０によるエンジン３０や自動変速機４０の暖機は不要であると判断し、蓄熱材２０を発核させず、蓄熱材２０による冷却水や作動油の加熱を行わない。一方、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低ければ（Ｙ）、発核装置２５がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ１−３）。その結果、発核装置２５がオンで無ければ（Ｎ）、発核装置２５をオンする（ステップＳＴ１−４）。発核装置２５がオンであれば（Ｙ）、発核装置２５がオンしてから所定時間以内か否かを判定する（ステップＳＴ１−５）。その結果、所定時間以内でなければ（Ｎ）、すなわち発核装置２５がオンしてから所定時間以上が経過していれば、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ１−２）。続けて、外気温が所定温度以上であり、かつデフロスタスイッチ５５がオフであるか否かを判定する（ステップＳＴ１−６）。その結果、外気温が所定温度以下、またはデフロスタスイッチ５５がオンである場合（Ｎ）は、切替バルブ３３をオフすることで（ステップＳＴ１−７）、蓄熱装置１０から出た冷却水をヒータコア４５に流通させる。つまりこの場合は、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を行いながら、蓄熱装置１０による車内暖房も行う。一方、外気温が所定温度以上であり、かつデフロスタスイッチ５５がオフである場合（Ｙ）は、切替バルブ３３をオンすることで（ステップＳＴ１−８）、蓄熱装置１０から出た冷却水をヒータコア４５には流通させない。つまりこの場合は、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を優先的に行い、車内暖房は行わない。また、モード１では、電子制御サーモスタット弁３７をオンしておき（ステップＳＴ１−９）、ラジエター４７には冷却水を流通させず、冷却水が早期に温まるようにする。その後、モード１の手順を終了してメインフローに戻る。

図１０は、モード２の手順を説明するためのフローチャートである。モード２では、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ２−１）。さらに、切替バルブ３３をオフすることで（ステップＳＴ２−２）、蓄熱装置１０からの冷却水をヒータコア４５に流通させる。そして、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ２−３）。その結果、オンであれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ２−４）。♯ＴＷ１Ｈの具体例は、１０５℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオフすることで（ステップＳＴ２−６）、ラジエターに冷却水を流通させる。一方、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低い場合（Ｙ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオンのままとし（ステップＳＴ２−７）、ラジエター４７に冷却水を流通させない。また、先のステップＳＴ２−３で電子制御サーモスタット弁３７がオフである場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ２−５）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフのままとし（ステップＳＴ２−６）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ２−７）。その後、スタートに戻り上記の手順を反復する。つまり、モード２では、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上に上昇した場合は、ラジエター４７による冷却を行い、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下に低下した場合は、ラジエター４７による冷却を停止する。これにより、図５に示すように、冷却水温ＴＷが常に♯ＴＷ１Ｌと♯ＴＷ１Ｈの間の範囲内に収まるように制御する。

図１１は、モード３の手順を説明するためのフローチャートである。モード３では、まず、発核装置２５はオフである（ステップＳＴ３−１）。また、切替バルブ３３はオフであり（ステップＳＴ３−２）、蓄熱装置１０から出た冷却水がヒータコア４５に流通している。そして、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈよりも低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−３）。♯ＴＡＴＦ１Ｈの具体例は、１１０℃である。その結果、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈよりも低ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ３−４）。オンであれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−５）。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−７）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより低ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−８）。一方、先のステップＳＴ３−４で電子制御サーモスタット弁３７がオンでない場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ３−６）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−７）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−８）。つまり、自動変速機４０の作動油温が狙い範囲（ＴＡＴＦ＜♯ＴＡＴＦ１Ｈ：１１０℃）にある場合は、冷却水温をそれ以上低くする必要がないため、該冷却水温を燃費優先のいわゆる燃費狙い値（♯ＴＷ１Ｌ：１００℃＜ＴＷ＜♯ＴＷ１Ｈ：１０５℃）になるように制御する。

一方、先のステップＳＴ３−３において、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７が既にオンしているか否かを判定し（ステップＳＴ３−９）、オンしていれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−１０）。♯ＴＷ２Ｈの具体例は、８５℃である。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−１２）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈより低い場合（Ｙ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−８）。一方、先のステップＳＴ３−９で電子制御サーモスタット弁３７がオンでない場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ３−１１）。♯ＴＷ２Ｌの具体例は、８０℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−１２）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌ以下であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−８）。つまり、自動変速機４０の作動油温が狙い範囲（ＴＡＴＦ＜♯ＴＡＴＦ１Ｈ：１１０℃）と比べて高すぎる場合は、エンジン３０の冷却水温を低く抑える必要があるため、該冷却水温を作動油の冷却を優先する温度（♯ＴＷ２Ｌ：８０℃＜ＴＷ＜♯ＴＷ２Ｈ：８５℃）となるように制御する。

以上説明したように、本実施形態の蓄熱装置１０によれば、蓄熱材２０を複数の蓄熱カプセル２１に分けて封入したので、各蓄熱カプセル２１に封入された蓄熱材２０ごとに蓄熱及び放熱が行われるようになる。したがって、蓄熱装置１０が有する蓄熱材２０の全容量が大きい場合でも、蓄熱材２０と冷却水や作動油との間の熱移動の効率を向上させることができる。それとともに、柔軟性を有する蓄熱カプセル２１内に設置した発核部材２２と、蓄熱カプセル２１を加圧して変形させる加圧板１５及びアクチュエータ１６とからなる発核装置２５を設けた。これにより、複数の蓄熱カプセル２１を一度に加圧して変形させて、熱交換室１１内の蓄熱材２０の過冷却状態を解除することを可能とした。したがって、蓄熱装置１０の構成を簡単にしながらも、蓄熱材２０の蓄熱および放熱を短時間で効率良く行えて、エンジン３０や自動変速機４０の早期暖機が効果的に行えるようになる。

なお、上記では、蓄熱装置１０に流通させる熱伝達媒体として、エンジン３０の冷却水及び自動変速機４０の作動油を挙げたが、これらのいずれかに代えて、あるいはこれらに加えて、エンジン３０の潤滑油を熱伝達媒体として蓄熱装置１０に流通させて蓄熱材２０との熱交換を行わせることも可能である。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる蓄熱装置について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項、及び図示する以外の事項については、第１実施形態と同じである。この点は、他の実施形態においても同様とする。図１２は、本発明の第２実施形態にかかる蓄熱装置１０−２の構成を示す図で、（ａ）は、蓄熱カプセル２１を収容した蓄熱装置１０−２の全体構成を示す概略図、（ｂ）は、後述する保持部材２６で保持された蓄熱カプセル２１を示す側面図、（ｃ）は、保持部材２６の平面図である。本実施形態の蓄熱装置１０−２は、蓄熱カプセル２１を複数並べて保持可能な保持部材（カートリッジ）２６を備えている。保持部材２６は、蓄熱カプセル２１の括れ部２１ａに嵌合する複数の開口部（嵌合部）２６ａを有する平面状の部材からなる。保持部材２６は、熱交換室１１の第一室１２の内形に沿う略矩形状に形成された平板部材である。開口部２６ａは、保持部材２６の縦方向および横方向に沿って格子状に複数個が配列されている。各開口部２６ａは円形で、蓄熱カプセル２１の括れ部２１ａの径とほぼ同一の径を有している。保持部材２６は、図１２（ｂ）に示すように、蓄熱カプセル２１の括れ部２１ａを開口部２６ａに嵌め込んで取り付けるようになっている。これにより、複数の蓄熱カプセル２１を平面状に並べた状態で保持できる。さらに、図１２（ａ）に示すように、保持部材２６により平面状に保持された複数の蓄熱カプセル２１が、さらに複数段積層された状態で第一室１２に収容されるようになっている。

本実施形態の蓄熱装置１０−２では、第一室１２に収容される蓄熱カプセル２１は、保持部材２６により複数ずつ保持された状態で取り扱える。これにより、複数の蓄熱カプセル２１の取り扱いが簡単になり、熱交換室１１に対する蓄熱カプセル２１の出し入れが簡単に行えて便利である。したがって、蓄熱装置１０−２の製造工程の簡素化やメンテナンス作業の容易化を図ることができる。また、本実施形態では、保持部材２６で平面状に保持した蓄熱カプセル２１を複数段積層して第一室１２に収容している。これにより、第一室１２内に多数の蓄熱カプセル２１を効率良く収容できる。したがって、第一室１２内に収容する蓄熱材２０の容量を多くしながらも、蓄熱装置１０−２の外形の小型化を図ることができる。

また、柔軟性材料からなる蓄熱カプセル２１に括れ部２１ａを形成し、この括れ部２１ａを保持部材２６の開口部２６ａに嵌め込んで保持するようにしたので、工具や他の部材を用いずに蓄熱カプセル２１を保持部材２６で保持することができる。したがって、蓄熱カプセル２１を保持部材２６に取り付ける作業が簡単に行える。

なお、保持部材２６は、複数の蓄熱カプセル２１を保持可能なものであれば、本実施形態のような平板状以外の形状であってもよい。また、保持部材２６の嵌合部は、蓄熱カプセル２１の括れ部２１ａに嵌合するものであれば、本実施形態に示す円形の開口部２６ａ以外にも、他の形状の開口部や、一部が切り欠かれた切欠状の部位などであってもよい。

〔第３実施形態〕
図１３は、本発明の第３実施形態にかかる蓄熱装置１０−３の構成を示す図で、（ａ），（ｂ）は、蓄熱装置１０−３の全体構成を示す概略図、（ｃ）は、蓄熱カプセル２１の外観を示す図、（ｄ）は、（ｃ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｅ），（ｆ）は、（ｄ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、同図（ａ），（ｅ）では、蓄熱カプセル２１が非加圧の状態を示しており、（ｂ），（ｆ）では、蓄熱カプセル２１が加圧された状態を示している。第１実施形態の蓄熱装置１０では、蓄熱カプセル２１を球形状に形成していたが、本実施形態の蓄熱装置１０−３は、図１３（ｄ）に示すように、円筒形状に形成された蓄熱カプセル２１−３を備えている。蓄熱カプセル２１−３では、円筒軸方向の中間の外周に括れ部２１ａが形成されている。また、発核部材２２は、円筒軸方向の両端内面に架け渡されており、第１実施形態と同様、略Ｓ字形状に撓められた状態で設置されている。なお、保持部材２６は、図１２（ｃ）に示すものと同様の形状である。

また、図１３（ａ）に示すように、熱交換室１１の第一室１２に収容された蓄熱カプセル２１−３は、円筒軸方向が横方向（水平方向）を向いて配列されている。したがって、保持部材２６で保持された複数の蓄熱カプセル２１−３は縦方向に並べられており、該複数の蓄熱カプセル２１−３からなる組が、第一室１２の横方向に沿って複数段積層されている。また、本実施形態では、加圧板１５は、横方向に積層された蓄熱カプセル２１の一端に当接するように、熱交換室１１の側面に沿って設置されており、図１３（ｂ）に示すように、熱交換室１１内を横方向へ移動するようになっている。したがって、加圧板１５で加圧された蓄熱カプセル２１−３は、図１３（ｂ），（ｆ）に示すように、円筒軸方向が圧縮されて縮むように変形する。これにより、第１、第２実施形態と同様、発核部材２２のＳ字状の屈曲が強くなるように撓められて、蓄熱材２０の過冷却状態が解除される。

本実施形態の蓄熱装置１０−３では、蓄熱カプセル２１−３を円筒状に形成したことで、各蓄熱カプセル２１の円筒軸方向の端面同士、及び該端面と第一室１２の内面とが面接触した状態になっている。したがって、蓄熱装置１０−３に振動が加わった場合でも、蓄熱カプセル２１−３が移動し難くなり、蓄熱カプセル２１−３の整列状態が維持され易くなる。また、球形状の蓄熱カプセル２１よりも封入する蓄熱材２０の容量を多くでき、かつ隣接する蓄熱カプセル２１−３の隙間を小さくすることができる。したがって、本実施形態は、蓄熱装置１０−３に収容する蓄熱材２０の容量を多くする必要がある場合に好適である。なお、本実施形態では、蓄熱カプセル２１−３を円筒状に形成した場合を示したが、蓄熱カプセル２１−３は、円筒以外の筒形状であってもよく、例えば、断面が楕円や角型の筒状であってもよい。また、発核部材２２は、蓄熱カプセル２１−３内で円筒軸方向の両端内面に架け渡す以外にも、括れ部２１ａの対向する内面間に架け渡してもよい。

〔第４実施形態〕
図１４は、本発明の第４実施形態にかかる蓄熱装置１０−４を備えた車両用暖機システム１−４の構成例を示す概略図である。本実施形態の蓄熱装置１０−４の熱交換室１１−４は、第１実施形態の熱交換室１１が備えていた第二室１３を省略し、第一室１２のみを備えて構成されている。また、それに伴い、第二室１３に連通していた作動油循環路４１も省略している。したがって、本実施形態の蓄熱装置１０−４は、エンジン３０からの冷却水と蓄熱カプセル２１に収容された蓄熱材２０との間でのみ熱交換を行うように構成されている。

さらに、本実施形態の蓄熱装置１０−４では、第１実施形態の蓄熱装置１０が備えていた加圧板１５及びアクチュエータ１６からなる加圧機構１７に代えて、冷却水循環路３１の開閉を切り替える切替バルブ（閉止手段）３３と冷却水を流通させるための冷却水ポンプ（媒体輸送手段）３２−４とで構成された加圧機構１７−４を備えている。なお、本実施形態の冷却水ポンプ３２−４は電動ポンプであり、ＥＣＵ５０からの指令に応じて動作するようになっている。

すなわち、蓄熱装置１０−４で蓄熱材２０の過冷却状態の解除を行うには、切替バルブ３３を閉じた（オンにした）状態で、冷却水ポンプ３２−４を駆動して冷却水循環路３１を介してエンジン３０の冷却水を熱交換室１１に送り込む。こうすると、切替バルブ３３により熱交換室１１の出口側の冷却水循環路３１が閉止されているため、熱交換室１１内の冷却水の圧力が上昇する。この圧力の上昇した冷却水で蓄熱カプセル２１が加圧されて変形する。これにより、蓄熱カプセル２１内の発核部材２２が撓められて、蓄熱材２０の過冷却状態が解除される。

本実施形態の蓄熱装置１０−４によれば、圧力の上昇した冷却水で熱交換室１１−４内の複数の蓄熱カプセル２１を一度に加圧して変形させることが可能となる。したがって、複数の蓄熱カプセル２１に封入された蓄熱材２０の過冷却状態を効率良く解除できる。また、冷却水循環路３１に従来から設けていた冷却水ポンプ３２−４と切替バルブ３３とを用いて蓄熱材２０の過冷却状態を解除するように構成したので、車両用暖機システム１−４の部品点数を増加させずに済み、構成を簡素化することができる。

なお、本実施形態では、第１実施形態の第二室１３及び第二室１３に連通する作動油循環路４１を省略しているが、これら第二室１３と作動油循環路４１とを設けて、熱交換室１１−４を第１〜第３実施形態の蓄熱装置１０〜１０−３と同様の二重構造としてもよい。また、これとは逆に、第１〜第３実施形態の蓄熱装置１０〜１０−３において、本実施形態の蓄熱装置１０−４のように第二室１３及び作動油循環路４１を省略して一重構造とすることも可能である。また、本実施形態においても、蓄熱カプセル２１を保持する保持部材２６を設けてもよい。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、蓄熱カプセル２１を球形状あるいは円筒形状とした場合を示したが、蓄熱カプセル２１はこれら以外の形状であってもよい。また、蓄熱カプセル２１に設けた括れ部２１ａの具体的な形状、配置なども上記実施形態に示すものには限定されない。

本発明の第１実施形態にかかる車両用暖機システムの構成例を示す概略図である。 電子制御サーモスタット弁の構成例を示す図である。 蓄熱装置の構成例を示す図で、（ａ）は、加圧板が非加圧位置にある状態、（ｂ）は、加圧板が加圧位置にある状態を示す。 蓄熱カプセルの詳細構造を示す図で、（ａ）は外観を示す図、（ｂ），（ｃ）は、断面図、（ｄ）は、内部に設置した発核部材を示す図である。 暖機システムの運転モードのタイムチャートを示すグラフである。 暖機システムの制御手順を示すメインフローである。 運転モード切替手順を説明するためのフローチャートである。 モード０の手順を説明するためのフローチャートである。 モード１の手順を説明するためのフローチャートである。 モード２の手順を説明するためのフローチャートである。 モード３の手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態にかかる蓄熱装置を示す図で、（ａ）は、蓄熱装置の全体構成を示す概略図、（ｂ）は、保持部材で保持された蓄熱カプセルの側面図、（ｃ）は、保持部材の平面図である。 本発明の第３実施形態にかかる蓄熱装置を示す図で、（ａ），（ｂ）は、蓄熱装置の全体構成を示す概略図、（ｃ）は、蓄熱カプセルの外観を示す図、（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、蓄熱カプセルの断面図である。 本発明の第４実施形態にかかる蓄熱装置を備えた車両用暖機システムの構成例を示す概略図である。

符号の説明

１ 車両用暖機システム
１０ 蓄熱装置
１１ 熱交換室
１２ 第一室
１３ 第二室
１５ 加圧板（加圧部材）
１６ アクチュエータ（移動機構）
１７ 加圧機構
１７‐４ 加圧機構
２０ 蓄熱材（蓄熱要素）
２１ 蓄熱カプセル（密閉容器）
２１ａ 括れ部
２２ 発核部材（過冷却解除用の部材）
２２ａ 切込部
２４ 気体
２５ 発核装置
２６ 保持部材
２６ａ 開口部（嵌合部）
３０ エンジン（内燃機関）
３１ 冷却水循環路（熱伝達媒体流路）
３２ 冷却水ポンプ
３２−４ 冷却水ポンプ（媒体輸送手段）
３３ 切替バルブ（閉止手段）
３５ ラジエター用循環路
３６ 潤滑油循環路（熱伝達媒体流路）
３７ 電子制御サーモスタット弁
４０ 自動変速機
４１ 作動油循環路（熱伝達媒体流路）
４４ 車内暖房装置
４７ ラジエター
５０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (11)

1. 柔軟性材料からなる密閉容器と、
   前記密閉容器に封入された過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなる蓄熱要素と、
   前記密閉容器内に設置され、該密閉容器の変形に伴い形状が変化することで前記蓄熱要素の過冷却状態を解除する過冷却解除用の部材と、
   前記密閉容器を複数収容し、かつ暖機対象からの熱伝達媒体を流通させて該熱伝達媒体と前記密閉容器内の蓄熱要素との間で熱交換を行わせる熱交換室と、
   前記熱交換室に収容された複数の密閉容器を一度に加圧して変形させる加圧機構と、
   を備えることを特徴とする蓄熱装置。
2. 前記熱交換室内の各密閉容器は、該熱交換室の内面または他のいずれかの密閉容器と接した状態で収容されており、
   前記加圧機構は、前記複数の密閉容器の少なくともいずれかに当接してこれを押圧する押圧部材と、該押圧部材を移動させる移動機構とで構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
3. 前記加圧機構は、前記熱交換室の出口側を閉止する閉止手段と、前記熱交換室に前記熱伝達媒体を送り込む媒体輸送手段とで構成され、出口側を閉止した前記熱交換室に前記熱伝達媒体を送り込み、前記熱交換室内の熱伝達媒体で前記複数の密閉容器を加圧する
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
4. 前記密閉容器内には、前記蓄熱要素とともに気体が封入されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蓄熱装置。
5. 前記密閉容器を複数並べて保持可能な保持部材を備え、
   前記熱交換室に収容される複数の密閉容器は、前記保持部材に保持された状態で前記熱交換室への収容及び取り出しが可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蓄熱装置。
6. 前記密閉容器は、外周に括れ部が形成されており、
   前記保持部材は、前記括れ部に嵌合する複数の嵌合部を有する平面状の部材からなる
   ことを特徴とする請求項５に記載の蓄熱装置。
7. 前記保持部材により保持された前記密閉容器が複数段積層されて前記熱交換室に収容されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の蓄熱装置。
8. 前記密閉容器は、球形状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の蓄熱装置。
9. 前記熱交換室は、前記密閉容器が収容された第一室と、該第一室に隣接する第二室とを備えた二重構造であり、
   前記第一室と前記第二室とには、異なる種類の熱伝達媒体が流通し、
   前記第一室に流通する熱伝達媒体と前記第二室に流通する熱伝達媒体と前記蓄熱要素との三者間で熱交換が行える
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の蓄熱装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の蓄熱装置と、
    暖機対象機関と、
    前記蓄熱装置と前記暖機対象機関との間で熱伝達媒体を流通させる熱伝達媒体流路と、を備え、
    前記蓄熱装置における前記熱伝達媒体との熱交換による前記蓄熱要素の蓄熱・放熱で前記暖機対象機関の暖機を行う
    ことを特徴とする車両用暖機システム。
11. 前記暖機対象機関は、内燃機関または変速機の少なくともいずれかであり、
    前記熱伝達媒体は、前記内燃機関の冷却水または潤滑油、前記変速機の作動油の少なくともいずれかである
    ことを特徴とする請求項１０に記載の車両用暖機システム。

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