JP2010169018A - Nucleating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄熱材を発核させる発核装置に関する。 The present invention relates to a nucleation device that nucleates a heat storage material.
冷間始動時のエンジンでは、フリクションの低下、排気組成の改善を図るため、早期の暖機完了が求められる。特に、シリンダボアやピストン、クランクシャフト等の摺動部を有する構成要素には効率のよい運転を実現すべく速やかな暖機完了が望まれる。 In the engine at the time of cold start, early warm-up completion is required in order to reduce friction and improve exhaust composition. In particular, it is desired that components having sliding portions such as cylinder bores, pistons, crankshafts, etc. have a quick warm-up completion in order to realize an efficient operation.
通常のエンジンが筒内爆発を開始すると、シリンダブロックやシリンダヘッド等のエンジン構成要素、さらに、これらのエンジン構成要素に形成された油路中を循環するエンジンオイルが温められ、徐々に暖機が進行する。 When a normal engine starts an in-cylinder explosion, engine components such as cylinder blocks and cylinder heads, as well as engine oil that circulates in the oil passages formed in these engine components, are warmed and gradually warmed up. proceed.
従来、このようなエンジンの早期暖機完了を達成すべく、ウォータージャケット内に配設された蓄熱材ケースに潜熱型の蓄熱材とこれを発核させる発核装置が収容され、エンジンの始動に伴う振動により発核装置が稼動する暖気装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to achieve such early warm-up completion of the engine, a heat storage material case disposed in the water jacket accommodates a latent heat type heat storage material and a nucleation device that nucleates the heat storage material case. There has been proposed a warm-up device in which a nucleation device is operated by accompanying vibration (see, for example, Patent Document 1).
上述した発核装置には、コイルスプリングで懸架された錘が設けられている。そして、この錘がエンジンの始動に伴う振動によって上下方向に揺れ動くことで蓄熱材が発核する。しかしながら、錘の重量が軽ければ正常な発核が行われない可能性がある。逆に、錘の重量が重すぎると、発核の際にコイルスプリングが破損するおそれがある。 The nucleation device described above is provided with a weight suspended by a coil spring. Then, the heat storage material nucleates as the weight swings up and down due to vibration accompanying the start of the engine. However, if the weight of the weight is light, normal nucleation may not be performed. Conversely, if the weight is too heavy, the coil spring may be damaged during nucleation.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で蓄熱材を発核させる発核装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the nucleation apparatus which nucleates a thermal storage material with a simple structure.
かかる課題を解決するための本発明の発核装置は、一端が内燃機関の始動に伴う振動により該内燃機関との距離が相対的に変わる部位に固定され、他端が振動により、該内燃機関に含まれる蓄熱材ケースに設けられた発核トリガーを押圧する押圧部材を具備することを特徴としている。
この構成によれば、内燃機関が始動により振動すると、該内燃機関に含まれる蓄熱材ケースに設けられた発核トリガーが押圧部材により押圧される。この結果、蓄熱材が発核する。
In order to solve such a problem, the nucleation device of the present invention has one end fixed to a portion where the distance from the internal combustion engine changes relatively due to vibration accompanying the start of the internal combustion engine, and the other end caused by vibration. It comprises the pressing member which presses the nucleation trigger provided in the heat storage material case contained in.
According to this configuration, when the internal combustion engine vibrates upon startup, the nucleation trigger provided on the heat storage material case included in the internal combustion engine is pressed by the pressing member. As a result, the heat storage material nucleates.
また、本発明の発核装置は、押圧部材の一端が、弾性体を介して部位に固定されることを特徴としている。
この構成によれば、発核トリガーの押圧部材側への相対的な変位量、発核トリガーが押圧部材によって押圧される押圧力が所定値以下に制限することが可能となる。この結果、発核トリガーの破損を抑制することができる。
Further, the nucleation device of the present invention is characterized in that one end of the pressing member is fixed to a site via an elastic body.
According to this configuration, it is possible to limit the relative displacement amount of the nucleation trigger toward the pressing member and the pressing force with which the nucleation trigger is pressed by the pressing member to a predetermined value or less. As a result, damage to the nucleation trigger can be suppressed.
また、本発明の発核装置は、押圧部材の他端が、一又は複数の部材を介して発核トリガーを押圧することを特徴としている。
このように、発核トリガーと押圧部材とを間接的に作用させるようにしてもよい。この結果、発核トリガーがさらに破損しにくくなる。
The nucleation device of the present invention is characterized in that the other end of the pressing member presses the nucleation trigger via one or more members.
Thus, you may make it make a nucleation trigger and a press member act indirectly. As a result, the nucleation trigger is more difficult to break.
また、本発明の発核装置は、部位がエンジンマウントであることを特徴としている。
この構成によれば、内燃機関が始動した場合に、内燃機関との相対的な距離が変わる。この結果、発核トリガーは、一端が部位に固定された押圧部材により押圧される。
Further, the nucleation device of the present invention is characterized in that the part is an engine mount.
According to this configuration, when the internal combustion engine is started, the relative distance from the internal combustion engine changes. As a result, the nucleation trigger is pressed by a pressing member having one end fixed to the site.
本発明によれば、アクチュエータを利用せずに簡易な構成の発核装置により、蓄熱材を発核させることができる。 According to the present invention, a heat storage material can be nucleated by a nucleation device having a simple configuration without using an actuator.
(第1実施形態)
以下、本発明を実施するための実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、エンジン100の断面図である。より詳しくは、シリンダヘッドを取り外したエンジン100の断面を模式的に示す図である。図2は、押圧部材40と発核トリガー33cの接触部分を拡大した斜視図である。
内燃機関としてのエンジン100は、シリンダブロック10、クランクシャフト20、オイルパン30を含んで構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view of
An
オイルパン30は、図1に示すように、シリンダブロック10の下方に取り付けられる。オイルパン30内には、潤滑油としてのエンジンオイル31が貯蔵される。このエンジンオイルは、ポンプの吸引力に基づき、異物を取り除くオイルストレーナー32から吸い上げられる。そして、吸い上げられたエンジンオイル31は、エンジン100の各構成要素(例えばピストン12、コンロッド13やクランクシャフト20等)に送られ、各構成要素に供給されたエンジンオイル31はオイルパン30に戻る。すなわち、エンジンオイル31はエンジン100の各構成要素を循環する。
The
また、オイルパン30の内部には、蓄熱材ケース33が収容される。この蓄熱材ケース33は、その一部がオイルパン30の側壁に沿って搭載されている。この際、蓄熱材ケース33は、オイルパン30の側壁に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。このように、蓄熱材ケース33を、オイルパン30の内部に、配置したのは、エンジン100の各構成要素から滴下してくるエンジンオイル31を温めるためである。蓄熱材ケース33の形状は、後述するように、楕円を含む円柱の形状としてもよいし、多角柱の形状としてもよい。また、その材質は、軽量の金属(例えばアルミニウム)が利用される。
A heat
さらに、蓄熱材ケース33の端部33aには、穴部33bが形成されている。その穴部33bの底部には発核トリガー33cが設けられている。この発核トリガー33cは、底部が押圧部材40の方向に隆起して形成されている。より詳しくは、図2に示すように、発核トリガー33cは、隆起により円錐の土台の形状となっている。例えば蓄熱材ケース33が四角柱の形状であれば、発核トリガー33cを、立方体の形状や四角錐の土台形状としてもよい。立方体である場合には、大きくても10cm3程度である。この発核トリガー33cがエンジン100の始動により振動すると、押圧部材40によって押圧される、蓄熱材ケース33内の蓄熱材35が発核する。
Further, a hole 33 b is formed in the end 33 a of the heat
蓄熱材ケース33の内部には、蓄熱材35が充填されている。蓄熱材35は、酢酸ナトリウム・水和物(CH3COONa・nH2O、n=2.5〜3.5)である。蓄熱材35として上記酢酸ナトリウム水和物を用いる場合は、含水量は40〜60wt%の範囲に保つのが好ましい。40wt%未満では固相を融点以上に十分加熱しても、水化に用いられる水分が不足するため一部固相が残留し、潜熱を放出してしまって蓄熱が不可能となる。逆に、60wt%以上では、発熱量が低下してしまう。
The heat
特に、酢酸ナトリウム水和物(CH3COONa・nH2O)においては、n=3すなわち水分量39.5wt%の時に発熱量が大きいことが知られているが、これよりもやや水分量が多いほうが発熱量は少し下がるものの過冷却状態が安定して維持でき、含水率は45wt%程度が最も好ましい。 In particular, it is known that sodium acetate hydrate (CH 3 COONa · nH 2 O) has a large calorific value when n = 3, that is, a moisture content of 39.5 wt%, but the moisture content is slightly higher than this. The larger the amount, the lower the calorific value, but the supercooled state can be stably maintained, and the water content is most preferably about 45 wt%.
さらに、上述した押圧部材40やエンジンマウント(より詳しくは、リヤエンジンマウント)50とエンジン100との配置構成を説明すると、図1及び図2に示すように、穴部33bには、エンジン停止時には、押圧部材40の一部が蓄熱材ケース33と接触しないが、エンジン始動時には、これらが接触するように配置されている。特に、エンジン停止時には、押圧部材40の他端が発核トリガー33cと接触しないが、始動時には接触するように配置されている。
Further, the arrangement configuration of the pressing
一方、押圧部材40の一端は、エンジンマウント50によって固定される。より詳しくは、エンジンマウントを構成する部品51,52のうち、車両側に固定されて取り付けられる部品51によって固定される。これは、押圧部材40の他端を、エンジン側に固定されて取り付けられる部品52に固定した場合、エンジン100の始動に伴う振動と同期し、発核トリガー33cが押圧部材40によって押圧されなくなってしまうためである。尚、部品51が、エンジン100の始動に伴う振動により該エンジン100との距離が相対的に変わる部位の一例である。押圧部材40の形状は、例えば直径1cm程度の円柱とすることができる。
On the other hand, one end of the pressing
押圧部材40の周囲には、ベアリング45が配置されている。押圧部材40は、ベアリング45により軸方向に摺動可能に支持されている。
A
続いて、第1実施形態に係る発核装置の動作について図1及び図3を参照して説明する。
図3は、押圧部材40と発核トリガー33cの接触部分の拡大図である。同図(a)は、エンジン停止時の一例、同図(b)はエンジン始動時の一例を示している。
Subsequently, the operation of the nucleation apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
FIG. 3 is an enlarged view of a contact portion between the pressing
図3(a)に示すように、エンジン100の停止時においては、押圧部材40と接触トリガー33cとは接触しない。この状態では、蓄熱材35は過冷却状態、すなわち液相にある。この状態で、発核トリガー33cに押圧力を加えると蓄熱材35は発核する。尚、発核とは、過冷却状態にある蓄熱材に刺激を与え、液相から固相に相変化させることをいう。
As shown in FIG. 3A, when the
ここで、エンジン100を始動させるとエンジン100は振動する。すなわち、エンジンルーム内にエンジンマウント50によって位置決めされたエンジン100は、停止時における固定された位置で振動する。このため、エンジン100の一部としてのオイルパン30も振動し、その内部に収容された蓄熱材ケース33も振動する。一方、図1に示すように、押圧部材40は一端がエンジンマウント50に固定されているため、エンジン100が振動しても、押圧部材40はほぼ振動しない。
Here, when
したがって、図1及び図3に示すように、蓄熱材ケース33が押圧部材40の方向に振動すると、押圧部材40の他端が発核トリガー33cと接触し、押圧部材40の他端が発核トリガー33cを押圧する。特に、支持部材46に固定されたベアリング45により押圧部材40が支持されているため、押圧部材40は、安定して発核トリガー33cを押圧することができる。これにより、発核トリガー33cは、図3(b)に示すように、その一部が凹む。尚、図3(b)の示す発核トリガー33cの凹みは、一例として極端に示している。したがって、この図に示すような凹みが生じなくても、押圧により蓄熱材35が発核する可能性がある。蓄熱材ケース33が押圧部材40の方向と逆方向に振動すると、発核トリガー33cは、図3(a)に示すように、弾性復帰により元に戻る。
Therefore, as shown in FIGS. 1 and 3, when the heat
このように、発核装置は、図3(a)及び(b)の状態を繰り返す。この結果、蓄熱材ケース33に充填された蓄熱材35は発核する。このため、蓄熱材ケース33は温められ、これに触れたエンジンオイル31が温まる。そして、温まったエンジンオイル31が循環することで、エンジン100の早期暖機が完了する。
In this way, the nucleation apparatus repeats the states of FIGS. 3 (a) and 3 (b). As a result, the
以上説明したように、発核作用を受けた蓄熱材35は、熱を放出しつつ、固相に変化する。一方、エンジン100は、燃焼熱により自らの暖機を進行させる。固相となった蓄熱材35は、エンジン100の燃焼熱により温められ、再び液相状態に変化する。蓄熱材35は、エンジン100が停止すると、液相状態を維持しつつ冷却される。すなわち、蓄熱材35は、再び過冷却状態に復帰する。
As described above, the
(第2実施形態)
続いて、本発明の第2実施形態について図4を参照して説明する。
図4は、エンジンマウント50周辺の部分拡大図である。尚、図1に示されるエンジン100の各部と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。後述する図面についても同様とする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a partially enlarged view around the
図4に示すように、エンジンマウント50には、弾性体としてのバネ60(例えばコイルスプリング)が固定されている。そして、バネ60のエンジン側には押圧部材40が固定されている。
As shown in FIG. 4, a spring 60 (for example, a coil spring) as an elastic body is fixed to the
このため、蓄熱材ケース33が押圧部材40の方向に振動すると、押圧部材の他端が発核トリガー33cと接触し、押圧部材40の他端が発核トリガー33cを押圧する。しかし、バネ60の復元力により、発核トリガー33cから押圧部材40へ作用する変位量、押圧力が所定値以下に制限される。このため、発核トリガー33cへの過度な押圧が制限され、発核トリガー33cの破損が回避されつつ、蓄熱材35が発核する。
For this reason, when the heat
なお、蓄熱材35が固相状態となっていると、発核トリガー33cは変形し難いことが想定される。このような状態の発核トリガー33cにエンジン100の振動に起因して押圧部材40が接触すると押圧部材40が損傷を受けることも懸念される。しかし、バネ60を備えていることにより、押圧部材の破損も抑制される。
In addition, when the
(第3実施形態)
続いて、本発明の第3実施形態について図5を参照して説明する。
図5は、発核トリガー33c周辺の部分拡大図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged view around the
図1及び図2では、押圧部材40が発核トリガー33cと直接的に接触するように示しているが、一又は複数の部材をこれらの間に介在させて間接的に接触させるようにしてもよい。図5においては、複数の部材70として発泡体を利用している。発泡体としてはスポンジやウレタン等がある。部材70に硬化ゴムを利用してもよい。これにより、発核トリガー33cが破損されにくくなる。
1 and 2, the pressing
以上、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。例えば、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせるようにしてもよい。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the second embodiment and the third embodiment may be combined.
また、上述した実施形態では、押圧部材40の一端がエンジンマウント50に固定されるようにたが、エンジン100の始動に伴う振動によりエンジン100との相対的な距離が変わる部位であれば、例えばエンジンマウント50に代えてシャシへの固定としてもよい。また、エンジンマウント50は、上述したリヤマウント以外にもフロントエンジンマウント、ライトエンジンマウント、レフトエンジンマウントであってもよい。
In the above-described embodiment, one end of the pressing
10 シリンダブロック
12 ピストン
13 コンロッド
20 クランクシャフト
30 オイルパン
31 エンジンオイル
32 オイルストレーナー
33 蓄熱材ケース
33c 発核トリガー
35 蓄熱材
40 押圧部材
45 ベアリング
46 支持部材
50 エンジンマウント
60 バネ
70 発泡体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
を具備することを特徴とする発核装置。 One end is fixed to a portion where the distance from the internal combustion engine is relatively changed by vibration caused by the start of the internal combustion engine, and the other end is a nucleation trigger provided in a heat storage material case included in the internal combustion engine by the vibration. A nucleation device comprising a pressing member for pressing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009012967A JP2010169018A (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Nucleating device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009012967A JP2010169018A (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Nucleating device |
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ID=42701390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009012967A Pending JP2010169018A (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Nucleating device |
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2009
- 2009-01-23 JP JP2009012967A patent/JP2010169018A/en active Pending
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