JP2011094564A - エンジン暖機用蓄熱装置およびこれを備えたエンジン暖機システム - Google Patents

Abstract

【課題】内部で円滑な熱交換を行え、さらに、回収した熱をエンジン暖機媒体の加熱に有効に使用することができるエンジン暖機用蓄熱装置を提供すること。
【解決手段】エンジン暖機用蓄熱装置１０は、潜熱蓄熱に用いられる蓄熱材７と、蓄熱材７と直接接触することにより熱交換を行う熱交換媒体６と、蓄熱材７および熱交換媒体６を収容する直接接触式蓄熱容器１と、直接接触式蓄熱容器１内の上部に収容された暖機媒体用熱交換器３とを備えている。暖機媒体用熱交換器３は、蓄熱材７との間に所定の間隔が設けられる態様で直接接触式蓄熱容器１内の上部に収容されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のエンジンを暖機するために用いる蓄熱装置に関し、詳しくは、エンジン稼動時に蓄えた熱をエンジン始動の際の暖機に用いるように構成された蓄熱装置に関する。

一般的な水冷式エンジンでは、冷却水通路としてエンジンにウォータジャケットを設け、エンジン冷却水をこのウォータジャケットに循環することで、エンジン全体を均一に冷却するようにしている。ところが、エンジンを冷間始動するときには、低温のエンジン冷却水がウォータジャケットを循環することとなり、エンジンを早期に暖機することができない。この場合、エンジンの吸気ポートや燃焼室などの壁面温度が低くなるため、燃料が霧化し難くなり、始動性の低下や排気エミッションの悪化などが誘発されてしまう。また、エンジンオイルなどはその粘性に温度依存性があり、低温では特に粘性が高い。冬場や寒冷地利用では、始動時のエンジンオイルの高い粘性により圧力損失が増大し、エンジン循環ポンプの動力増加による燃費低下を招く。

そこで従来、水冷式エンジンにおいて、エンジンの排気熱を蓄熱装置に一時的に蓄え、エンジンが冷間始動させるときに、この蓄熱装置内に蓄えられた熱でエンジン冷却水を加熱し、エンジンを早期に暖機しようとする下記の特許文献１に示されるような蓄熱装置が提案されている。

特許文献１には、ラジエータを迂回する冷却水のバイパス流路の一部が挿通されたケーシングと、ケーシングに充填された糖アルコールを主成分とする蓄熱材と、凝縮部がケーシングに挿入されたヒートパイプとを備え、ヒートパイプの蒸発部が、排気ガスの排出経路の高音部に配置されていることを特徴とする蓄熱装置が開示されている。そして特許文献１においては、「ヒートパイプによって排気ガスの排出経路からエンジンの排熱を回収して蓄熱するため、従前の冷却水の循環経路をそのまま適用でき、装置構成をより簡素化できる。しかも、蓄熱材が糖アルコールを主成分とする潜熱型蓄熱材であり、高温による劣化がないため、一層優れた耐久性を発揮できる。」と称されている。

特開２００１−２８０１３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された蓄熱装置では、冷却水と蓄熱材とは、蓄熱装置内に固定された熱交換手段を直接介して熱交換する。この場合、熱交換手段近傍の蓄熱材が固化することで熱交換手段まわりに蓄熱材が固体となって蓄積し、冷却水と熱交換手段から離れたところの蓄熱材との間の熱交換では、蓄熱材から冷却水への伝熱速度（放熱速度）が小さくなってしまう。
また、蓄熱装置内に固定されたヒートパイプと蓄熱材との間の熱交換においても同様に、ヒートパイプから離れたところの蓄熱材とヒートパイプとの間の熱交換では、ヒートパイプから蓄熱材への伝熱速度（蓄熱速度）が小さくなってしまう。
すなわち、特許文献１に記載された蓄熱装置では、蓄熱装置内における熱交換が円滑でないという問題がある。蓄熱装置内における熱交換が円滑でないことにより、蓄熱速度および放熱速度が小さくなってしまうとエンジンを早期に暖機することができず、エンジンの燃費が低下する。

一方、例えば電気モータとエンジンとを動力源とするハイブリッド自動車は、エンジンのみを動力源とする自動車よりも一般に燃費がよい。しかしながら、冬場や寒冷地で車を運転する場合にエンジンの暖機に要する時間が長くなってしまうと、エンジン始動時の燃費が低下し、燃費がよいというハイブリッド自動車のメリットが損なわれる。したがって、ハイブリッド自動車においては、エンジン始動時の燃費改善（エンジンの暖機時間短縮）が強く望まれている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内部で円滑な熱交換を行え、さらに、回収した熱をエンジン暖機媒体の加熱に有効に使用することができるエンジン暖機用蓄熱装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

上記目的を達成するために本発明は、エンジン稼動時に蓄えた熱をエンジン始動の際の暖機に使用するためのエンジン暖機用蓄熱装置であって、潜熱蓄熱に用いられる蓄熱材と、前記蓄熱材と直接接触することにより熱交換を行う熱交換媒体と、前記蓄熱材および前記熱交換媒体を収容する直接接触式蓄熱容器と、前記蓄熱材との間に所定の間隔が設けられる態様で前記直接接触式蓄熱容器内の上部に収容され、前記熱交換媒体によりエンジン暖機媒体を間接加熱する暖機媒体用熱交換器と、を備えるエンジン暖機用蓄熱装置を提供する。

この構成によると、直接接触式蓄熱容器内の蓄熱材と、熱交換媒体とが、直接接触式蓄熱容器内で直接接触することにより、熱交換媒体を介して回収された熱は蓄熱容器内で蓄熱され、また放熱される。すなわち、直接接触式蓄熱容器の内部において熱交換が円滑に行われる。これにより、従来技術に比して蓄熱速度および放熱速度を大きくすることができる。また、直接接触式蓄熱容器内に暖機媒体用熱交換器が収容されているため、熱交換媒体を介して回収された熱で暖機媒体用熱交換器はあらかじめ加温される。したがって、エンジン暖機媒体を加熱する際、暖機媒体用熱交換器自体に熱が消費されることを防止でき、すなわち、回収した熱をエンジン暖機媒体の加熱に有効に使用することができる。なお、暖機媒体用熱交換器は、蓄熱材との間に所定の間隔が設けられる態様で直接接触式蓄熱容器内に収容されているので、蓄熱材と熱交換媒体との直接接触が当該暖機媒体用熱交換器により妨げられることはない。

また本発明において、前記直接接触式蓄熱容器の外周に断熱層が形成されていることが好ましい。この構成によると、直接接触式蓄熱容器の壁面を介した外部への無駄な放熱を防止でき、回収した熱をエンジン暖機媒体の加熱に有効に使用することができる。

さらに本発明において、前記暖機媒体用熱交換器が、前記直接接触式蓄熱容器内の前記熱交換媒体中に収容されていることが好ましい。この構成によると、熱交換媒体を介して回収された熱で暖機媒体用熱交換器はあらかじめより加温される。

また本発明は、その第２の態様によれば、上記エンジン暖機用蓄熱装置を備えるエンジン暖機システムを提供する。本エンジン暖機システムによると、エンジンの暖機時間を従来よりも短縮でき、その結果、エンジン始動時の燃費を改善することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るエンジン暖機用蓄熱装置およびこれを備えたエンジン暖機システムを示すブロック図である。 図１に示したエンジン暖機システムの変形例を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、本発明に係るエンジン暖機用蓄熱装置を備えたエンジン暖機システムについて説明しながら、本発明に係るエンジン暖機用蓄熱装置について説明する。

（エンジン暖機システムの構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン暖機用蓄熱装置１０およびこれを備えたエンジン暖機システム１００を示すブロック図である。図１に示すように、エンジン暖機システム１００は、エンジン稼動時に蓄えた熱をエンジン始動の際の暖機に使用するためのエンジン暖機システムであって、エンジン５（内燃機関）の排気ガスから排気熱を回収する排気熱回収装置２と、回収された排気熱を蓄熱しかつ蓄熱した熱でエンジン暖機媒体を間接加熱するエンジン暖機用蓄熱装置１０と、エンジン暖機システム１００を制御するＥＣＵ４（Electronic Control Unit、制御装置）とを備えている。ここで、エンジン暖機媒体とは、エンジン５の冷却水や潤滑油のことをいう。

（エンジン暖機用蓄熱装置）
エンジン暖機用蓄熱装置１０は、潜熱蓄熱に用いられる蓄熱材７と、蓄熱材７と直接接触することにより熱交換を行う熱交換媒体６と、蓄熱材７および熱交換媒体６を収容する直接接触式蓄熱容器１と、直接接触式蓄熱容器１内の上部に収容された暖機媒体用熱交換器３とを備えている。

[蓄熱材および熱交換媒体]
ここで、蓄熱材７としては、潜熱（融解熱）が大きい物質を採用することが好ましく、このような物質として、エリスリトール、マンニトール、ガラクチトール、キシリトールなどの糖アルコール類が挙げられる。例えばエリスリトールは、融点：約１１９℃、融解熱：約３４０ｋＪ／ｋｇ、マンニトールは、融点：約１６７℃、融解熱：約３００ｋＪ／ｋｇ、の物資である。なお、以降の説明では、特記なき限り、蓄熱材７としてエリスリトールを採用したものとする。また、熱交換媒体６は蓄熱材７よりも比重の小さい物質である。熱交換媒体６としては、蓄熱材７と完全に分離した状態を維持できる物質を採用することが好ましく、このような物質として、例えば、鉱物油が挙げられる。なお、以降の説明では、特記なき限り、熱交換媒体６として鉱物油を採用したものとする。

［直接接触式蓄熱容器］
直接接触式蓄熱容器１の外周には断熱層８が形成されている。断熱層８の形成方法としては、グラスウールなどの断熱材を直接接触式蓄熱容器１の外周に巻いて断熱層を形成してもよいし、直接接触式蓄熱容器１を二重殻容器にして、グラスウールなどの断熱材で断熱層８を形成したり、真空断熱層としたりしてもよい。直接接触式蓄熱容器１の外周に断熱層８を形成することで、蓄熱容器の壁面を介した外部への無駄な放熱を防止でき、熱交換媒体６を介して回収した熱をエンジン暖機媒体の加熱に有効に使用することができる。

また、直接接触式蓄熱容器１には、熱交換媒体６を送り出すための熱媒供給経路１１と、直接接触式蓄熱容器１の内部へ熱交換媒体６を戻すための熱媒戻し経路１２とが接続されている。熱媒供給経路１１には熱媒循環ポンプ２３が設けられ、熱媒循環ポンプ２３と直接接触式蓄熱容器１との間の熱媒供給経路１１に温度計Ｔ２が取り付けられている。温度計Ｔ２は、この部分を流れる熱交換媒体６の温度を測定している。また直接接触式蓄熱容器１内に配設された熱媒戻し経路１２の端には、複数の孔があけられた多孔管２０が取り付けられている。この多孔管２０は直接接触式蓄熱容器１の底面に沿って底面全体に配設されている。そして、熱媒戻し経路１２から多孔管２０を介して直接接触式蓄熱容器１内に熱交換媒体６が戻される。なお、多孔管２０ではなく、内部を熱交換媒体６が流れるように形成された多孔板などを、直接接触式蓄熱容器１の底面全体に配設してもよい。

［暖機媒体用熱交換器］
暖機媒体用熱交換器３は、その内部に流される熱交換媒体６の有する熱でエンジン暖機媒体を間接加熱するための熱交換器である。また暖機媒体用熱交換器３は、蓄熱材７との間に所定の間隔が設けられる態様で、かつ、直接接触式蓄熱容器１内の熱交換媒体６中に位置するように直接接触式蓄熱容器１内の上部に収容されている。

また、エンジン５の冷却水または潤滑油を循環させるエンジン暖機媒体循環経路１４が暖機媒体用熱交換器３に接続されている。熱交換媒体６とエンジン暖機媒体との間の熱交換は間接加熱方式であるため、仮に熱交換媒体６中に蓄熱材７が混入したとしても、エンジン暖機媒体（エンジン５の冷却水や潤滑油）に蓄熱材７が混入することはない。

また、暖機媒体用熱交換器３をエンジン暖機媒体がバイパスする第１バイパス経路１７が、エンジン暖機媒体循環経路１４に接続されている。そして、第１バイパス経路１７の上流側の当該第１バイパス経路１７とエンジン暖機媒体循環経路１４との接続部には第１バイパスバルブ２６が設けられている。第１バイパスバルブ２６は電動の三方弁であり、第１バイパス経路１７の導通を制御するバルブである。

また、エンジン５と第１バイパスバルブ２６との間のエンジン暖機媒体循環経路１４には暖機媒体循環ポンプ２８が設けられ、この暖機媒体循環ポンプ２８とエンジン５との間のエンジン暖機媒体循環経路１４に温度計Ｔ３が取り付けられている。温度計Ｔ３は、この部分を流れるエンジン暖機媒体の温度を測定している。また、暖機媒体循環ポンプ２８は、エンジン５に連結されエンジン５の回転により駆動されるポンプである。

（排気熱回収装置）
エンジン５の排気ガスを排出するための排気経路２９の末端部にはマフラー（不図示）が取り付けられている。排気熱回収装置２は、このマフラーに設置された熱交換器である。排気熱回収装置２では、エンジン５からの排気ガスと熱交換媒体６との間で熱交換され、排気熱が回収される。なお、排気熱回収装置２は、必ずしもマフラーに設置される必要はなく、エンジン５からの排気熱を回収できる位置に設けられればよい。

（熱媒循環経路）
熱媒供給経路１１および熱媒戻し経路１２には、熱交換媒体６を循環させる熱媒循環経路１３が接続されている。この熱媒循環経路１３は、直接接触式蓄熱容器１と排気熱回収装置２との間で熱交換媒体６を循環させるための排気熱回収装置２側の熱媒循環経路１３ｂと、直接接触式蓄熱容器１と暖機媒体用熱交換器３との間で熱交換媒体６を循環させるための暖機媒体用熱交換器３側の熱媒循環経路１３ａとで構成される。

熱媒循環経路１３と熱媒供給経路１１との接続部には第１切換バルブ２２が設けられ、熱媒循環経路１３と熱媒戻し経路１２との接続部には第２切換バルブ２４が設けられている。第１切換バルブ２２および第２切換バルブ２４は、排気熱回収装置２と暖機媒体用熱交換器３との間の熱媒循環経路１３中に設けられ、蓄熱材７への蓄熱状態とエンジン暖機媒体への放熱状態とを切換える電動の三方弁である。第１切換バルブ２２は、直接接触式蓄熱容器１からの熱交換媒体６の流れを熱媒循環経路１３ｂ側もしくは熱媒循環経路１３ａ側に切換えるための切換バルブであり、第２切換バルブ２４は、熱媒循環経路１３ｂ側もしくは熱媒循環経路１３ａ側からの熱交換媒体６を直接接触式蓄熱容器１に戻すための切換バルブである。

また、排気熱回収装置２を熱交換媒体６がバイパスする第２バイパス経路１５が、熱媒循環経路１３ｂに接続されている。そして、第２バイパス経路１５の上流側の当該第２バイパス経路１５と熱媒循環経路１３ｂとの接続部には第２バイパスバルブ２１が設けられている。第２バイパスバルブ２１は電動の三方弁であり、第２バイパス経路１５の導通を制御するバルブである。また、熱交換媒体６が排気熱回収装置２を出て直接接触式蓄熱容器１へ戻るまでの熱媒循環経路１３ｂには温度計Ｔ１が取り付けられている。温度計Ｔ１は、この部分を流れる熱交換媒体６の温度を測定している。

なお、前記した第１バイパス経路１７および第１バイパスバルブ２６の替わりに、暖機媒体用熱交換器３を熱交換媒体６がバイパスするバイパス経路（不図示）が熱媒循環経路１３ａに接続され、かつ、この経路の導通を制御するバイパスバルブ（不図示）が設けられていてもよい。

（制御装置）
第１切換バルブ２２、第２切換バルブ２４、熱媒循環ポンプ２３、第１バイパスバルブ２６、第２バイパスバルブ２１、および温度計Ｔ１〜Ｔ３が、エンジン暖機システム１００を制御するＥＣＵ４（制御装置）に電気的に接続されている。ＥＣＵ４は、温度計Ｔ１〜Ｔ３からの信号を受けて、第１切換バルブ２２、第２切換バルブ２４、熱媒循環ポンプ２３、第１バイパスバルブ２６、および第２バイパスバルブ２１を制御する制御装置である。なお、第１切換バルブ２２、第２切換バルブ２４、熱媒循環ポンプ２３、第１バイパスバルブ２６、および第２バイパスバルブ２１の動力源は、自動車に搭載されたバッテリー（不図示）である。

なお、熱媒循環ポンプ２３をエンジン５に連結し、エンジン５の回転で熱媒循環ポンプ２３を駆動してもよい。この場合、熱媒循環ポンプ２３はＥＣＵ４で制御されない。

（エンジン暖機システムの作動）
次に、エンジン暖機システム１００の作動について説明する。エンジン暖機システム１００の作動は、蓄熱動作とエンジン暖機動作とに大きく分けられる。

（蓄熱動作）
まず蓄熱動作について説明する。蓄熱動作はエンジン稼動時に行われる。ＥＣＵ４は、排気熱回収装置２側の熱媒循環経路１３ｂを熱交換媒体６が循環するように、第１切換バルブ２２および第２切換バルブ２４を切換える（または、その状態であることを確認する）。そして熱媒循環ポンプ２３を起動し直接接触式蓄熱容器１と排気熱回収装置２との間で熱交換媒体６を循環させる。

排気熱回収装置２にはエンジン５から排気経路２９を経由して高温の排気ガスが供給されるため、排気熱回収装置２内を熱交換媒体６が流れることにより、熱交換媒体６はエンジン５の排気熱で加熱され、エンジン５の排気熱が回収される。排気熱回収装置２で加熱された熱交換媒体６は、熱媒戻し経路１２から、多孔管２０を介して直接接触式蓄熱容器１に収容されている蓄熱材７内へ戻され、蓄熱材７に対して直接接触することで蓄熱材７に熱を供給（蓄熱材７と熱交換）しながら、蓄熱材７と熱交換媒体６との比重差により直接接触式蓄熱容器１内を上昇（浮上）する。そして、熱交換媒体６は、蓄熱材７の上方に形成された熱交換媒体６の層へ到達するようになっている。熱交換媒体６の層に到達し放熱した熱交換媒体６は、排気熱回収装置２でエンジン５の排気熱により再加熱されるために熱媒供給経路１１から熱媒循環経路１３ｂへ再供給される。

ここで、エンジン５の排気熱の温度は変動することがある。したがって、エンジン５の排気熱で加熱され高温となった熱交換媒体６と、蓄熱材７とが接触して蓄熱材７が劣化しないように、ＥＣＵ４は、温度計Ｔ１による検知温度が、例えば１６０℃になったら第２バイパスバルブ２１を制御し、熱交換媒体６を第２バイパス経路１５に流して排気熱回収装置２をバイパスさせる。そして、温度計Ｔ１による検知温度が例えば１５０℃まで下がったら第２バイパスバルブ２１を切換制御して熱交換媒体６を排気熱回収装置２に流し、蓄熱材７への蓄熱を再開する。

なお、温度計Ｔ１による検知温度が１６０℃に到達した場合、熱交換媒体６をバイパスさせる替わりに熱媒循環ポンプ２３を停止させて蓄熱材７の過加熱を防止してもよい。そして温度計Ｔ１による検知温度が１５０℃まで下がったらＥＣＵ４は熱媒循環ポンプ２３の運転を再開させる。この場合、熱媒循環ポンプ２３の運転再開初期は、１５０℃という比較的高温の熱交換媒体６が、熱媒循環経路１３ｂを流れるため、仮に熱媒循環経路１３ｂ中に蓄熱材７が混入していたとしても、混入している蓄熱材７は高温の熱交換媒体６により押し流される。すなわち、このような熱媒循環ポンプ２３の停止・起動制御により、熱媒循環経路１３ｂをフラッシングできる。

そして、熱媒供給経路１１に取り付けられた温度計Ｔ２による検知温度が、例えば１４０℃になれば、ＥＣＵ４は熱媒循環ポンプ２３を停止させて蓄熱動作を完了させる。蓄熱動作を完了させる温度計Ｔ２による検知温度は１４０℃〜１５０℃程度である。ここで、蓄熱材７への蓄熱が終了した段階で熱交換媒体６を第２バイパス経路１５にバイパスさせるなどして熱媒循環ポンプ２３を運転し続けることも可能であるが、上記したように温度計Ｔ２による検知温度に基づいて熱媒循環ポンプ２３を停止させることで、無駄なポンプ動力の消費を抑えることができ、エンジン５の燃費向上を図れる。

熱媒循環ポンプ２３を停止させた段階で、熱交換媒体６の温度は１４０℃程度になっている。ここで、暖機媒体用熱交換器３は直接接触式蓄熱容器１内の熱交換媒体６中に収容されているため、暖機媒体用熱交換器３はあらかじめ熱交換媒体６により加温された状態となっている。

なお、温度計Ｔ２の検知温度に基づいて熱媒循環ポンプ２３を制御するのではなく、直接接触式蓄熱容器１内部の温度分布によって蓄熱完了時期を判断し熱媒循環ポンプ２３を制御してもよい。

（エンジン暖機動作）
次にエンジン暖機動作について説明する。停止していたエンジン５を始動すると、冷却水などのエンジン暖機媒体は暖機媒体循環ポンプ２８によりエンジン暖機媒体循環経路１４を循環し始める。ここで、ＥＣＵ４は、暖機媒体用熱交換器３側の熱媒循環経路１３ａを熱交換媒体６が循環するように、第１切換バルブ２２および第２切換バルブ２４を切換える。そして熱媒循環ポンプ２３を起動し直接接触式蓄熱容器１と暖機媒体用熱交換器３との間で熱交換媒体６を循環させる。

直接接触式蓄熱容器１内の熱交換媒体６が暖機媒体用熱交換器３に到達すると、熱交換媒体６とエンジン暖機媒体との間で熱交換され、エンジン暖機媒体が加熱されるとともに熱交換媒体６は抜熱される。暖機媒体用熱交換器３で抜熱された熱交換媒体６は、熱媒戻し経路１２から、多孔管２０を介して直接接触式蓄熱容器１に収容されている蓄熱材７内へ戻され、蓄熱材７に対して直接接触することで蓄熱材７から熱を受け取り（蓄熱材７と熱交換し）ながら、蓄熱材７と熱交換媒体６との比重差により直接接触式蓄熱容器１内を上昇（浮上）する。そして、熱交換媒体６は、蓄熱材７の上方に形成された熱交換媒体６の層へ到達するようになっている。熱交換媒体６の層に到達し受熱した熱交換媒体６は、暖機媒体用熱交換器３でエンジン暖機媒体を再加熱するために熱媒供給経路１１から熱媒循環経路１３ａへ再供給される。

ここで、ＥＣＵ４は、温度計Ｔ３の検知温度、すなわちエンジン暖機媒体の温度を常に監視している。そして、温度計Ｔ３の検知温度が所定温度に達したら、第１バイパス経路１７を導通させる側に第１バイパスバルブ２６を切換え、エンジン暖機媒体を第１バイパス経路１７に流して暖機媒体用熱交換器３をバイパスさせる。これにより、エンジン暖機媒体の過加熱を防止できる。温度計Ｔ３の検知温度が所定温度以下に低下すれば、第１バイパスバルブ２６を切換えることで、暖機媒体用熱交換器３内にエンジン暖機媒体を再度流す。なお、ＥＣＵ４は、第１バイパスバルブ２６を切換える替わりに熱媒循環ポンプ２３を停止させてエンジン暖機媒体の過加熱を防止してもよい。エンジンの暖機が完了すれば、ＥＣＵ４は前記蓄熱動作を行い、次回のエンジン始動に備えて直接接触式蓄熱容器１内に蓄熱しておく。

以上、本発明に係るエンジン暖機用蓄熱装置１０を備えたエンジン暖機システム１００について説明しつつエンジン暖機用蓄熱装置１０を説明したように、当該エンジン暖機用蓄熱装置１０によると、直接接触式蓄熱容器１内の蓄熱材７と、熱交換媒体６とが、直接接触式蓄熱容器１内で直接接触することにより、熱交換媒体６を介して回収された熱は蓄熱容器内で蓄熱され、また放熱される。すなわち、直接接触式蓄熱容器１の内部において熱交換が円滑に行われる。これにより、従来技術に比して蓄熱速度および放熱速度を大きくすることができる。

また、直接接触式蓄熱容器１内に暖機媒体用熱交換器３が収容されているため、熱交換媒体６を介して回収された熱で暖機媒体用熱交換器３はあらかじめ加温される。したがって、エンジン暖機動作時にエンジン暖機媒体を加熱する際、暖機媒体用熱交換器３自体に熱が消費されることを防止でき、すなわち、蓄熱動作時に回収した熱をエンジン暖機媒体の加熱に有効に使用することができる。なお、暖機媒体用熱交換器３は、蓄熱材７との間に所定の間隔が設けられる態様で直接接触式蓄熱容器１内に収容されているので、蓄熱材７と熱交換媒体６との直接接触が当該暖機媒体用熱交換器３により妨げられることはない。

なお、蓄熱材７からエンジン暖機媒体への伝熱速度（放熱速度）は、直接接触式蓄熱容器１内での蓄熱材７から熱交換媒体６への熱伝達速度が律速であり、暖機媒体用熱交換器３での熱交換媒体６からエンジン暖機媒体への熱伝達からはほとんど影響を受けない。熱交換媒体６からエンジン暖機媒体への暖機媒体用熱交換器３を介した熱伝達は、液体同士間での熱交換であるため、熱交換媒体６の流量調整などにより熱交換を円滑に行え、熱伝達速度を任意に調整できるからである。

また、このようなエンジン暖機用蓄熱装置１０を備えたエンジン暖機システム１００によると、エンジン５の暖機時間を従来よりも短縮でき、その結果、エンジン始動時の燃費を改善することが可能となる。

（変形例）
図２は、図１に示したエンジン暖機システム１００の変形例を示すブロック図である。ここでは、エンジン暖機システム１００との相違点について主に説明することとする。なお、図２に示すエンジン暖機システム１０１において、図１に示したエンジン暖機システム１００の構成機器と同一の構成機器については同一の符号を付している。

図２に示すように、本変形例のエンジン暖機システム１０１は、前記実施形態の第１切換バルブ２２および第２切換バルブ２４という２つの切換バルブではなく、１つの切換バルブ３０（電動の三方弁）のみを有している。すなわち、排気熱回収装置２と暖機媒体用熱交換器３との間の熱媒循環経路１３中に設けられ蓄熱材７への蓄熱状態とエンジン暖機媒体への放熱状態とを切換える切換バルブは、熱媒循環経路１３中に設けられた切換バルブ３０、１つである。直接接触式蓄熱容器１から出た熱交換媒体６は、熱媒循環ポンプ２３を経て暖機媒体用熱交換器３に入り、そのあと、排気熱回収装置２を経由して直接接触式蓄熱容器１に戻るか、排気熱回収装置２を経由せずに直接接触式蓄熱容器１に戻るかが、切換バルブ３０により適宜切換えられる。すなわち、蓄熱動作時には、排気熱回収装置２を経由して熱交換媒体６が直接接触式蓄熱容器１に戻るように、ＥＣＵ４は切換バルブ３０を制御する。一方、エンジン暖機動作時には、排気熱回収装置２を経由せずに熱交換媒体６が直接接触式蓄熱容器１に戻るように、ＥＣＵ４は切換バルブ３０を制御する。

なお、本実施形態の場合、蓄熱動作時には第１バイパス経路１７をエンジン暖機媒体が流れるように第１バイパスバルブ２６を制御することにより、熱交換媒体６とエンジン暖機媒体との間で熱交換はされない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

例えば、前記した実施形態においては、直接接触式蓄熱容器１内の熱交換媒体６中に位置するように暖機媒体用熱交換器３を直接接触式蓄熱容器１内に収容した例を示したが、暖機媒体用熱交換器３は、蓄熱材７との間に所定の間隔が設けられる態様で直接接触式蓄熱容器１内の上部に収容されればよく、熱交換媒体６内に位置しなくてもよい。直接接触式蓄熱容器１内に収容されることだけでも暖機媒体用熱交換器３は加温される。

１：直接接触式蓄熱容器
２：排気熱回収装置
３：暖機媒体用熱交換器
５：エンジン
６：熱交換媒体
７：蓄熱材
１０：エンジン暖機用蓄熱装置
１１：熱媒供給経路
１２：熱媒戻し経路
１３：熱媒循環経路
１００，１０１：エンジン暖機システム

Claims (4)

1. エンジン稼動時に蓄えた熱をエンジン始動の際の暖機に使用するためのエンジン暖機用蓄熱装置であって、
   潜熱蓄熱に用いられる蓄熱材と、
   前記蓄熱材と直接接触することにより熱交換を行う熱交換媒体と、
   前記蓄熱材および前記熱交換媒体を収容する直接接触式蓄熱容器と、
   前記蓄熱材との間に所定の間隔が設けられる態様で前記直接接触式蓄熱容器内の上部に収容され、前記熱交換媒体によりエンジン暖機媒体を間接加熱する暖機媒体用熱交換器と、
   を備えることを特徴とする、エンジン暖機用蓄熱装置。
2. 前記直接接触式蓄熱容器の外周に断熱層が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジン暖機用蓄熱装置。
3. 前記暖機媒体用熱交換器が、前記直接接触式蓄熱容器内の前記熱交換媒体中に収容されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のエンジン暖機用蓄熱装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のエンジン暖機用蓄熱装置を備えるエンジン暖機システム。
   

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