JP2011106351A - Heat accumulator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は蓄熱器に関するものである。 The present invention relates to a heat accumulator.
従来、エンジンを冷却することで温度が高くなった冷却水を蓄熱器に貯水しておき、次回のエンジン始動時に、蓄熱器に貯水している温度が高い冷却水を循環させてエンジンの暖機を短時間にするものが特許文献1に開示されている。特許文献1では、エンジン始動時に移動隔壁板を移動させることで、保温機能を有する容器本体内の冷却水を排水口または暖機循環口から流出させて、エンジンの暖機を行っている。
Conventionally, the cooling water whose temperature has been increased by cooling the engine is stored in a heat accumulator, and at the next engine start, the cooling water stored in the heat accumulator is circulated to warm up the engine. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses a method for shortening the time. In
しかし、上記発明においては、移動隔壁板を移動させる際に、移動隔壁板が容器本体に引っ掛かり移動隔壁板の移動が妨げられる、といった問題点がある。 However, in the above invention, when the moving partition plate is moved, there is a problem that the moving partition plate is caught on the container body and the movement of the moving partition plate is prevented.
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、移動隔壁板の移動を妨げずに容器本体から温度が高い冷却水を速やかに排出することを目的とする。 The present invention has been invented in order to solve such problems, and has an object to quickly discharge cooling water having a high temperature from a container main body without disturbing the movement of the moving partition plate.
本発明のある態様に係る蓄熱器は、温水をタンクに貯水する蓄熱器であり、タンク内を第1の室と第2の室とに分け、タンク内を移動することで第1の室および第2の室の体積を変更し、タンク内の温水をタンクから排出する可動仕切板を備え、可動仕切板は、タンク内に温水を貯水している場合に冷水を貯水しているときより狭い隙間でタンクの内壁に当接する当接部を有し、当接部は、温水をタンクから排出する場合にはタンクの内壁に摺動する。 A regenerator according to an aspect of the present invention is a regenerator that stores hot water in a tank, and the tank is divided into a first chamber and a second chamber, and the first chamber and the second chamber are moved by moving in the tank. A movable partition plate that changes the volume of the second chamber and discharges hot water in the tank from the tank is provided, and the movable partition plate is narrower when cold water is stored when hot water is stored in the tank. A contact portion that contacts the inner wall of the tank with a gap is provided, and the contact portion slides on the inner wall of the tank when the hot water is discharged from the tank.
本発明によると、蓄熱器から温度が高い冷却水を速やかに排出することができる。 According to the present invention, cooling water having a high temperature can be quickly discharged from the regenerator.
本発明の実施形態について図1、図2を用いて説明する。図1は、本実施形態における蓄熱システムの概略構成図である。本実施形態における蓄熱システムでは、自動車の駆動用エンジンを冷却し、温度が高くなった冷却水の熱を再利用するシステムを一例として説明する。なお、冷却水は不凍液であるLLC(ロングライフクーラント)であるが、これに限られることはなく、水などを用いても良い。以下において、エンジンを冷却し温度が高くなった冷却水を温水とする。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat storage system in the present embodiment. In the heat storage system in the present embodiment, a system that cools a driving engine of an automobile and reuses heat of cooling water whose temperature has increased will be described as an example. The cooling water is LLC (long life coolant) which is an antifreeze liquid, but is not limited to this, and water or the like may be used. Hereinafter, the cooling water whose temperature has been increased by cooling the engine is referred to as hot water.
蓄熱システムは、エンジン1と、蓄熱器2と、電動ウォーターポンプ3と、乗員室の暖房用のヒーター4と、第1回路5と、第2回路6と、コントローラ7と、エンジン冷却水の熱を放熱するラジエータ(図示せず)とを備える。
The heat storage system includes an
エンジン1は、燃料を燃焼させて温度が高くなったエンジン本体を冷却する冷却水が流れる冷却部10を備える。
The
蓄熱器2について図2を用いて説明する。図2は蓄熱器2の概略断面図である。本実施形態では、鉛直方向に蓄熱器2を配置した場合について説明する。図2においては鉛直方向下向きを矢印yで示す。
The
蓄熱器2は、タンク11と、仕切板12と、可動仕切板13とを備える。蓄熱器2は、例えばエンジン1が停止した際に、次回のエンジン1の始動に備えて温水を貯水する。蓄熱器2に貯水した温水は次回のエンジン1の始動時にエンジン1の冷却部10、ヒーター4に供給される。
The
タンク11は第1タンク部15と、第2タンク部16とから構成される。
The
第1タンク部15は、直方形であり、下側が開口している。第1タンク部15の側面は、下側で第1開口部17を形成する。
The
第2タンク部16は、有底の箱形形状であり、上側が開口している。第2タンク部16の側面は上側で第2開口部18を形成する。第2タンク部16の底面19は、第2開口部18の開口面積よりも面積が小さい。そのため第2タンク部16の側面はテーパ形状となっている。また、第2タンク11は底面19に2つの孔20a、20bを有しており、この孔20a、20bから冷却水が給排される。第1タンク部15の第1開口部17と第2タンク部16の第2開口部18とを合わせて第1タンク部15と第2タンク部16とを接合することで、タンク11が構成される。タンク11は、断熱材(図示せず)で覆われており、蓄熱器2はタンク11からの放熱を抑制している。
The
仕切板12は、第2タンク部16の底面19に設けた2つの孔20a、20bの間でタンク11の一部を仕切るように設けられる。なお仕切板12は、タンク11内の上方においては連通口21を形成する。
The
可動仕切板13は、有底の箱形形状であり、仕切板12によって仕切られたタンク11内の空間をy方向に垂直な方向で第1の室30と第2の室31とに分ける。本実施形態では、y方向において可動仕切板13よりも下側の空間を第1の室30とし、可動仕切板13よりも上側の空間を第2の室31とする。なお、本実施形態では、仕切板12によって仕切られた空間であり、可動仕切板13を設けていない空間を含めて第2の室31とする。第1の室30は第2タンク11の底面19に設けた孔20aを有しており、第2の室31は第2タンク11の底面19に設けた孔20bを有している。なお、詳しくは後述するが、温水は孔20bを介して第2の室31へ供給される。一方、温水を排出する場合には、孔20aを介して第1の室30へ冷却水を供給し、可動仕切板13をy方向に沿って上方に押し上げることで、第2の室31の温水を排出する。
The
また、可動仕切板13は、側面の外周に沿ってy方向における断面が略半円形状の当接部32を備える。当接部32は、側面の外周に沿って、可動仕切板13の上方と下方の2箇所に設けられる。本実施形態では、当接部32は2箇所に設けられているが、これに限られることはなく、さらに当接部を設けてもよい。当接部32はタンク内壁および仕切板12との摩擦を低減して可撓仕切板13の移動を容易にすると共に可撓仕切り板13の傾きを抑える。
The
可動仕切板13は、冷却水よりも熱伝導率が低く、体積密度が大きい材料によって構成される。例えば可動仕切板13の材料は、熱伝導率が0.6W/(m・K)よりも低く、体積密度が1100kg/m3以上の材料である。また、可動仕切板13は、タンク11内に温水が貯められている場合に当接部32がタンク11の内壁および仕切板12に当接し、タンク11内に温度が低い冷却水(冷水)が貯められている場合に熱収縮し、当接部32とタンク11の内壁および仕切板12との間に隙間を生じさせる材料によって構成される。なお、当接部32と可動仕切板13の本体とを別の部材で構成しても良い。高温の冷却水が溜められている場合でも冷却水の移動時には可動仕切板13がタンク11内を移動できるように構成されている。
The
可動仕切板13は、温度が低くなると熱収縮し、当接部32と、タンク11の内壁および仕切板12との間に高温時より広い隙間を生じさせる。
When the temperature is lowered, the
タンク11内に温水を貯水している場合には、第1の室30に冷却水を供給することで、可動仕切板13はy方向に沿って上方へ移動する。このとき当接部32はタンク11の内壁および仕切板12に摺動するので、第2の室31の温水は孔20bを介してタンク11から効率よく排出される。また、高温の冷却水が貯水されているため当接部32とタンク11の内壁および仕切板12との間に冷水が貯留されているときより大きな隙間が生じないので、第1の室30内の温度の低い冷却水が第2の室31へ混入することを防止し、タンク11から排出される温水の温度低下を抑制することができる。
When warm water is stored in the
タンク11から温水を排出すると、タンク11内は温度が低い冷却水の量が多くなる。そのため、可動仕切板13は熱収縮し、当接部32とタンク11の内壁および仕切板12との間に温水貯水時に比べて大きな隙間を生じさせ、可動仕切板13は自重によりy方向に沿って下方へ移動する。
When hot water is discharged from the
可動仕切板13の高さh1は、連通口21の高さh2よりも高い。可動仕切板13の高さh1を連通口21の高さh2よりも高くすることで、可動仕切板13が連通口21に進入することを防止することができる。
The height h1 of the
また、可動仕切板13は、底面35に底面35を貫通する孔33と可動弁34とを備える。可動弁34は、孔33を塞ぐように設けられ、可動弁34の上方の水圧が可動弁34の下方の水圧よりも所定圧以上大きくなると開く。所定圧は予め定められた圧である。そして、図2のような構造では、テーパ部によって底面19と可動仕切板13との間に可動弁34の作動分の隙間を生じるようになっている。そのほか、可動仕切り板13から突起を出して、底面19と隙間を生じるようにしても良い。これにより、温水の導入時に冷水との入れ替わりが速やかに行われる。
The
ヒーター4は、図示しない空調装置において温水の熱によってヒーター4のチューブ間を通過する空気を温め、温めた空気を車内へ供給し、車内を温める。
The
第1回路5は、エンジン1の冷却部10とヒーター4とを接続する。第1回路5によって冷却水はエンジン1の冷却部10とヒーター4との間を循環する。エンジン1を冷却することで温度が高くなった冷却水は第1回路5によってヒーター4に供給される。
The
第2回路6は、蓄熱器2を第1回路5に接続する。電動ウォーターポンプ3は、第2回路6に設けられる。また第2回路6は、電動ウォーターポンプ3をバイパスするバイパス路40を備える。エンジン1の停止後に、電動ウォーターポンプ3を駆動し第2回路6には温水が流れ、第2回路6を介して蓄熱器2に温水が貯水される。また、エンジン1の始動時に、第2回路6を介して蓄熱器2の温水がヒーター4、エンジン1へ供給される。
The
バイパス路40は、三方弁41を介して第2回路6と接続する。また、第1回路5と第2回路6とは三方弁42によって接続する。
The
電動ウォーターポンプ3は、エンジンキースイッチの信号によりエンジン停止を感知して、温水を蓄熱器2へ供給する。
The
コントローラ7は、三方弁41、42を切り替え、電動ウォーターポンプ3を制御することで冷却水の流れを制御する。
The
次に本実施形態の作用について図3、4を用いて説明する。図3は蓄熱器2に温水を貯水する場合の冷却水の流れを示す図である。図4は蓄熱器2から温水を排出する場合の冷却水の流れを示す図である。図3、4においては冷却水の流れを矢印で示す。なお、エンジン1の停止時、始動時以外の通常の運転時にヒーター4を作動させる場合には、冷却水は第1回路5を循環する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the flow of cooling water when warm water is stored in the
蓄熱器2に温水を貯水する場合には、エンジン1が停止すると電動ウォーターポンプ3が作動する。また、三方弁41によって電動ウォーターポンプ3と蓄熱器2とが連通し、三方弁42によって第1回路5と第2回路6とが連通する。
When hot water is stored in the
これによって、温水は、第2回路6、孔20bを介して第2の室31に供給される。第2の室31に温水が流入することで、第2の室31の水圧が高くなる。そして、可動仕切板13の上側の水圧が可動仕切板13の下側の水圧よりも所定圧以上高くなると可動弁34が開き、第2の室31にあった温度の低い冷却水が孔33、20aを介して蓄熱器2から排出される。これによって第2の室31に温水が貯水される。
Accordingly, the hot water is supplied to the
また、蓄熱器2から温水を排出し、エンジン1などを暖機する場合には、エンジン1が始動すると、三方弁42によって第1回路5と第2回路6とを連通する。また、三方弁41によって第2回路6とバイパス通路40とを連通する。これによって孔20aを介して第1の室30に冷却水が供給される。第1の室30に供給された冷却水は、可動仕切板13を上方に押し上げる。このとき第2の室31には温水が貯水されているので、可動仕切板13の当接部32がタンク11の内壁および仕切板12に当接又は微細な隙間を有してしている。そのため、可動仕切板13は、タンク11の内壁および仕切板12に摺動し、上方へ移動する。これによって、第2の室31内の温水が孔20bを介して蓄熱器2から排出される。蓄熱器2から排出される温水をエンジン1などに供給することで、始動時の暖機を素早く行うことができる。なお、エンジン1が駆動している場合には、クランクシャフトの回転などによって動作するウォーターポンプなどによって冷却水は第1回路5などを流れる。
When warm water is discharged from the
なお、蓄熱器2は整流板、可動仕切板13のy方向への移動をガイドするガイド部材を設け、可動仕切板13がタンク11内で傾くことを抑制しても良い。ガイド部材としては、例えば可動仕切板13を貫通する貫通棒である。
Note that the
本実施形態では、エンジン1の冷却部10とヒーター4とを接続する第1回路5に、第2回路6によって蓄熱器2を接続したが、これに限られることはない。
In the present embodiment, the
本実施形態では、エンジン1の停止時に蓄熱器2に温水を貯水したが、エンジンの駆動時に例えば所定時間毎に蓄熱器2へ温水を貯水しても良い。
In the present embodiment, warm water is stored in the
また、タンク11の形状、可動仕切板13の形状は本実施形態の形状に限られることはなく、例えばタンクの形状を円柱形状としてもよい。
Moreover, the shape of the
本発明の実施形態の効果について説明する。 The effect of the embodiment of the present invention will be described.
可動仕切板13に断面が略半円形状の当接部32を設けることによって、当接部32とタンク11の内壁および仕切板12との接触が線接触となり、可動仕切板13がタンク11に引っ掛かることを抑制し、可動仕切板13を速やかに移動させることができる。そのため、タンク11内の温水を速やかにタンク11から排出することができ、例えばエンジン1などの暖機を素早く行うことができる。エンジンオイルの粘性を下げることで、摩擦を減らし燃費向上につながる。また、温水を排出する場合に、当接部32をタンク11の内壁および仕切板12に摺動させることで、温度の低い冷却水が温水と混ざることを防止することができ、温水の温度低下を抑制することができる。
By providing the
可動仕切板13を冷却水よりも熱伝導率が低い材料で構成することで、タンク11に温水を貯水した場合に、温水の温度低下を抑制することができる。
By configuring the
また、可動仕切板13を冷却水よりも体積密度が大きい材料で構成することで、冷水である冷却水を導入しタンク11から温水を排出した後に、可動仕切板13の自重により可動仕切板13を下側に移動させることができる。そのため、モータなどを使用せずに可動仕切板13を下側に移動させることができる。冷水によって収縮することにより、可動仕切板13とタンク11および仕切板12との隙間が大きくなるためよりスムースに下側への移動ができる。
In addition, by configuring the
当接部32を可動仕切板13の外周に沿って上下2箇所に設けることで、可動仕切板13がタンク11内で移動する際に安定して移動させることができる。
By providing the abutting
可動仕切板13を有底の箱形形状とすることで、タンク11内に温水を多く貯水することができ、可動仕切板13を移動させる際に安定して移動させることができる。
By making the
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.
1 エンジン
2 蓄熱器
3 電動ウォーターポンプ
13 可動仕切板
30 第1の室
31 第2の室
32 当接部
33 孔
34 可動弁
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記タンク内を第1の室と第2の室とに分け、前記タンク内を移動することで前記第1の室および前記第2の室の体積を変更し、前記タンク内の温水を前記タンクから排出する可動仕切板を備え、
前記可動仕切板は、前記タンク内に温水を貯水している場合に冷水を貯水しているときより狭い隙間で前記タンクの内壁に当接する当接部を有し、
前記当接部は、前記温水を前記タンクから排出する場合には前記タンクの内壁に摺動することを特徴とする蓄熱器。 In a regenerator that stores hot water in a tank,
The tank is divided into a first chamber and a second chamber, and the volumes of the first chamber and the second chamber are changed by moving in the tank, and hot water in the tank is supplied to the tank. Equipped with a movable partition plate that discharges from
The movable partition plate has a contact portion that contacts the inner wall of the tank with a narrower gap when storing cold water when storing hot water in the tank,
The contact portion slides on the inner wall of the tank when the hot water is discharged from the tank.
Priority Applications (1)
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JP2009262627A JP2011106351A (en) | 2009-11-18 | 2009-11-18 | Heat accumulator |
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JP2009262627A Withdrawn JP2011106351A (en) | 2009-11-18 | 2009-11-18 | Heat accumulator |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111963295A (en) * | 2020-08-11 | 2020-11-20 | 安庆中船柴油机有限公司 | Closed cooling circulating water cooling system of marine diesel engine |
CN115075930A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-20 | 江苏徐工国重实验室科技有限公司 | Engineering machinery cooling system and control method |
-
2009
- 2009-11-18 JP JP2009262627A patent/JP2011106351A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
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CN115075930A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-20 | 江苏徐工国重实验室科技有限公司 | Engineering machinery cooling system and control method |
CN115075930B (en) * | 2022-06-27 | 2023-05-30 | 江苏徐工国重实验室科技有限公司 | Engineering machinery cooling system and control method |
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