JP2020128852A - Heat storage device and heat storage heating device - Google Patents

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勇輝 岩野
Yuki Iwano
勇輝 岩野
泰 木原
Yasushi Kihara
泰 木原
真人 反町
Masato Sorimachi
真人 反町
小林 隆雄
Takao Kobayashi
隆雄 小林
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Furukawa Automotive Systems Inc
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Abstract

To provide a heat storage device and a heat storage heating device capable of finely maintaining both of heat exchange characteristics and heat storage performance by a simple structure.SOLUTION: A heat storage device includes piping 10 that forms a channel of cooling water W, and a heat storage body 2 that is formed by high elastic solid and solid phase transition heat storage material as compared with the piping 10, and is formed with a plurality of channels 3 of the cooling water W. The heat storage body 2 is pressed in the piping 10. The piping 10 is formed with a recessed portion 11 engaging with the heat storage body 2 at an inner wall part in which the storage body 2 is inserted. Furthermore, in the heat storage body 2, the solid and solid phase transition heat storage material is mixed in a resinous base material. A heat conductive member is mixed in the heat storage body 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱交換特性及び蓄熱性能を有する蓄熱装置及び蓄熱暖房装置に関する。 The present invention relates to a heat storage device and a heat storage heating device having heat exchange characteristics and heat storage performance.

蓄熱暖房装置では、蓄熱温度範囲で固相と液相との相変化を生じる蓄熱材(固液相変化蓄熱材)が蓄熱する潜熱を用いるものが多い。特許文献1,2では、この固液相変化蓄熱材と、顕熱を用いた固体蓄熱材とを組み合わせた蓄熱システムあるいは蓄熱暖房装置が記載されている。 Many heat storage heating devices use latent heat stored by a heat storage material (solid-liquid phase change heat storage material) that causes a phase change between a solid phase and a liquid phase in a heat storage temperature range. Patent Documents 1 and 2 describe a heat storage system or a heat storage heating device in which the solid-liquid phase change heat storage material is combined with a solid heat storage material using sensible heat.

特開2011−144961号公報JP, 2011-144961, A 特開2016−011787号公報JP, 2016-011787, A

しかしながら、固液相変化蓄熱材は、液相状態になるため固液相変化蓄熱材を包むケーシングが必要となる。一方、固液相変化蓄熱材との熱交換特性を向上させるためには、固液相変化蓄熱材の表面積を大きくする必要があり、例えば、固液相変化蓄熱材を貫通する多数の流路を形成しなくてはならない。 However, since the solid-liquid phase change heat storage material is in a liquid phase state, a casing enclosing the solid-liquid phase change heat storage material is required. On the other hand, in order to improve the heat exchange characteristics with the solid-liquid phase change heat storage material, it is necessary to increase the surface area of the solid-liquid phase change heat storage material. Must be formed.

このケーシングの必要性と熱交換特性の向上とを両立しようとすると、固液相変化蓄熱材の構成が複雑になるとともに、固液相変化蓄熱材の容積が減少するため、蓄熱性能が低下するという問題があった。特に、ケーシングの構成が複雑になると、ケーシングによる固液相変化蓄熱材が液相状態になった場合におけるシールの確保が難しくなる。 If it is attempted to satisfy both the necessity of this casing and the improvement of heat exchange characteristics, the structure of the solid-liquid phase change heat storage material becomes complicated and the volume of the solid-liquid phase change heat storage material decreases, so the heat storage performance deteriorates. There was a problem. Particularly, when the structure of the casing becomes complicated, it becomes difficult to secure a seal when the solid-liquid phase change heat storage material in the casing is in a liquid phase state.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、熱交換特性及び蓄熱性能の双方を良好に維持することができる蓄熱装置及び蓄熱暖房装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a heat storage device and a heat storage heating device that have a simple configuration and can favorably maintain both heat exchange characteristics and heat storage performance. ..

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる蓄熱装置は、熱媒体の流路を形成する配管と、前記配管に比して高弾性の固体固体相転移蓄熱材で形成され、前記熱媒体の流路が複数形成された蓄熱体と、を備え、前記蓄熱体は、前記配管内に圧入されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a heat storage device according to the present invention is formed by a pipe forming a flow path of a heat medium and a solid-solid phase transition heat storage material having a higher elasticity than the pipe. And a heat storage body having a plurality of flow paths for the heat medium formed therein, the heat storage body being press-fitted into the pipe.

また、本発明にかかる蓄熱装置は、上記の発明において、前記配管は、前記蓄熱体が内挿される内壁部分に前記蓄熱体が係合する凹部が形成されていることを特徴とする。 Further, the heat storage device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the pipe is formed with a concave portion for engaging the heat storage body in an inner wall portion into which the heat storage body is inserted.

また、本発明にかかる蓄熱装置は、上記の発明において、前記蓄熱体の端部は、少なくとも前記蓄熱体の端部に当接する接続配管が前記配管の両端部側から内挿されることを特徴とする。 Further, the heat storage device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, an end portion of the heat storage body has at least a connection pipe abutting the end portion of the heat storage body inserted from both end sides of the pipe. To do.

また、本発明にかかる蓄熱装置は、上記の発明において、前記蓄熱体は、樹脂製基材に固体固体相転移蓄熱材が混入されていることを特徴とする。 Further, the heat storage device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the heat storage body is a resin base material mixed with a solid-solid phase transition heat storage material.

また、本発明にかかる蓄熱装置は、上記の発明において、前記蓄熱体は、熱伝導性部材が混入されることを特徴とする。 Further, the heat storage device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, a heat conductive member is mixed in the heat storage body.

また、本発明にかかる蓄熱装置は、上記の発明において、前記熱媒体は冷却水であり、前記固体固体相転移蓄熱材の相転移温度は、所定温度から当該所定温度よりも高い前記冷却水の沸点までの間にあることを特徴とする。 Further, in the heat storage device according to the present invention, in the above invention, the heat medium is cooling water, and the phase transition temperature of the solid-solid phase transition heat storage material is higher than the predetermined temperature from the predetermined temperature. It is characterized by being up to the boiling point.

また、本発明にかかる蓄熱暖房装置は、前記熱媒体の熱を利用してヒータにより移動体内を暖める蓄熱暖房装置であって、少なくとも前記移動体のエンジンから前記ヒータに前記熱媒体を送出する送出配管の一部に、上記の発明のいずれか一つに記載の蓄熱装置を介在させたことを特徴とする。 Further, the heat storage heating apparatus according to the present invention is a heat storage heating apparatus that warms the inside of the moving body with a heater by utilizing the heat of the heat medium, and sends out the heat medium from at least the engine of the moving body to the heater. The heat storage device according to any one of the above inventions is interposed in a part of the pipe.

本発明によれば、簡易な構成で、熱交換特性及び蓄熱性能の双方を良好に維持することができる。 According to the present invention, both the heat exchange characteristics and the heat storage performance can be favorably maintained with a simple configuration.

図1は、本発明の実施の形態である蓄熱装置の構成を模式的に示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view that schematically shows the configuration of a heat storage device that is an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示した蓄熱装置のA−A線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat storage device shown in FIG. 1 taken along the line AA. 図3は、固体固体相転移蓄熱材の相転移に伴う吸熱特性及び放熱特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing heat absorption characteristics and heat radiation characteristics associated with the phase transition of the solid-solid phase transition heat storage material. 図4は、本発明の実施の形態の変形例1の蓄熱装置の構成を模式的に示した断面図である。FIG. 4 is a sectional view schematically showing the configuration of the heat storage device of Modification 1 of the embodiment of the present invention. 図5は、本変形例2の蓄熱暖房装置の概要構成を示す模式図である。FIG. 5: is a schematic diagram which shows the general|schematic structure of the thermal storage heating apparatus of this modification 2. As shown in FIG.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

<蓄熱装置の構成>
図1は、本発明の実施の形態である蓄熱装置1の構成を模式的に示した断面図である。また、図2は、図1に示した蓄熱装置1のA−A線断面図である。図1及び図2に示すように蓄熱装置1は、配管10内に蓄熱体2が配置される。配管10内には、熱媒体としての冷却水Wの流路を形成し、冷却水Wが入口配管10aから流入し、出口配管10bから流出する。蓄熱体2には、配管10に比して高弾性の固体固体相転移蓄熱材で形成され、冷却水Wの流路が複数形成される。ここで、配管10は円筒状であり、蓄熱体2は、円柱状であり、内部に複数の流路3が形成される。流路3は円筒状空間である。なお、配管10及び蓄熱体2の形状はこれに限らず、配管10が筒状、蓄熱体2が筒体であればよい。
<Structure of heat storage device>
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a heat storage device 1 according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the heat storage device 1 shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, in the heat storage device 1, a heat storage body 2 is arranged in a pipe 10. A flow path of cooling water W as a heat medium is formed in the pipe 10, and the cooling water W flows in from the inlet pipe 10a and flows out from the outlet pipe 10b. The heat storage body 2 is formed of a solid-solid phase transition heat storage material having a higher elasticity than the pipe 10, and a plurality of flow paths of the cooling water W are formed. Here, the pipe 10 has a cylindrical shape, the heat storage body 2 has a cylindrical shape, and a plurality of flow paths 3 are formed therein. The flow path 3 is a cylindrical space. The shapes of the pipe 10 and the heat storage body 2 are not limited to this, and the pipe 10 may be tubular and the heat storage body 2 may be tubular.

蓄熱体2は、配管10内に圧入される。配管10は、蓄熱体2が内挿される内壁部分に蓄熱体2の円筒側面が係合する凹部11が形成されている。蓄熱体2は、配管10に比して高弾性であるため、圧入時に蓄熱体2側が弾性変形して配管10内に容易に内挿される。なお、凹部11は、設けなくてもよく、圧入のみによって蓄熱体2を配管10内に固定配置してもよい。 The heat storage body 2 is press-fitted into the pipe 10. The pipe 10 is provided with a concave portion 11 in which a cylindrical side surface of the heat storage body 2 is engaged with an inner wall portion into which the heat storage body 2 is inserted. Since the heat storage body 2 has higher elasticity than the pipe 10, the heat storage body 2 side is elastically deformed at the time of press fitting and is easily inserted into the pipe 10. The recess 11 may not be provided, and the heat storage body 2 may be fixedly arranged in the pipe 10 only by press fitting.

蓄熱体2は、固体固体相転移蓄熱材のみよって形成してもよいが、弾性変形する樹脂製基材に固体固体相転移蓄熱材が混入される。 The heat storage body 2 may be formed of only the solid-solid phase transition heat storage material, but the solid-solid phase transition heat storage material is mixed into the resin base material that elastically deforms.

また、蓄熱体2は、熱伝導性部材が混入されてもよい。この場合、固体固体相転移蓄熱材及び熱伝導性部材は、それぞれフィラ―(充填材)として樹脂製基材内に混入される。 Further, the heat storage member 2 may be mixed with a heat conductive member. In this case, the solid-solid phase transition heat storage material and the heat conductive member are mixed in the resin base material as fillers (fillers), respectively.

固体固体相転移蓄熱材は、温度が相転移温度以下である場合に固体状の第1相状態に変化するとともに、温度が相転移温度を超える場合に固体状の第2相状態に変化する。そして、図3に示すように、固体固体相転移蓄熱材は、加熱される場合、相転移温度(例えば、65℃付近)での相変化時に吸熱し、逆に、冷却される場合、相転移温度での相変化時に放熱する。 The solid-solid phase transition heat storage material changes to a solid first phase state when the temperature is equal to or lower than the phase transition temperature, and changes to a solid second phase state when the temperature exceeds the phase transition temperature. Then, as shown in FIG. 3, the solid-solid phase-transition heat storage material absorbs heat during a phase change at a phase transition temperature (eg, around 65° C.) when heated, and conversely, when cooled, the phase transition. Dissipates heat when the phase changes with temperature.

固体固体相転移蓄熱材は、強相間電子系化合物であり、例えば、二酸化バナジウム(VO)や、VOに、W、Re、Ru、Nb、Taなどをドープしたバナジウム酸化物である。 The solid-solid phase transition heat storage material is a strong interphase electron-based compound, and is, for example, vanadium dioxide (VO 2 ) or vanadium oxide obtained by doping VO 2 with W, Re, Ru, Nb, Ta or the like.

樹脂製基材は、耐候性、耐冷却液性、耐熱性の良いポリマーアロイである。ポリマーアロイは、シリコーン、ウレタン、エポキシ、アクリル、オレフィン、フェノール、ポリイミド、ゴム素材のEPDM、1−4トランスポリブタンジエンなどである。 The resin base material is a polymer alloy having excellent weather resistance, cooling liquid resistance, and heat resistance. The polymer alloy is silicone, urethane, epoxy, acrylic, olefin, phenol, polyimide, rubber-based EPDM, 1-4 trans polybutanediene, or the like.

熱伝導性部材は、冷却水Wと、散在する固体固体相転移蓄熱材との間の熱伝導性を確保するために設けられたものであり、例えば、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ダイヤモンドなどである。 The heat conductive member is provided to ensure the heat conductivity between the cooling water W and the scattered solid-solid phase transition heat storage material, and for example, aluminum oxide, aluminum hydroxide, magnesium oxide, Examples thereof include silicon oxide, silicon carbide, zinc oxide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide and diamond.

本実施の形態では、固体固体相転移蓄熱材の相転移温度を65℃としているが、相転移は、所定温度、例えば40℃から冷却水Wの沸点までの間であればよい。なお、相転移温度は、固体固体相転移蓄熱材、熱伝導性部材、樹脂製基材の混合比によって変化させることができる。 In the present embodiment, the phase transition temperature of the solid-solid phase transition heat storage material is 65° C., but the phase transition may be at a predetermined temperature, for example, 40° C. to the boiling point of the cooling water W. The phase transition temperature can be changed by the mixing ratio of the solid/solid phase transition heat storage material, the heat conductive member, and the resin base material.

具体的な、樹脂製基材は、シリコーン系ポリマーアロイであり、蓄熱体2に対して70重量%である。固体固体相転移蓄熱材は、VOであり、蓄熱体2に対して25重量%である。また、熱伝導性部材は、窒化ホウ素であり、蓄熱体2に対して5重量%である。このような配合によって、蓄熱体2は、蓄熱密度が65J/cc、蓄熱温度が65℃、熱伝導率が1.6W/mK、比熱が1.4J/gK、密度が1.9g/cmの特性を呈する。 A specific resin base material is a silicone-based polymer alloy, and is 70% by weight with respect to the heat storage body 2. The solid-solid phase transition heat storage material is VO 2 , and is 25% by weight with respect to the heat storage body 2. The heat conductive member is boron nitride, and is 5% by weight with respect to the heat storage body 2. With such a composition, the heat storage body 2 has a heat storage density of 65 J/cc, a heat storage temperature of 65° C., a thermal conductivity of 1.6 W/mK, a specific heat of 1.4 J/gK, and a density of 1.9 g/cm 3. Exhibit the characteristics of.

蓄熱装置1は、配管10に流入する冷却水Wの温度が相転移温度よりも高くなる場合、蓄熱体2内の固体固体相転移蓄熱材が冷却水Wから吸熱して蓄熱する。一方、配管10に流入する冷却水Wの温度が相転移温度よりも低くなる場合、蓄熱体2内の固体固体相転移蓄熱材が冷却水Wに放熱する。 In the heat storage device 1, when the temperature of the cooling water W flowing into the pipe 10 is higher than the phase transition temperature, the solid-solid phase transition heat storage material in the heat storage body 2 absorbs heat from the cooling water W and stores heat. On the other hand, when the temperature of the cooling water W flowing into the pipe 10 becomes lower than the phase transition temperature, the solid-solid phase transition heat storage material in the heat storage body 2 radiates heat to the cooling water W.

本実施の形態では、複数の流路が形成された蓄熱体2は、固体固体相転移蓄熱材による蓄熱性能の有し、固体固体相転移蓄熱材が樹脂製基材内に混入されているので射出成形等によって容易に製造することができ、固液相変化蓄熱材を用いる場合におけるシール性能を持たせる必要がない。また、蓄熱体2は、配管10に比して高弾性であるため、配管10に対する蓄熱体2の取付が容易であり、蓄熱装置1の製造も容易になる。 In the present embodiment, the heat storage body 2 in which a plurality of flow paths are formed has the heat storage performance of the solid/solid phase transition heat storage material, and the solid/solid phase transition heat storage material is mixed in the resin base material. It can be easily manufactured by injection molding or the like, and it is not necessary to provide sealing performance when using a solid-liquid phase change heat storage material. Further, since the heat storage body 2 has a higher elasticity than the pipe 10, the heat storage body 2 can be easily attached to the pipe 10 and the heat storage device 1 can be easily manufactured.

<変形例1>
図4は、変形例1による蓄熱装置1の構成を模式的に示した断面図である。図4に示すように、本変形例の蓄熱装置1は、蓄熱体2の端部が、少なくとも蓄熱体2の端部に当接する接続配管30,31が配管20の両端部側から内挿される。すなわち、配管20は、内壁に凹部11を設けず、蓄熱体2が配置されない端部20a,20bの内径を蓄熱体2の外径よりも大きくし、この端部20a,20bにそれぞれ、接続配管30,31の端部が蓄熱体2の端部に当接するように内挿入される。
<Modification 1>
FIG. 4 is a sectional view schematically showing the configuration of the heat storage device 1 according to the first modification. As shown in FIG. 4, in the heat storage device 1 of the present modified example, the connection pipes 30 and 31 in which the end of the heat storage body 2 abuts at least the end of the heat storage body 2 are inserted from both end sides of the pipe 20. .. That is, the pipe 20 does not have the concave portion 11 on the inner wall thereof, and the inner diameter of the end portions 20a and 20b where the heat storage body 2 is not arranged is made larger than the outer diameter of the heat storage body 2, and the connection pipes are connected to the end portions 20a and 20b, respectively. The end portions of 30 and 31 are inserted inside so that they come into contact with the end portions of the heat storage body 2.

これにより、配管20内の蓄熱体2の配置位置は、接続配管30,31によって固定される。なお、図4では、端部20a,20bの内径を蓄熱体2の外径よりも大きくしていたが、端部20a,20bの内径を蓄熱体2の外径と同じにしてもよい。すなわち、配管20の内径を全て同一にしてもよい。この場合であっても、接続配管30,31の端部は、蓄熱体2の端部に当接する必要がある。 Thereby, the arrangement position of the heat storage body 2 in the pipe 20 is fixed by the connection pipes 30 and 31. Although the inner diameters of the end portions 20a and 20b are larger than the outer diameter of the heat storage body 2 in FIG. 4, the inner diameters of the end portions 20a and 20b may be the same as the outer diameter of the heat storage body 2. That is, the inner diameters of the pipes 20 may all be the same. Even in this case, the ends of the connection pipes 30 and 31 need to contact the ends of the heat storage body 2.

本変形例1の構成では、配管10に対する蓄熱体2の圧入ではなく、単なる内挿を行い、接続配管30,31で蓄熱体2の配置位置を位置決めして固定するようにしているので、蓄熱装置1の製造が容易になる。 In the configuration of the first modification, the heat storage body 2 is not press-fitted into the pipe 10 but simply inserted, and the arrangement position of the heat storage body 2 is positioned and fixed by the connection pipes 30 and 31. The manufacture of the device 1 is facilitated.

<変形例2>
次に、変形例2の蓄熱暖房装置101について説明する。図5は、本変形例2の蓄熱暖房装置101の概要構成を示す模式図である。蓄熱暖房装置101は、エンジン103の排熱を蓄熱して車両内を暖房する装置であり、アイドリングストップ車や、ハイブリッド車等に適用した一例を示すものである。
<Modification 2>
Next, the heat storage heating device 101 of the second modification will be described. FIG. 5: is a schematic diagram which shows the schematic structure of the thermal storage heating apparatus 101 of this modification 2. As shown in FIG. The heat storage heating device 101 is a device that heats the exhaust heat of the engine 103 to heat the inside of the vehicle, and shows an example applied to an idling stop vehicle, a hybrid vehicle, and the like.

図5に示すように、蓄熱暖房装置101は、ラジエータ102、エンジン103、ヒータ104及び配管系Lを有する。エンジン103を搭載した車両は、冷却水Wを用いてエンジン103を冷却している。また、エンジン103を搭載した車両は、エンジン103の発熱により加熱された冷却水Wを利用して車内の暖房を行うヒータ104を備えている。ここで、エンジン103から導出される冷却水Wの流路を形成する配管L4(冷却水Wを送出する送出配管)の一部に蓄熱装置1を配置し、加熱された冷却水Wが蓄熱体2の相転移温度を超える場合に冷却水Wから吸熱することによって熱エネルギーを蓄熱体2に蓄熱し、冷却水Wが冷却されて蓄熱体2の相転移温度以下になった場合に、蓄熱体2に蓄熱された熱エネルギーを冷却水Wに放熱し、加熱された冷却水Wを利用して、ヒータ104により車内を暖める。これにより、配管L4上の蓄熱装置1は、定常運転によりエンジン103が稼動しているときに蓄熱し、アイドリングストップなどでエンジンが稼動していないときに放熱してヒータ104により車内を暖めることができる。 As shown in FIG. 5, the heat storage heating device 101 includes a radiator 102, an engine 103, a heater 104, and a piping system L. A vehicle equipped with the engine 103 uses the cooling water W to cool the engine 103. Further, the vehicle equipped with the engine 103 includes a heater 104 that heats the inside of the vehicle by using the cooling water W heated by the heat generation of the engine 103. Here, the heat storage device 1 is arranged in a part of the pipe L4 (the delivery pipe for delivering the cooling water W) that forms the flow path of the cooling water W led out from the engine 103, and the heated cooling water W is stored in the heat storage body. When the temperature exceeds the phase transition temperature of 2, the heat energy is stored in the heat storage body 2 by absorbing heat from the cooling water W, and when the cooling water W is cooled and becomes equal to or lower than the phase transition temperature of the heat storage body 2, the heat storage body The heat energy stored in 2 is released to the cooling water W, and the heated cooling water W is used to warm the interior of the vehicle by the heater 104. As a result, the heat storage device 1 on the pipe L4 stores heat when the engine 103 is operating in steady operation, and radiates heat when the engine is not operating due to idling stop or the like to warm the interior of the vehicle by the heater 104. it can.

ラジエータ102は、配管L12を介して流入した冷却水Wを冷却し、配管L1を介して流量流路調整弁105に導出する。流量流路調整弁105は、導入された冷却水Wを、配管L2を介してポンプ106側に導出する。流量流路調整弁105には、戻りの冷却水Wをラジエータ102を介さずにバイパスさせる配管L11も接続される。流量流路調整弁105は、例えば、サーモスタットバルブであり、導入された冷却水Wが一定温度を超える場合、配管L1側を開にし、冷却水Wをラジエータ102によって冷却させ、導入された冷却水Wが一定温度以下の場合、配管L11側を閉にし、冷却水Wをラジエータ102によって冷却させずにそのまま冷却水Wをポンプ106側に導出し、暖機運転を行わせる。なお、厳密には、流量流路調整弁105は、温度に応じて、ラジエータ102側の配管の開度及びラジエータ102をバイパスする配管側の開度を調整する。また、冷却水Wは、熱を移動させ熱源であるエンジンを冷却するための流体である熱媒体の一例である。 The radiator 102 cools the cooling water W that has flowed in via the pipe L12, and guides it to the flow rate flow control valve 105 via the pipe L1. The flow passage adjustment valve 105 guides the introduced cooling water W to the pump 106 side via the pipe L2. A pipe L11 that bypasses the returned cooling water W without passing through the radiator 102 is also connected to the flow rate flow control valve 105. The flow passage control valve 105 is, for example, a thermostat valve. When the introduced cooling water W exceeds a certain temperature, the pipe L1 side is opened, the cooling water W is cooled by the radiator 102, and the introduced cooling water is supplied. When W is equal to or lower than a certain temperature, the pipe L11 side is closed, the cooling water W is led to the pump 106 side without cooling the cooling water W by the radiator 102, and the warm-up operation is performed. Strictly speaking, the flow rate flow control valve 105 adjusts the opening of the pipe on the radiator 102 side and the opening of the pipe bypassing the radiator 102 according to the temperature. The cooling water W is an example of a heat medium that is a fluid for moving heat to cool the engine that is the heat source.

ポンプ106は、導入された冷却水Wを、配管L3を介してエンジン103側に圧送する。エンジン103によって加熱された冷却水Wは、配管L4を介してヒータ104側に導出される。また、エンジン103によって加熱された冷却水Wは、配管L4から分岐した配管L10を介してラジエータ102側又は流量流路調整弁105側に戻される。配管L10は、配管L12と配管L11とに分岐して接続される。 The pump 106 pumps the introduced cooling water W to the engine 103 side via the pipe L3. The cooling water W heated by the engine 103 is led out to the heater 104 side via the pipe L4. In addition, the cooling water W heated by the engine 103 is returned to the radiator 102 side or the flow rate flow control valve 105 side via the pipe L10 branched from the pipe L4. The pipe L10 is branched and connected to a pipe L12 and a pipe L11.

配管L4は、開閉弁107を介して配管L7に接続される。配管L4には、蓄熱装置1が挿入される。配管L7を通る冷却水Wは、熱交換器であるヒータ104内に導入される。また、ヒータ104内に導入された冷却水Wの熱は、ヒータ104により熱交換されて車内に放出される。ヒータ104によって熱交換された後の冷却水Wは、配管L8、開閉弁108及び配管L6を介して配管L2に導出される。また、開閉弁107,108間には冷却水Wをバイパスする配管L5が設けられている。ヒータ104を加熱する場合には、開閉弁107が配管L7側を開にするとともに、開閉弁108が配管L8側を開にして、冷却水Wをヒータ104に導出する。一方、ヒータ104を加熱せずに、蓄熱装置1が蓄熱を維持する場合には、開閉弁107が配管L5側を開にするとともに、開閉弁108が配管L5側を開にする。こうすることにより、冷却水Wは、ヒータ104側に導出せずに配管L5にバイパスされる。 The pipe L4 is connected to the pipe L7 via the opening/closing valve 107. The heat storage device 1 is inserted into the pipe L4. The cooling water W passing through the pipe L7 is introduced into the heater 104 which is a heat exchanger. Further, the heat of the cooling water W introduced into the heater 104 is heat-exchanged by the heater 104 and is released into the vehicle. The cooling water W that has undergone heat exchange by the heater 104 is led to the pipe L2 via the pipe L8, the on-off valve 108, and the pipe L6. A pipe L5 that bypasses the cooling water W is provided between the on-off valves 107 and 108. When heating the heater 104, the opening/closing valve 107 opens the pipe L7 side, and the opening/closing valve 108 opens the pipe L8 side to guide the cooling water W to the heater 104. On the other hand, when the heat storage device 1 maintains heat storage without heating the heater 104, the opening/closing valve 107 opens the pipe L5 side and the opening/closing valve 108 opens the pipe L5 side. By doing so, the cooling water W is bypassed to the pipe L5 without being led to the heater 104 side.

コントローラ110は、開閉弁107,108の開閉制御を行う。コントローラ110の制御により、通常暖房モードと蓄熱循環モードとの切り替えを行う。通常暖房モードでは、冷却水Wは、配管L5を介さず、ヒータ104を介した暖房循環流路RBを流れる。蓄熱循環モードでは、冷却水は、ヒータ104を介さず、配管L5を介した蓄熱循環流路RAを流れる。特に、エンジン103の暖機運転後の定常運転に移行した場合には、コントローラ110は、開閉弁107,108の配管L5側を開にし、配管L4に対して、加熱された冷却水Wからの吸熱による配管L4の蓄熱を行わせる蓄熱循環モードを実行する。 The controller 110 controls opening/closing of the opening/closing valves 107 and 108. Under the control of the controller 110, the normal heating mode and the heat storage circulation mode are switched. In the normal heating mode, the cooling water W flows through the heating circulation flow path RB via the heater 104 without passing through the pipe L5. In the heat storage circulation mode, the cooling water flows through the heat storage circulation flow path RA via the pipe L5 without passing through the heater 104. In particular, when the engine 103 shifts to the steady operation after the warm-up operation, the controller 110 opens the pipe L5 side of the on-off valves 107 and 108, and the pipe L4 is supplied with the heated cooling water W. A heat storage circulation mode for storing heat in the pipe L4 by absorbing heat is executed.

なお、配管L5が設けられる場合、配管L6も、蓄熱装置1を挿入することが好ましい。これにより、さらに蓄熱量を増大させることができる。また、冷却水Wは、熱冷媒の一例であり、冷却水Wには凍結防止剤が含まれる場合がある。なお、凍結防止剤が含まれた冷却水Wは、水の沸点よりも高い沸点となる。また、ヒータ104には、図示しない送風ファンが設けられ、暖房時に、送風ファンが駆動し、車内に温風が流れる。 In addition, when the pipe L5 is provided, it is preferable to insert the heat storage device 1 also in the pipe L6. As a result, the heat storage amount can be further increased. Moreover, the cooling water W is an example of a thermal refrigerant, and the cooling water W may contain an antifreezing agent. The cooling water W containing the antifreezing agent has a boiling point higher than that of water. Further, the heater 104 is provided with a blower fan (not shown), and the blower fan is driven during heating so that warm air flows in the vehicle.

本変形例2の構成では、蓄熱装置1が、定常運転によりエンジン103が稼動しているときに蓄熱し、アイドリングストップなどでエンジン103が稼動していないときに放熱してヒータ104により車内を暖めるようにしているので、エンジン103の排熱を適時に有効利用してエネルギー効率を高めることができる。 In the configuration of the second modification, the heat storage device 1 stores heat when the engine 103 is operating in steady operation, and radiates heat when the engine 103 is not operating due to idling stop or the like to warm the interior of the vehicle by the heater 104. Therefore, the exhaust heat of the engine 103 can be effectively utilized in a timely manner to improve energy efficiency.

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態及び変形例について説明したが、本実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 Although the embodiment and the modified example to which the invention made by the present inventors is applied have been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings which form part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. Absent. That is, all other embodiments, examples, operation techniques and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are included in the scope of the present invention.

1 蓄熱装置
2 蓄熱体
3 流路
10,20,L1〜L8,L10〜L12 配管
10a 入口配管
10b出口配管
11 凹部
20a,20b 端部
30,31 接続配管
101 蓄熱暖房装置
102 ラジエータ
103 エンジン
104 ヒータ
105 流量流路調整弁
106 ポンプ
107,108 開閉弁
110 コントローラ
L 配管系
RA 蓄熱循環流路
RB 暖房循環流路
W 冷却水
1 Heat Storage Device 2 Heat Storage Body 3 Flow Paths 10, 20, L1 to L8, L10 to L12 Piping 10a Inlet Piping 10b Outlet Piping 11 Recesses 20a, 20b Ends 30, 31 Connection Piping 101 Heat Storage Heating Device 102 Radiator 103 Engine 104 Heater 105 Flow rate control valve 106 Pumps 107, 108 Open/close valve 110 Controller L Piping system RA Heat storage circulation flow path RB Heating circulation flow path W Cooling water

Claims (7)

熱媒体の流路を形成する配管と、
前記配管に比して高弾性の固体固体相転移蓄熱材で形成され、前記熱媒体の流路が複数形成された蓄熱体と、
を備え、前記蓄熱体は、前記配管内に圧入されることを特徴とする蓄熱装置。
Piping for forming the flow path of the heat medium,
A heat storage body formed of a solid-solid phase transition heat storage material having a higher elasticity than the pipe, and a plurality of flow paths of the heat medium are formed,
The heat storage device is characterized in that the heat storage body is press-fitted into the pipe.
前記配管は、前記蓄熱体が内挿される内壁部分に前記蓄熱体が係合する凹部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の蓄熱装置。 The heat storage device according to claim 1, wherein the pipe has a recess formed in an inner wall portion in which the heat storage body is inserted, the recess being engaged with the heat storage body. 前記蓄熱体の端部は、少なくとも前記蓄熱体の端部に当接する接続配管が前記配管の両端部側から内挿されることを特徴とする請求項1に記載の蓄熱装置。 The heat storage device according to claim 1, wherein at least an end portion of the heat storage body has a connection pipe that is in contact with at least an end portion of the heat storage body and is inserted from both end sides of the pipe. 前記蓄熱体は、樹脂製基材に固体固体相転移蓄熱材が混入されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の蓄熱装置。 The heat storage device according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat storage body has a resin-made base material mixed with a solid-solid phase transition heat storage material. 前記蓄熱体は、熱伝導性部材が混入されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の蓄熱装置。 The heat storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat storage member is mixed with a heat conductive member. 前記熱媒体は冷却水であり、
前記固体固体相転移蓄熱材の相転移温度は、所定温度から当該所定温度よりも高い前記冷却水の沸点までの間にあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の蓄熱装置。
The heat medium is cooling water,
The phase transition temperature of the solid-solid phase transition heat storage material is between a predetermined temperature and a boiling point of the cooling water that is higher than the predetermined temperature, according to any one of claims 1 to 5. Heat storage device.
前記熱媒体の熱を利用してヒータにより移動体内を暖める蓄熱暖房装置であって、
少なくとも前記移動体のエンジンから前記ヒータに前記熱媒体を送出する送出配管の一部に、請求項1〜6のいずれか一つに記載の蓄熱装置を介在させたことを特徴とする蓄熱暖房装置。
A heat storage heating device for warming the inside of a moving body by a heater using the heat of the heat medium,
A heat storage heating device, wherein the heat storage device according to any one of claims 1 to 6 is interposed in at least a part of a delivery pipe that delivers the heat medium from the engine of the moving body to the heater. ..
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