JP2538302Y2 - 内燃機関の潤滑油加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、自動車内燃機関の始動時に潤滑油を急速
に加熱する加熱装置に関する。

従来の技術 寒冷地では内燃機関の始動直後の潤滑油は油温が低く
粘性が高いために、内燃機関の始動が困難な場合が多
い。このため、例えば、特開昭58-74817号公報に示され
るように、内燃機関の始動時に潤滑油を急速に加熱する
種々の装置が提案されている。この公報に示される加熱
装置では、ヒートパイプ内の作動流体を蓄熱材で加熱し
て気化させ、気化上昇させた作動流体を液化させる際に
発生する放熱作用によって潤滑油を加熱することができ
る。高温の潤滑油により蓄熱材を溶解して蓄熱し、蓄熱
材の凝固潜熱を利用して潤滑油を加熱できる酢酸ナトリ
ウム塩及びチオ硫酸ナトリウム塩等の溶融塩を蓄熱材と
して使用できる。酢酸ナトリウム塩が相変化を生ずる溶
解点は58℃で、チオ硫酸ナトリウム塩が相変化を生ずる
溶解点は48℃である。蓄熱材は高温時の潤滑油から熱を
吸収して溶解し蓄熱するが、溶解点以下の温度では発熱
して潤滑油を加熱する。前記公報に示される加熱装置で
は、容器であるオイルパンの内部に収容された蓄熱材を
内燃機関始動時に発熱させて潤滑油を急速に加熱する。

考案が解決しようとする課題 前記公報に示される加熱装置では、蓄熱材が溶解点に
達するまで、蓄熱材により潤滑油を急速に加熱できる
が、蓄熱材が溶解点に達すると蓄熱材は加熱領域から吸
熱領域に変化する。このため、潤滑油を加熱すべき目標
温度より蓄熱材の溶解点が低いと、溶解点より高い目標
温度に達する前に吸熱作用が発生して、加熱作用が減殺
されて油温上昇が遅れ、内燃機関の始動時から所定油温
に達するまでの暖気時間を短縮できない問題がある。即
ち、内燃機関作動後に80℃以上の温度、例えば100℃程
度まで潤滑油を急激に加熱するとき、溶解点以上の温度
では蓄熱材の吸熱によって減温作用が発生して、油温の
効率的な急速上昇が阻害される。また、前記公報に示さ
れる加熱装置では、ヒートパイプを通して潤滑油に熱を
伝達するため、ヒートパイプから放熱され、効率的な急
速加熱が阻害される欠点もある。

この考案は、内燃機関始動時に潤滑油を急速に加熱で
きる潤滑油の加熱装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この考案による潤滑油の加熱装置は、潤滑油（12）を
貯蔵する容器（10）と、容器（10）の外部に配置された
蓄熱器（20）と、蓄熱器（20）内に配設された熱交換コ
ア（24）と、容器（10）と蓄熱器（20）の熱交換コア
（24）の内部とを接続する供給管（21）及び戻し管（2
7）と、供給管（21）に設けられかつ加熱制御装置に連
結されたオイルポンプ（22）と、蓄熱器（20）に設けら
れた発熱起動装置（30）とを備え、潤滑油（12）の温度
に応じてオイルポンプ（22）の作動を制御する。この内
燃機関の潤滑油加熱装置では、熱交換コア（24）の外側
に溶融塩（26）を充填し、発熱起動装置（30）に発核部
材（31）を取付ける。内燃機関の始動前に、発核部材
（31）により溶融塩（26）を物理的に刺激して溶融塩
（26）を発熱させると共に、オイルポンプ（22）を作動
させて、容器（10）内の潤滑油（12）を熱交換コア（2
4）内に循環させて溶融塩（26）の凝固熱により潤滑油
（12）を加熱する。内燃機関を始動して潤滑油（12）が
溶融塩（26）の融点を越えて加熱されるときオイルポン
プ（22）の作動を停止する。

作用 内燃機関の始動前に、オイルポンプ（22）を作動する
と共に、蓄熱器（20）のハウジング（23）内に充填され
た液状の溶融塩（26）を発熱起動装置（30）の発核部材
（31）により物理的に刺激する。オイルポンプ（22）の
作動により容器（10）内の潤滑油（12）は供給管（21）
及びオイルポンプ（22）を通じてハウジング（23）内に
導入されると同時に、液状の溶融塩（26）は、発核部材
（31）の物理的刺激により凝固の際に発熱する。このた
め、熱交換コア（24）を循環する潤滑油（12）は溶融塩
（26）の凝固熱により加熱される。加熱された潤滑油
（12）はハウジング（23）から戻し管（27）を通って容
器（10）に戻される。

内燃機関を始動すると、内燃機関から発生する熱によ
り容器（10）の内部の潤滑油が更に加熱される。内燃機
関の作動により容器（10）内の潤滑油（12）が例えば80
℃程度の温度加熱されると、固化している溶融塩（26）
は潤滑油（12）から熱を奪って吸熱する作用が発生す
る。そこで、蓄熱器（20）を容器（10）の外部に個別に
設置すると共に、溶融塩（26）が発熱作用から吸熱作用
に転移する時点で、加熱制御装置によりオイルポンプ
（22）の作動を停止する。従って、オイルポンプ（22）
の作動停止後は、吸熱作用による影響がなく、内燃機関
が発生する熱により容器（10）内の潤滑油（12）を引き
続き加熱することができる。

実施例 以下、この考案による内燃機関の潤滑油加熱装置の実
施例を第１図及び第２図について説明する。

図示のように、この考案による内燃機関の潤滑油加熱
装置は、上部オイルパン10Aと、上部オイルパン10Aの下
方に配置された下部オイルパン10Bとの組み合わせた構
造を有しかつ潤滑油12を貯蔵する容器としてのオイルパ
ン10と、オイルパン10の外部にかつオイルパン10の近傍
に別体で配置された蓄熱器20と、下部オイルパン10Bと
蓄熱器20のハウジング23の内部とを接続する供給管21及
び戻し管27と、供給管21に設けられかつ図示しない加熱
制御装置に接続されたオイルポンプ22とを備えている。
オイルポンプ22の作動を制御する加熱制御装置はマイク
ロコンピュータによる車載の中央制御装置（CPU）で構
成される。オイルポンプ22の作動又は作動停止により、
潤滑油12を供給管21を通して蓄熱器20へ圧送し又は供給
を停止できる。

蓄熱器20の断熱構造を有するハウジング23内には熱交
換用の熱交換コア24が収容され、供給管21及び戻し管27
は熱交換コア24の内側に連絡し、ハウジング23の内部で
熱交換コア24の外側に溶融塩26が充填される。熱交換コ
ア24は、多数のパイプを等間隔に接合して配置した並列
パイプ形又はパイプを螺旋状に形成した環状パイプ形の
構造を使用できるが、本実施例では、複数のプレート25
をスペーサ25aを介して多段に積層し結合した構造で、
オイルポンプ22の作動により下部オイルパン10Bから熱
交換コア24に圧送された潤滑油12はプレート25の間を流
通する。

第２図に示すように、蓄熱器20のハウジング23に接続
された発熱起動装置30は、ハウジング23内の溶融塩26に
先端を浸漬させた細い棒状の発核部材31を有する。蓄熱
器20のハウジング23内に充填された溶融塩26は常温下で
液状である。加熱制御装置からリード線32に通電して、
発核部材31により例えば振動等の機械的刺激を溶融塩26
に与えて物理的に刺激して、溶融塩26が発熱される。下
部オイルパン10Bから供給管21、オイルポンプ22を通り
ハウジング23内に供給された潤滑油12は、熱交換コア24
内を循環しながら溶融塩26との熱交換により加熱され
る。加熱された潤滑油12は戻し管27を通して下部オイル
パン10Bに戻される。

この考案による内燃機関の潤滑油加熱装置の作動の際
に、内燃機関の始動前にオイルポンプ22を作動させると
共に、発熱起動装置30への通電で棒状の発核部材31によ
り溶融塩26を物理的に刺激する。オイルポンプ22の作動
により下部オイルパン10B内の潤滑油12は供給管21及び
オイルポンプ22を通じてハウジング23内に導入されると
同時に、液化状態の溶融塩26は、発核部材31の物理的刺
激により凝固の際に発熱する。このため、熱交換コア24
を循環する潤滑油12は溶融塩26の凝固熱により加熱され
る。加熱された潤滑油12はハウジング23から戻し管27を
通って下部オイルパン10Bに戻される。

そこで、内燃機関を始動すると、内燃機関から発生す
る熱によりオイルパン10の内部の潤滑油が更に加熱され
る。内燃機関の作動によりオイルパン10内の潤滑油12が
例えば80℃程度の温度加熱されると、固化している溶融
塩26は潤滑油12から熱を奪って吸熱する作用が発生し、
吸熱作用により溶融塩26は液状に溶解して蓄熱する。内
燃機関の作動による急速暖気が要求される場合、溶融塩
26の溶解で潤滑油12の熱を奪うと加熱が阻止される不都
合が生じる。そこで、本実施例では、蓄熱器20をオイル
パン10の外部に個別に設置すると共に、溶融塩26が発熱
作用から吸熱作用に転移する時点で、加熱制御装置によ
りオイルポンプ22の作動を停止する。従って、オイルポ
ンプ22の作動停止後は、吸熱作用による影響がなく、内
燃機関が発生する熱によりオイルパン10内の潤滑油12を
引き続き加熱することができる。

この考案の実施例は変更が可能である。例えば、容器
としてオイルパン10を使用する代わりに、自動変速機の
潤滑油ケースを使用することができる。

考案の効果 前記のように、この考案による内燃機関の潤滑油加熱
装置では、蓄熱器を容器の外部に個別に設置すると共
に、溶融塩が発熱作用から吸熱作用に転移する時点で、
加熱制御装置によりオイルポンプの作動を停止する。従
って、オイルポンプの作動停止後は、吸熱作用による影
響がなく、内燃機関が発生する熱により容器内の潤滑油
を引き続き加熱することができるため、燃費を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案による内燃機関の潤滑油加熱装置の
実施例を示す断面図、第２図は第１図の潤滑油加熱装置
に使用する発熱起動装置の部分断面図である。 10……オイルパン（容器）、12……潤滑油、20……蓄熱
器、21……供給管、22……オイルポンプ、23……断熱ハ
ウジング、24……熱交換コア、26……溶融塩、27……戻
し管、30……発熱起動装置、31……発核部材

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】潤滑油（12）を貯蔵する容器（10）と、容
   器（10）の外部に配置された蓄熱器（20）と、蓄熱器
   （20）内に配設された熱交換コア（24）と、容器（10）
   と蓄熱器（20）の熱交換コア（24）の内部とを接続する
   供給管（21）及び戻し管（27）と、供給管（21）に設け
   られかつ加熱制御装置に連結されたオイルポンプ（22）
   と、蓄熱器（20）に設けられた発熱起動装置（30）とを
   備え、潤滑油（12）の温度に応じてオイルポンプ（22）
   の作動を制御する内燃機関の潤滑油加熱装置において、 熱交換コア（24）の外側に溶融塩（26）を充填し、 発熱起動装置（30）に発核部材（31）を取付け、 内燃機関の始動前に、発核部材（31）により溶融塩（2
   6）を物理的に刺激して溶融塩（26）を発熱させると共
   に、オイルポンプ（22）を作動させて、容器（10）内の
   潤滑油（12）を熱交換コア（24）内に循環させて溶融塩
   （26）の凝固熱により潤滑油（12）を加熱し、 内燃機関を始動して潤滑油（12）が溶融塩（26）の融点
   を越えて加熱されるときオイルポンプ（22）の作動を停
   止することを特徴とする内燃機関の潤滑油加熱装置。