JP3903837B2

JP3903837B2 - 蓄熱タンク

Info

Publication number: JP3903837B2
Application number: JP2002124318A
Authority: JP
Inventors: 貞久鬼丸; 敏夫森川; 鉱一坂
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: JP2003312238A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を保温貯蔵する蓄熱タンクに関するもので、車両用エンジンの冷却水を保温貯蔵する車両用蓄熱タンクに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
車両用蓄熱タンクとして、例えば特開平１０−７１８４０号公報に記載の発明では、流入口近傍に多数個の穴が設けられた混合防止板を設けて、タンク内に吹き出す噴流によりタンク内の冷却水が撹拌されて強制対流してしまうことを抑制してタンク内の温水と冷水とが混合してしまうことを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、タンク本体の内側と外側とを連通させるタンク口部の内径寸法に比べて混合防止板の外径寸法が大きいため、タンク口部から混合防止板をタンク本体内に挿入することができない。
【０００４】
このため、タンク本体を製造する前にタンク本体内に混合防止板を組み込んで固定しておく必要があるので、タンク本体の製造工数が増加する。
【０００５】
また、製造後、混合防止板をタンク本体内から取り出すことができないので、混合防止板を交換する等の修理を行うことができない。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、タンク内の流体が撹拌されてしまうことを防止しつつ、タンク本体の製造や蓄熱タンクの修理を容易にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、流体を保温貯蔵し、貯蔵した流体を外に流出する蓄熱タンクであって、流体を保温貯蔵する空間（２ａ）を構成するとともに、この空間（２ａ）の下方に位置し、この空間（２ａ）の内側と外側とを連通させるタンク口部（２ｄ）を有するタンク本体（２）と、一端側がタンク口部（２ｄ）と連通し、かつ、他端側がタンク本体（２）内に位置した状態で閉塞された筒体（５ａ）を有し、筒体（５ａ）の内側と空間（２ａ）内とを連通させる連通部（５ｅ）が形成された混合防止筒（５）とを備え、筒体（５ａ）の他端側は空間（２ａ）の上方側に位置するとともに、連通部（５ｅ）は空間（２ａ）の下方側に位置し、流体が、タンク口部（２ｄ）から筒体（５ａ）内に流入し、筒体（５ａ）内を上下方向に蛇行して流れた後、連通部（５ｅ）から空間（２ａ）内に流入するようになっており、さらに、混合防止筒（５）のうち長手方向と直交する方向に計った外形寸法（ｄ）は、混合防止筒（５）をタンク口部（２ｄ）から挿入することができ得る寸法に設定されていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明では、流体を保温貯蔵し、貯蔵した流体を外に流出する蓄熱タンクであって、流体を保温貯蔵する空間（２ａ）を構成するとともに、この空間（２ａ）の内側と外側とを連通させるタンク口部（２ｄ）を有するタンク本体（２）と、一端側がタンク口部（２ｄ）と連通し、かつ、他端側がタンク本体（２）内に位置した状態で閉塞された筒体（５ａ）を有し、筒体（５ａ）の内側と空間（２ａ）内とを連通させる連通部（５ｅ）が形成された混合防止筒（５）とを備え、筒体（５ａ）の内側には、筒体（５ａ）内を互いに連通する複数個の空間に区画する区画部材（５ｂ〜５ｄ）が設けられており、筒体（５ａ）には、タンク本体（２）内に流入する流体が流れ、さらに、混合防止筒（５）のうち長手方向と直交する方向に計った外形寸法（ｄ）は、混合防止筒（５）をタンク口部（２ｄ）から挿入することができ得る寸法に設定されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、容易に混合防止筒（５）をタンク本体（２）に組み付け固定することができる。
【０００９】
したがって、タンク本体（２）内の流体が撹拌されてしまうことを防止しつつ、タンク本体（２）を容易に製造することができるので、蓄熱タンクの製造原価低減を図りつつ、蓄熱タンクの修理を容易に行うことができる。
【００１０】
請求項８に記載の発明では、連通部（５ｅ）は、多数個の孔からなるメッシュ構造体又は多孔体により構成されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、空間（２ａ）内に吹き出す流体の流速を確実に低下させることができるので、タンク本体（２）内の流体が撹拌されてしまうことを確実に防止できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、連通部（５ｅ）は、空間（２ａ）の下方側に位置していることを特徴とする。
【００１３】
これにより、低温の流体が空間（２ａ）の上方側に流入してしまうことを防止できるので、空間（２ａ）内の流体が対流してしまうことを抑制できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、筒体（５ａ）の内側には、筒体（５ａ）内を互いに連通する複数個の空間に区画する区画部材（５ｂ〜５ｄ）が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、空間（２ａ）内に吹き出す流体の流速を確実に低下させることができるので、タンク本体（２）内の流体が撹拌されてしまうことを確実に防止できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、筒体（５ａ）の内側には、筒体（５ａ）内を流れる流体が蛇行するように筒体（５ａ）内を互いに連通する複数個の空間に区画する区画部材（５ｂ〜５ｄ）が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、空間（２ａ）内に吹き出す流体の流速を確実に低下させることができるので、タンク本体（２）内の流体が撹拌されてしまうことを確実に防止できる。
【００１８】
なお、請求項６に記載の発明のごとく、区画部材（５ｂ〜５ｄ）を筒体（５ａ）の軸方向と略平行な方向に延びる筒状に形成し、さらに、区画部材（５ｂ〜５ｄ）に区画部材（５ｂ〜５ｄ）により区画された空間と空間とを連通させる連通部（５ｆ）を構成するとともに、この区画部材（５ｂ〜５ｄ）に形成された連通部（５ｆ）を多数個の孔からなるメッシュ構造体又は多孔体により構成してもよい。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、筒体（５ａ、５ｂ）内のうち連通部（５ｅ、５ｆ）と異なる部位であって、流体が流通する部位には、複数個の孔が形成されたプレート（５ｊ）が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、連通部（５ｅ）から空間（２ａ）内に流入する流体の流速を確実に低下させることができるので、連通部（５ｅ）から空間（２ａ）内に流入する流体の噴流によりタンク本体（２）内の流体が撹拌されることを確実に防止できる。
【００２１】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る蓄熱タンク１を車両用冷却水回路の蓄熱タンクに適用したものであって、蓄熱タンク１は、冷却水回路中に設けられて走行用エンジンの冷却水を保温貯蔵するタンク手段である。
【００２３】
図１は蓄熱タンク１の模式図であり、図２はタンク本体２単体の模式図であり、図３は混合防止筒５の模式図である。
【００２４】
そして、タンク本体２は、図１、２に示すように、冷却水が保温貯蔵される空間２ａを構成するものであり、このタンク本体２は、耐食性に優れた材質（本実施形態ではステンレス）製の内側タンク部２ｂと外側タンク部２ｃとからなる二重タンク構造である。なお、両タンク部２ｂ、２ｃの間は、断熱層を形成すべく、略真空に保たれている。
【００２５】
また、タンク本体２の下方側部位には、両タンク部２ｂ、２ｃを貫通してタンク本体２内外を連通させてタンク口部２ｄを形成するパイプ部材３が両タンク部２ｂ、２ｃに接合されている。なお、本実施形態では、パイプ部材３も両タンク部２ｂ、２ｃと同じ材質であり、パイプ部材３は溶接にて両タンク部２ｂ、２ｃに接合されている。
【００２６】
そして、パイプ部材３内には、図１に示すように、タンク口部２ｄを閉塞するとともに、タンク本体２内に流入する冷却水の流入通路４ａ、及びタンク本体２内から流出する冷却水の流出通路４ｂが設けられた蓋４が、Ｏリングやガスケット等の液密に隙間を密閉するシール手段を介して装着されている。
【００２７】
なお、本実施形態では、蓋４を断熱性に優れた材質（例えば、ナイロン系の樹脂）にて構成するとともに、蓄熱タンク１に接続される配管を接属するための接続パイプ部４ｃ、４ｄを一体形成している。
【００２８】
因みに、図１では、ウォータポンプ１０の吐出口が接続パイプ部４ｄに直接に接続されているように記載されているが、これは、ウォータポンプ１０と蓄熱タンク１との接続関係を示すもので、必ずしも、ウォータポンプ１０の吐出口を接続パイプ部４ｄに直接に接続することのみを示すものではない。
【００２９】
また、蓋４には、図３に示すように、タンク本体２の上方側からタンク本体２内の冷却水を取り込んで流出通路４ｂに導入するための吐出パイプ４ｅ、及び流入通路４ａからタンク本体２内に流入する流体の流速を低下させてタンク本体２内に残存する冷却水と新たに流入した冷却水とが混合してしまうことを防止する混合防止筒５が一体化されている。
【００３０】
ここで、混合防止筒５は、一端側がタンク口部２ｄ、つまり流入通路４ａと連通し、かつ、他端側がタンク本体２内に位置した状態で閉塞された円筒状の第１筒体５ａ、及び第１筒体５ａ内において第１筒体５ａと略同軸状に配置された円筒状の第２筒体５ｂ等からなるもので、第２筒体５ｂは、第１筒体５ａ内を互いに連通する複数個に空間に区画する区画部材をなすものである。
【００３１】
そして、第１筒体５ａの側壁のうち空間２ａの下方側、つまりタンク本体２の下方側に対応する部位には、第１筒体５ａの内側と空間２ａ内とを連通させる連通部５ｅが形成され、一方、第２筒体５ｂの上端側には、その上端が閉塞された状態で、第１筒体５ａに形成された連通部５ｅと同一構造を有して第１筒体５ａ内と第２筒体５ｂ内とを連通させる連通部５ｆが形成されている。
【００３２】
このため、混合防止筒５内に流入した冷却水は、冷却水が上下方向に蛇行して連通部５ｅからタンク本体２、つまり空間２ａ内に流入する。
【００３３】
なお、連通部５ｅ及び連通部５ｆは、本実施形態では、多数個の孔からなるメッシュ構造体又は多孔体により構成され、第１筒体５ａ及び第２筒体５ｂは、蓋４と同様に樹脂である。
【００３４】
さらに、本実施形態では、第１筒体５ａの外径寸法ｄをタンク口部２ｄの内径寸法Ｄ（図２参照）より小さくすることで、混合防止筒５のうち長手方向と直交する方向に計った外形寸法を、混合防止筒５をタンク口部２ｄから挿入することができ得る寸法に設定している。
【００３５】
次に、本実施形態に係る蓄熱タンク１の作動を述べる（図１参照）。
【００３６】
流入通路４ａに冷却水が流れ込むと、この流れ込んだ冷却水は、第２筒体５ｂ内を下から上に向けて流れて上端側に形成された連通部５ｆから第１筒体５ａ内に流入する。
【００３７】
第１筒体５ａの上端側は閉塞されているため、第１筒体５ａに流入した冷却水は、第１筒体５ａ内を上から下に向けて流れて第１筒体５ａの下方側に形成された連通部５ｅから空間２ａ内に流入する。
【００３８】
このとき、連通部５ｅから空間２ａ内に流入する冷却水は、混合防止筒５内で蛇行することにより十分に流速が低下しているため、連通部５ｅから空間２ａ内に流入する冷却水の噴流によりタンク本体２内の冷却水が撹拌されることはない。
【００３９】
一方、タンク本体２内に残存していた冷却水は、連通部５ｅから空間２ａ内に流入した流量分だけ、押し出されるように吐出パイプ４ｅ内に流れ込み、蓄熱タンク１外に流出する。
【００４０】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００４１】
本実施形態では、混合防止筒５のうち長手方向と直交する方向に計った外形寸法を、混合防止筒５をタンク口部２ｄから挿入することができ得る寸法に設定しているので、図３に示す蓋４と一体となった混合防止筒５をタンク口部２ｄから挿入することで、容易に混合防止筒５をタンク本体２に組み付け固定することができる。
【００４２】
したがって、タンク本体２内の冷却水が撹拌されてしまうことを防止しつつ、タンク本体２を容易に製造することができるので、蓄熱タンク１の製造原価低減を図りつつ、蓄熱タンク１の修理を容易に行うことができる。
【００４３】
また、連通部５ｅが空間２ａの下方側に位置しているので、低温の冷却水が空間２ａの上方側に流入してしまうことを防止でき、空間２ａ内の冷却水が対流してしまうことを抑制できる。
【００４４】
（第２実施形態）
本実施形態は、図４に示すように、第１実施形態（図１参照）に対して、第２筒体５ｂを廃止したものである。
【００４５】
そして、本実施形態においても、混合防止筒５、つまり第１筒体５ａ内に流入した噴流は、第１筒体５ａの上端に衝突するようにして第１筒体５ａ内を蛇行して連通部５ｅから空間２ａ内に流入するので、タンク本体２内の冷却水が撹拌されてしまうことを防止しつつ、タンク本体２の製造を容易にすることができる。
【００４６】
（第３実施形態）
本実施形態は、図５に示すように、第１実施形態（図１参照）に対して、第３、４筒体５ｃ、５ｄを第１筒体５ａ内に追加することにより、混合防止筒５、つまり第１筒体５ａ内で蛇行する冷却水のＵターン回数を増大させたものである。
【００４７】
なお、混合防止筒５内で冷却水を確実に蛇行させるために、筒体で区画された空間と空間とを連通させる連通部５ｅ〜５ｈが互いに対向しないように、交互に上下位置を交代させている。
【００４８】
これにより、空間２ａ内に吹き出す冷却水の流速を確実に低下させることができるので、タンク本体２内の冷却水が撹拌されてしまうことを確実に防止できる。
【００４９】
（第４実施形態）
本実施形態は、図６に示すように、第１筒体５ａの内側にある第２筒体５ｂの上端側を開放することにより連通部５ｆを構成したものである。
【００５０】
なお、本実施形態は、第３実施形態に対しても適用することができることは、言うまでもない。
【００５１】
（第５実施形態）
本実施形態は、図７に示すように、第１、２筒体５ａ、５ｂ内のうち連通部５ｅ、５ｆと異る部位であって冷却水が流通する部位に、複数個の孔が形成されたプレート５ｊを設けたものである。
【００５２】
これにより、連通部５ｅから空間２ａ内に流入する冷却水の流速を確実に低下させることができるので、連通部５ｅから空間２ａ内に流入する冷却水の噴流によりタンク本体２内の冷却水が撹拌されることを確実に防止できる。
【００５３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、両タンク部２ｂ、２ｃの間を略真空としたが、両タンク部２ｂ、２ｃの間に輻射熱が伝わることを防止する銅製の輻射熱伝熱防止部材を配置してもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、筒体５ａ〜５ｄを円筒状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、角筒等のその他の筒形状であってもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、連通部５ｆ〜５ｈが交互に上端側位置と下端側位置とを交代させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、連通部５ｅ以外の連通部５ｆ〜５ｈについては、上端側又は下端側からずれた位置に設けてもよい。
【００５６】
また、上述の実施形態では、連通部５ｅ〜５ｈを多数個の孔からなるメッシュ構造体又は多孔体により構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、鎧窓状等の流速を低下させることができる構造であれば、その具体的な構造は問わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蓄熱タンクの模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタンク本体の模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る混合防止筒の模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蓄熱タンクの模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る混合防止筒の模式図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る混合防止筒の模式図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る混合防止筒の模式図である。
【符号の説明】
１…蓄熱タンク、２…タンク本体、２ｄ…タンク口部２ｄ、
３…パイプ部材、４…蓋、４ａ…流入通路、４ｂ…流出通路、
５…混合防止筒、５ａ…第１筒体、５ｂ…第２筒体、５ｅ、５ｆ…連通部。

Claims

流体を保温貯蔵し、貯蔵した流体を外に流出する蓄熱タンクであって、
流体を保温貯蔵する空間（２ａ）を構成するとともに、この空間（２ａ）の下方に位置し、この空間（２ａ）の内側と外側とを連通させるタンク口部（２ｄ）を有するタンク本体（２）と、
一端側が前記タンク口部（２ｄ）と連通し、かつ、他端側が前記タンク本体（２）内に位置した状態で閉塞された筒体（５ａ）を有し、前記筒体（５ａ）の内側と前記空間（２ａ）内とを連通させる連通部（５ｅ）が形成された混合防止筒（５）とを備え、
前記筒体（５ａ）の他端側は前記空間（２ａ）の上方側に位置するとともに、前記連通部（５ｅ）は前記空間（２ａ）の下方側に位置し、
流体が、前記タンク口部（２ｄ）から前記筒体（５ａ）内に流入し、前記筒体（５ａ）内を上下方向に蛇行して流れた後、前記連通部（５ｅ）から前記空間（２ａ）内に流入するようになっており、
さらに、前記混合防止筒（５）のうち長手方向と直交する方向に計った外形寸法（ｄ）は、前記混合防止筒（５）を前記タンク口部（２ｄ）から挿入することができ得る寸法に設定されていることを特徴とする蓄熱タンク。
前記筒体（５ａ）の内側には、前記筒体（５ａ）内を互いに連通する複数個の空間に区画する区画部材（５ｂ〜５ｄ）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱タンク。
流体を保温貯蔵し、貯蔵した流体を外に流出する蓄熱タンクであって、
流体を保温貯蔵する空間（２ａ）を構成するとともに、この空間（２ａ）の内側と外側とを連通させるタンク口部（２ｄ）を有するタンク本体（２）と、
一端側が前記タンク口部（２ｄ）と連通し、かつ、他端側が前記タンク本体（２）内に位置した状態で閉塞された筒体（５ａ）を有し、前記筒体（５ａ）の内側と前記空間（２ａ）内とを連通させる連通部（５ｅ）が形成された混合防止筒（５）とを備え、
前記筒体（５ａ）の内側には、前記筒体（５ａ）内を互いに連通する複数個の空間に区画する区画部材（５ｂ〜５ｄ）が設けられており、
前記筒体（５ａ）には、前記タンク本体（２）内に流入する流体が流れ、
さらに、前記混合防止筒（５）のうち長手方向と直交する方向に計った外形寸法（ｄ）は、前記混合防止筒（５）を前記タンク口部（２ｄ）から挿入することができ得る寸法に設定されていることを特徴とする蓄熱タンク。
前記連通部（５ｅ）は、前記空間（２ａ）の下方側に位置していることを特徴とする請求項３に記載の蓄熱タンク。
前記筒体（５ａ）の内側には、前記筒体（５ａ）内を流れる流体が蛇行するように前記筒体（５ａ）内を互いに連通する複数個の空間に区画する区画部材（５ｂ〜５ｄ）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の蓄熱タンク。
前記区画部材（５ｂ〜５ｄ）は、前記筒体（５ａ）の軸方向と略平行な方向に延びる筒状に形成され、
さらに、前記区画部材（５ｂ〜５ｄ）には、前記区画部材（５ｂ〜５ｄ）により区画された空間と空間とを連通させる連通部（５ｆ）が形成されており、前記区画部材（５ｂ〜５ｄ）に形成された連通部（５ｆ）は、多数個の孔からなるメッシュ構造体又は多孔体により構成されていることを特徴とする請求項２、３又は５に記載の蓄熱タンク。
前記筒体（５ａ、５ｂ）内のうち前記連通部（５ｅ、５ｆ）と異なる部位であって、流体が流通する部位には、複数個の孔が形成されたプレート（５ｊ）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の蓄熱タンク。
前記連通部（５ｅ）は、多数個の孔からなるメッシュ構造体又は多孔体により構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の蓄熱タンク。
前記タンク本体（２）内の上方側から前記タンク本体内の流体を取り込み、前記タンク口部（２ｄ）から流体を前記タンク本体外に流出させる吐出パイプ（４ｅ）を備え、
前記吐出パイプ（４ｅ）は、前記筒体（５ａ）の他端を貫通した状態で、前記筒体（５ａ）の内部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の蓄熱タンク。