JP4273889B2

JP4273889B2 - 蓄熱装置

Info

Publication number: JP4273889B2
Application number: JP2003322809A
Authority: JP
Inventors: 錬太郎黒木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-09-16
Also published as: JP2005090298A

Description

本発明は蓄熱部と熱媒体供給部とを備える蓄熱装置に関する。

自動車などに搭載される装置では、冷間時の作動安定性などの向上を目的として、蓄熱部を用いて暖機を行う蓄熱装置を用いることが提案されている。このような蓄熱装置は、蓄熱部内に蓄えられた熱を暖機対象装置の停止中、もしくは暖機対象装置の始動時に暖機を必要とする部分（以下、暖機必要部分という）に供給してその部分の温度を上昇させるものである。

特開２００１−１４０６４４号公報には内燃機関の冷却水を用いた蓄熱装置が記載されている。当該蓄熱装置は蓄熱部内に貯留された高温の冷却水を内燃機関の始動前に内燃機関へ供給し内燃機関を暖機する。また、暖機完了後の内燃機関の熱を利用して冷却水を加熱し、加熱され高温になった冷却水を蓄熱部内へ貯留することで、次回始動時に必要な熱を保有する熱媒体を蓄熱部内へ貯留することが出来る。

特開２００１−１４０６４４号公報特開２００２−５９７２９号公報

このような蓄熱装置では蓄熱部内に貯留された高温の冷却水の量が暖機対象装置へ供給されることにより減少してしまう。減少した分の冷却水を蓄熱部へ補充するためには冷却水を加熱し蓄熱部へ貯留する作業が必要となる。冷却水を加熱する必要があるが、この加熱が完了する前に暖機対象装置を蓄熱部内の冷却水で暖機するように要求が生じた場合は蓄熱部内の残りの冷却水で暖機対象装置を暖機しなくてはならない。このような事態を想定すると暖機対象装置を暖機するために蓄熱部から供給される冷却水の量は出来るだけ少量であることが望ましい。

蓄熱部内の冷却水で暖機対象装置を暖機する場合、冷却水の温度が同じであれば暖機必要部分へ供給される冷却水の流速が速いほど単位時間あたりに供給される熱量が増大し、冷却水と暖機必要部分の単位時間あたりの熱交換量は大きくなるが消費する冷却水の量は多くなる。また、暖機必要部分へ供給される冷却水の流速が一定の場合、冷却水の温度が高いほど単位時間あたりに供給される熱量が増大し、暖機必要部分と冷却水との単位時間あたりの熱交換量は増える。しかし、特開２００１−１４０６４４号公報に記載された蓄熱装置は冷却水の流速を変化させず内燃機関へ供給しているため、冷却水の温度が高い場合、必要以上の熱量を内燃機関に供給しており冷却水の消費量が多い場合があった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、蓄熱部内の冷却水の温度にかかわらず暖機必要部分へ供給される熱量を最適化することで冷却水の消費量の増大を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は熱媒体が流通する流通部と、熱媒体が持つ熱を蓄熱する蓄熱部と、熱媒体を介して該蓄熱部の熱を前記流通部へ供給する熱媒体供給部と、熱媒体の温度が高い程前記流通部での熱媒体の流速を遅く制御する流速制御部とを備えることを特徴とする。

また、流速制御部はさらに熱媒体供給部が熱媒体を流通部へ供給する流速を制御する流速制御手段を備えることとしてもよい。

また、流通部はさらに熱媒体の流通抵抗を可変とする流通抵抗可変部を備え、流速制御部として流通抵抗可変部を制御する流通抵抗制御部を備えることとしてもよい。

また、流速制御部は流通部の必要とする熱量を決定する熱量決定部を備え、決定された熱量が小さい程流通部へ供給する熱媒体の流速を遅くすることとしてもよい。

また、熱量決定部は流通部の温度と所定温度との差を用いて流通部の必要とする熱量を決定することとしてもよい。

また、流速制御部は流通部の温度が高い程流通部へ供給する熱媒体の流速を遅くすることとしてもよい。

また、流通部を有する内燃機関を備え、流通部へ流通された熱媒体により内燃機関を加熱することとしてもよい。

請求項１の蓄熱装置によれば、熱媒体が流通する流通部と、熱媒体が持つ熱を蓄熱する蓄熱部と、熱媒体を介して該蓄熱部の熱を前記流通部へ供給する熱媒体供給部と、熱媒体の温度が高い程前記流通部での熱媒体の流速を遅く制御する流速制御部とを備えるため、熱媒体の温度に応じて熱媒体の流速を制御でき、熱媒体の消費量の増大を抑制することが出来る。

請求項２の蓄熱装置によれば、流速制御部はさらに熱媒体供給部が熱媒体を流通部へ供給する流速を制御する流速制御手段を備えるため、熱媒体の温度に応じて流速制御手段を用いることで熱媒体の流速を制御でき、熱媒体の消費量の増大を抑制することが出来る。

請求項３の蓄熱装置によれば、流通部はさらに熱媒体の流通抵抗を可変とする流通抵抗可変部を備え、流速制御部として流通抵抗可変部を制御する流通抵抗制御部を備えるため、熱媒体の温度に応じて流通抵抗可変部を用いることで熱媒体の流速を制御でき、熱媒体の消費量の増大を抑制することが出来る。

請求項４の蓄熱装置によれば、流速制御部は流通部の必要とする熱量を決定する熱量決定部を備え、決定された熱量が小さい程流通部へ供給する熱媒体の流速を遅くするため、流通部で必要とする熱量が小さい場合熱媒体の流速が遅くなり、よって熱媒体の消費量の増大を抑制することが出来る。また、流通部の必要とする熱量の決定は請求項５の蓄熱装置のように熱量決定部は流通部の温度と所定温度との差を用いて流通部の必要とする熱量を決定してもよい。

請求項６の蓄熱装置によれば、流速制御部は流通部の温度が高い程流通部へ供給する熱媒体の流速を遅くするため、熱媒体の消費量の増大を抑制することが出来る。

請求項７の蓄熱装置によれば、流通部を有する内燃機関を備え、流通部へ流通された熱媒体により内燃機関を加熱するため、内燃機関の暖機を促進することが出来る。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
〔構成説明〕図１は、本発明の第１の実施の形態である蓄熱装置の構成を説明するための図である。本発明の蓄熱装置は蓄熱タンク１を備える。蓄熱タンク１は内部に蓄熱水を溜める貯留部を有し、その外壁は外部と熱交換を行わないように断熱材によって形成される。蓄熱タンク１は蓄熱水流入部２から蓄熱水を内部に取り込み蓄熱水流出部３から蓄熱水を外部へ放出する。蓄熱タンク１の蓄熱水流出部３および蓄熱水流入部２は第１バルブ４、５を介して内燃機関６の内部を循環する蓄熱通路１３を有する蓄熱通路７と接続される。通常蓄熱タンク１が蓄熱水を貯留する場合には第１バルブ４、５を遮断する。さらに蓄熱通路７はポンプ８を備え、蓄熱タンク１内の蓄熱水はポンプ８によって汲み出され第１バルブ４を通り蓄熱通路７を通って蓄熱通路１３に到り、蓄熱通路１３で内燃機関６と熱交換を行う。内燃機関６と熱交換を行った蓄熱水は蓄熱通路７を通り第２バルブ５を通って蓄熱タンク１へ回収される。蓄熱水流出部３には第１水温計９が備えられる。また、蓄熱通路１３には第２水温計１０が備えられる。第１バルブ４、第２バルブ５およびポンプ８はＥＣＵ１１によって制御される。また、第１水温計９、第２水温計１０の値はＥＣＵ１１へ入力される。また、図示されないがＥＣＵ１１へは内燃機関６の始動に先立って必然的に生じる事象のうち一部が生じたことをＥＣＵ１１が判断出来るよう関連するセンサからの信号が入力されるようになっている。本実施の形態では本発明を車両の内燃機関に用いた場合を想定し、車両の運転席側ドアが開である場合にON信号を出力するドアセンサの信号がＥＣＵ１１へ入力されるものとする。また、本実施の形態は運転席に着座センサを備え、この着座センサは着座を感知した場合にＥＣＵ１１へON信号を入力するものとする。

〔動作説明〕図２は本発明の第１の実施の形態である蓄熱装置の動作を説明するためのフローチャートであり、ＥＣＵ１１で実行される制御のフローチャートである。本制御が始まる前には第１バルブ４、第２バルブ５は閉じられ蓄熱タンク１には蓄熱水が貯留されており、イニシャライズ処理によりドア開閉判定フラグドア開閉判定フラグOpenはリセット（＝０）されているものとする。また、本制御は内燃機関６の動作中・停止中に関わらず所定時間毎に行われるものとする。まずステップS１００において内燃機関６が停止中か否かが判断される。内燃機関６が停止中でない場合は暖機が必要ないものとしてそのまま制御を終了する。

内燃機関６が停止中と判断されると次にステップS１０１において車両の運転席側ドアが開かれたか否かが判断される。車両の運転席側ドアが開かれた場合にはステップS１０２においてドア開閉判定フラグOpen＝１として車両の運転席側ドアが開かれたフラグを立てる。車両が停車中で運転者が車両の外にいるような場合には運転席側ドアは閉のままである。このような場合にはステップS１０１の判定がNOとなり、ステップS１０３へ進むがドア開閉判定フラグOpen＝０であるのでステップS１０３の判定もNOとなり制御を終了する。

一方、ステップS１０２でドア開閉判定フラグOpenが１にセットされた時は、運転者が車両を動かそうと車内へ乗り込む場合であり、この場合には続いて内燃機関６を始動する可能性が高いものとしてステップS１０５以降に進み、蓄熱部による始動前暖機が実行される。

ステップS１０５において第２水温計１０により測定された測定温度Ｔｗ１より内燃機関６の温度Ｔｗ２が求められる。ここで、内燃機関６の温度Ｔｗ２は暖機を必要とする部分の温度で、例えばシリンダヘッドの温度やシリンダ壁面の温度である。内燃機関６の温度Ｔｗ２は予め実験的に取得した測定温度Ｔｗ１と内燃機関６の温度Ｔｗ２の関係より求めたものや理論的な計算によって求められるものでもよい。

次にステップS１０６において内燃機関６の温度Ｔw２が所定値Ｔａ以下であるか否かが判断される。内燃機関６の温度Ｔｗ２がＴａ以下でない場合には内燃機関６は十分に暖機されているものと判断し制御を終了する。

内燃機関６の温度がＴａ以下である場合には暖機を行う必要があるものとしてステップS１０７において第１水温計９により測定された測定温度Ｔｈ１より蓄熱タンク１内の蓄熱水の温度Ｔｈ２が求められる。蓄熱水の温度Ｔｈ２も予め実験的に取得した測定温度Ｔｈ１と蓄熱水の温度Ｔｈ２の関係より求めたものや理論的な計算によって求められるものでもよい。

次にステップS１０８において蓄熱水の温度Ｔｈ２が内燃機関６の温度Ｔｗ２より大きいか否かが判断される。蓄熱水の温度Ｔｈ２が内燃機関６の温度Ｔｗ２以下である場合には蓄熱水を供給することにより内燃機関６の温度を低下させてしまい暖機を行うことが出来ないのでそのまま制御を終了する。

蓄熱水の温度Ｔｈ２が内燃機関６の温度Ｔｗ２よりも大きい場合には、ステップS１０９において蓄熱水の温度Ｔｈ２より蓄熱水流量Ｖ１が求められる。ここで、蓄熱水の流量は蓄熱水の流速とほぼ比例関係にあり、蓄熱水の流量を制御することにより蓄熱水の流速を制御するという本発明の目的を達することが出来るため、本実施の形態およびそれ以降の実施の形態において蓄熱水の流量を制御することとする。図３に蓄熱水の温度Ｔｈ２と蓄熱水流量Ｖ１の関係を示す。これは所定時間ｔ１内に内燃機関６の温度Ｔｗ２が所定値Ｔａより大きくされるのに必要な蓄熱水流量Ｖ１と蓄熱水の温度Ｔｈ２の関係を予め実験により取得したものである。本実施の形態では内燃機関６の温度Ｔｗ２は考慮せず、内燃機関６の温度Ｔｗ２が十分に低い温度Ｔｂであっても所定時間ｔ１で内燃機関６の温度Ｔｗ２を所定値Ｔａより大きくすることが出来るように蓄熱水の温度Ｔｈ２と蓄熱水流量Ｖ１の関係を定めてある。ここで十分に低い温度Ｔｂは予め予想される車両の使用環境における内燃機関６の温度Ｔｗ２が取り得る最低温度であることが望ましい。図３によると蓄熱水の温度Ｔｈ２が高いほど蓄熱水流量Ｖ１は少なくなっている。これは蓄熱水の温度Ｔｈ２が高ければ蓄熱水流量Ｖ１を少なくしても蓄熱水によって供給される熱量が多いため所定時間ｔ１以内で内燃機関６の温度Ｔｗ２を所定値Ｔａより大きくするのに十分な単位時間当たりの熱交換量を確保することが出来るからである。従って、蓄熱水の温度Ｔｈ２が高い場合には蓄熱水流量Ｖ１を少なくすることで蓄熱水の消費を減少させることが出来るのである。逆に蓄熱水の温度Ｔｈ２が低いほど蓄熱水流量Ｖ１が多くなっている。蓄熱水の温度Ｔｈ２が低い場合、所定流量における熱交換量が蓄熱水の温度Ｔｈ２が高い場合に比べて少ない。所定時間ｔ１以内に内燃機関６の温度Ｔｗ２を所定値Ｔａより大きくするために必要な単位時間当たりの熱交換量を確保するため、蓄熱水流量Ｖ１を多くすることで単位時間当たりに内燃機関６内の蓄熱通路１３へ供給される熱量を確保しているのである。このように定められた図３の関係より蓄熱水流量Ｖ１を求める。

次にステップS１１０においてステップS１０９で求められた蓄熱水流量Ｖ１となるようにポンプ８の出力Ｑが求められ、さらに第１バルブ４、第２バルブ５が開かれポンプ８が作動し蓄熱タンク１内の蓄熱水が内燃機関６へ供給される。また、ここでタイマがスタートする。

ステップS１１１ではタイマがスタートしてから所定時間ｔ１が経過したかを判断する。タイマがスタートしてから所定時間ｔ１経過したと判断された場合、内燃機関６の暖機が完了したとしてステップS１１２にて第１バルブ４、第２バルブ５を閉じポンプ８を停止しタイマをリセットする。

次にステップS１１３にて内燃機関６が始動したか否かを判断する。内燃機関６が始動した場合にはステップS１１４においてドア開閉判定フラグOpen=０として本制御を終了する。ステップS１１３にて内燃機関６が始動していない場合にはそのまま本制御を終了する。

暖機完了後に内燃機関６が始動されなかった場合であっても運転者が引き続き運転席に着座している場合には、その後内燃機関６が始動される可能性が高い。この場合、ステップS１００でYESと判断された後、ステップS１０１で車両の運転席側ドアが開いていないと判断されてステップS１０３へ進み、ステップS１０３において車両のドア開閉フラグOpenが１か否かが判断される。運転者が引き続き運転席に着座している場合はドア開閉判定フラグOpen＝１であり、ステップS１０３でYESと判断されて、ステップS１０４へ進み、次のステップS１０４において運転席側の着座センサがONであると判断される。

ステップS１０４において運転席側の着座センサがONの場合は車両内部に運転者がいるものと判断してステップS１０５へと進み、先述した始動前暖機が再び実行される。一方、例えば運転者が停止中の車両の運転席側ドアを開閉のみし、運転席には着座しない場合もあり得る。この場合には運転席側の着座センサがONとはならない。従ってステップS１０４がNOと判断され内燃機関６を再度始動前暖機することなく制御を終了する。

このように本制御を用いることで内燃機関６を暖機するにあたり蓄熱水の温度が高い場合には蓄熱水の消費量を減らすことが出来るため、蓄熱タンク１から熱を保有する蓄熱水を供給した後、熱を保有する蓄熱水を補充する前に再度暖機の要求が行われても良好に暖機を行うことが出来る。

なお、蓄熱水を補充する方法としては内燃機関６の温度が十分高温になった時に蓄熱水を内燃機関６へ供給することで加熱し、加熱され熱を保有した蓄熱水を蓄熱タンク１へ回収する方法などが考えられる。

また、本制御を用いることで内燃機関６を暖機するにあたり蓄熱水の温度が高い場合には蓄熱水の消費量を減らすことが出来るため、蓄熱タンク１から熱を保有する蓄熱水を供給した後、蓄熱タンク１へ補充される熱を保有した蓄熱水の量を減らすことが出来る。例えば、電機ヒータ等を用いて外部からエネルギーを与えて補充される蓄熱水に熱を保有させる場合は消費されるエネルギー量を減らすことが出来る。

ここで、本発明の第１の実施の形態における蓄熱タンク１は特許請求の範囲に記載された蓄熱部にあたる。また、ポンプ８は熱媒体供給部に、ポンプ８の出力を制御するＥＣＵ１１は流速制御部および流速制御手段にあたる。

なお、本発明の第１の実施の形態においては内燃機関６の始動に先立って必然的に生じる事象として車両の運転席側ドアが開かれた場合や運転席の着座スイッチがONの状態を想定したがその他に車両のドアのロックを解除した場合、盗難防止装置を解除した場合、キーシリンダにキーを指し込んだ場合等でもよい。また、暖機を必要とする部分として内燃機関６を想定したがその他にトランスミッション、排気触媒等を想定し、温度Ｔｗ２としてトランスミッションの温度や排気触媒の温度等を用いてもよい。また、内燃機関６の温度Ｔｗ２を第２水温計１０より求めたが、内燃機関６の温度が分かるのであれば蓄熱通路１３内の温度でなくても直接シリンダヘッドの温度を求めても、内燃機関６の潤滑油の温度より求めてもよい。また、内燃機関６の停止時に第２水温計１０によって求められた温度と内燃機関６が停止してからの時間をもとに求めてもよい。第２水温計１０は内燃機関６内の蓄熱通路１３に備えられたが、内燃機関６より下流側の蓄熱通路７に備えられてもよい。その場合には内燃機関６を出た蓄熱水が第２水温計１０に達しなくてはならないため内燃機関６の温度を測る際には内燃機関６内の蓄熱水を第２水温計１０まで到達させる必要がある。その際、内燃機関６を出た蓄熱水が第２水温計１０に到達するまでの時間の遅れ等を考慮する必要がある。また、第１水温計９によって蓄熱タンク１内の蓄熱水の温度を求めたが、蓄熱水を回収する際の蓄熱水の温度と回収終了してからの経過時間等によって蓄熱タンク１内の蓄熱水の温度を求めてもよい。この場合、蓄熱タンク１から放出される蓄熱水の温度を測定せずに蓄熱タンク１内の蓄熱水の温度を求めることが出来る。また、第１水温計９は蓄熱タンク１内に備えられても良く、また蓄熱通路７内で第１バルブ４と内燃機関６の間に備えられてもよい。蓄熱通路７内で第１バルブ４と内燃機関６の間に備えられた場合、蓄熱タンク１内の蓄熱水の温度を求めるために蓄熱タンク１内の蓄熱水を第１水温計９まで供給する必要がある。また、本制御は内燃機関６の動作中・停止中に関わらず所定時間毎に行われるものとしたが、何かの信号を受理することによりＥＣＵ１１を起動させ本制御を開始するものでもよいし、例えば内燃機関６の温度をモニタし、内燃機関６の温度が所定値以下の場合のみ行うものでもよい。また、蓄熱水の供給を停止するタイミングとしてタイマスタートより所定時間ｔ１以上経過したか否かを判断したが、内燃機関６の温度Ｔｗ２がＴａより大きくなった時点で蓄熱水の供給を停止してもよい。この場合、蓄熱水の供給を停止すると判断してから実際に停止するまでの間に供給されてしまう蓄熱水の量を減少することが出来る。また、第１バルブ４と第２バルブ５を備えているが、蓄熱タンク１からの蓄熱水の流出を防ぐという目的のためであれば図１のような構成においては第１バルブ４もしくは第２バルブ５のいずれか一方のみを備えるものとしてもよい。

〔第２の実施の形態〕
〔構成説明〕図４は第２の実施の形態である蓄熱装置の構成を説明するための図である。なお、先の図１と同じ構成のものは図１と同じ番号を付与して詳細な説明を省略する。第２の実施の形態の第１の実施の形態と異なる点は内燃機関６よりも下流側の蓄熱通路７に絞り弁１２を備えた点である。絞り弁１２はＥＣＵ１１によってその開度を制御される。

〔動作説明〕図５は本発明の第２の実施の形態である蓄熱装置の動作を説明するための図であり、ＥＣＵ１１で実行される制御のフローチャートである。第１の実施の形態と異なる点は、第１の実施の形態では図２のように蓄熱水の温度Ｔｈ２より蓄熱水流量Ｖ１を求めた後ステップS１１０においてポンプ８の出力Ｑを求めているが、第２の実施の形態では図５のようにステップS１０９において蓄熱水流量Ｖ１を求めた後ステップS２１０において絞り弁１２の開度θを求めている点である。

図６にポンプ８の出力を一定とした場合の絞り弁１２の開度と蓄熱水流量Ｖ１の関係を示す。絞り弁１２の開度が狭いほど内燃機関６へ供給される蓄熱水の流通抵抗が大きくなり、結果ポンプ８の出力が一定であっても内燃機関６へ供給される蓄熱水流量Ｖ１は少なくなる。図６の関係よりステップS２１０において絞り弁１２の開度を求め、蓄熱水流量Ｖ１を制御している。

第２の実施の形態のようにポンプ８の代わりに絞り弁１２によって蓄熱水流量Ｖ１を制御することにより、ポンプ８の出力制御の出力の最大値と最小値の幅が狭い場合、細かい出力制御が出来ない場合などのようにポンプ８による蓄熱水流量Ｖ１の制御が難しい場合、第２の実施の形態を用いることにより蓄熱水流量Ｖ１の制御を良好に行うことが出来る。

ここで、本発明の第２の実施の形態における絞り弁１２は特許請求の範囲に記載された流通抵抗可変部にあたり、また、絞り弁１２の開度を制御するＥＣＵ１１は流速制御部および流速制御手段および流通抵抗制御手段にあたる。

なお、本発明の第２の実施の形態においては蓄熱水流量Ｖ１を制御するための蓄熱水の流通抵抗を変えるべく絞り弁１２を備えたが、絞り弁１２を備える代わりに蓄熱水流入部２の第２バルブ５を絞り弁とし、第２バルブ５の開度を制御することによって蓄熱水流量Ｖ１を制御してもよい。また、本発明の第１の実施の形態のようにポンプ８の出力制御と同時に行ってもよい。ポンプ８の出力制御と同時に行うことでより良好に蓄熱水流量Ｖ１を制御することが出来る。

〔第３の実施の形態〕
〔動作説明〕図７は第３の実施の形態である蓄熱装置の動作を説明する図であり、ＥＣＵ１１で実行される制御のフローチャートである。なお、第３の実施の形態である蓄熱装置の構成を示す図として図１を用いる。第１の実施の形態と異なる点は、第１の実施の形態では図２のようにステップS１０９において蓄熱水流量Ｖ１を蓄熱水の温度Ｔｈ２より求めているが、第３の実施の形態では図７のようにステップＳ３０９において蓄熱水流量Ｖ１を蓄熱水の温度Ｔｈ２および内燃機関６の温度Ｔｗ２より求めている点である。

図８、図９を用いて蓄熱水の温度Ｔｈ２および内燃機関６の温度Ｔｗ２から蓄熱水流量Ｖ１を求める方法を説明する。まず図８において内燃機関６の温度Ｔｗ２よりこれから所定時間ｔ１で内燃機関６を所定温度とするのに必要とされる熱量ｑが求められる。図８からも分かるように内燃機関６の温度Ｔｗ２が低ければ低いほど必要とされる熱量ｑは大きく、逆に内燃機関６の温度Ｔｗ２が高ければ高いほど必要とされる熱量ｑは小さい。

図９に図８において求められた必要とされる熱量ｑと蓄熱水の温度Ｔｈ２と蓄熱水流量Ｖ１の関係を示す。図９によると必要とされる熱量ｑが小さいほど蓄熱水流量Ｖ１は少なくなっている。これは必要とされる熱量ｑが小さいため、内燃機関６の温度Ｔｗ２を所定時間ｔ１で所定温度とするのに必要とする熱量ｑが大きい場合と比べて単位時間当たりの熱交換量が少なくても済むからである。そこで蓄熱水流量Ｖ１を少なくし一定量の蓄熱水がより多く内燃機関６と熱交換を行わせることで蓄熱水の消費量を減らすことが出来る。

第３の実施の形態のように内燃機関６の温度Ｔｗ２によって蓄熱水流量Ｖ１を細かく制御することにより、さらに必要十分な量だけの蓄熱水を消費するのみで済むため蓄熱水の消費量をより減らすことが出来、よって蓄熱タンク１より蓄熱水を供給した後、内燃機関６で加熱された蓄熱水を補充する前に再度暖機の要求が行われても良好に暖機を行うことが出来る。

ここで、本発明の第３の実施の形態における内燃機関６の温度Ｔｗ２によって蓄熱水流量Ｖ１を制御するＥＣＵ１１は特許請求の範囲に記載された熱量決定手段にあたる。

なお、第３の実施の形態においては図１の構成を用いたが、図４の構成を用いてもよい。その場合は内燃機関６の温度Ｔｗ２と蓄熱水の温度Ｔｈ２によって絞り弁１２の開度θを求めるものでもよく、また絞り弁１２の開度θとポンプ８の出力Ｑを求めるものとしてもよい。

第１の実施の形態にかかる蓄熱装置を示す概略構成図。同実施の形態にかかる蓄熱装置の動作を説明する図。同実施の形態にかかる蓄熱水の温度と蓄熱水流量の関係を示す関係図。第２の実施の形態にかかる蓄熱装置を示す概略構成図。同実施の形態にかかる蓄熱装置の動作を説明する図。同実施の形態にかかる蓄熱水流量Ｖ１と絞り弁２の開度の関係を示す関係図。第３の実施の形態にかかる蓄熱装置の動作を説明する図。同実施の形態にかかる内燃機関の温度と熱量の関係を示す関係図。同実施の形態にかかる蓄熱水の温度と蓄熱水流量と熱量の関係を示す関係図。

符号の説明

１蓄熱タンク
２蓄熱水流入部
３蓄熱水流出部
４第１バルブ
５第２バルブ
６内燃機関
７蓄熱通路
８ポンプ
９第１水温計
１０第２水温計
１１ＥＣＵ
１２絞り弁
１３蓄熱通路

Claims

熱媒体が流通する流通部と、
熱媒体が持つ熱を蓄熱する蓄熱部と、
熱媒体を介して該蓄熱部の熱を前記流通部へ供給する熱媒体供給部と、
熱媒体の温度が高い程前記流通部での熱媒体の流速を遅く制御する流速制御部とを備えることを特徴とする蓄熱装置。
前記流速制御部はさらに前記熱媒体供給部が熱媒体を前記流通部へ供給する流速を制御する流速制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置。
前記流通部はさらに前記熱媒体の流通抵抗を可変とする流通抵抗可変部を備え、前記流速制御部として流通抵抗可変部を制御する流通抵抗制御部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の蓄熱装置。
さらに前記流速制御部は前記流通部の必要とする熱量を決定する熱量決定部を備え、決定された熱量が小さい程前記流通部での熱媒体の流速を遅くすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の蓄熱装置。
前記熱量決定部は前記流通部の温度と所定温度との差を用いて前記流通部の必要とする熱量を決定することを特徴とする請求項４記載の蓄熱装置。
さらに前記流速制御部は前記流通部の温度が高い程前記流通部での熱媒体の流速を遅くすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の蓄熱装置。
さらに前記流通部を有する内燃機関を備え、前記流通部へ流通された熱媒体により前記内燃機関を加熱することを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置。