JPH0771888A

JPH0771888A - 蓄熱装置

Info

Publication number: JPH0771888A
Application number: JP5215498A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Ishizawa; 静雄石澤; Kazuo Saito; 和男齋藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】酸，アルカリからなる蓄熱材が外部へ漏洩し
た場合の酸，アルカリによる機器の損傷等を防止する。【構成】断熱材２１で被覆したケーシング２２内に多
数の合成樹脂製カプセル２７が収容されている。カプセ
ル２７は、蓄熱材として酸性水溶液を封入した酸性型カ
プセル２７Ａと、アルカリ性水溶液を封入したアルカリ
型カプセル２７Ｂとが混在しており、カプセル２７が破
損して両者の水溶液全体が混合したときに完全に中和す
るように、それぞれの個数の割合が定められている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車に搭載
されて内燃機関の熱や冷房装置の冷熱を蓄える蓄熱装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車用冷房装置においては、炎
天下に駐車していたような場合に、車室内が十分に冷房
されるまで比較的長い時間が掛かり、運転開始からしば
らくの間は快適性が損なわれる、という問題がある。ま
た、逆に寒冷地においては、内燃機関の暖機が十分に完
了するまでの間、暖房効果が得られない、という問題が
ある。

【０００３】そこで、従来から、運転中に機関発生熱あ
るいは冷房装置の冷熱を蓄熱装置に蓄熱しておき、始動
直後など必要なときに、その熱量を車室内の冷暖房ある
いは暖機促進などに供するようにした装置が提案されて
いる。

【０００４】例えば、実開平２−１０９７０６号公報に
は、冷媒装置の冷熱を蓄熱装置に蓄熱し、大きな冷房能
力が要求されるときに放出するようにした車両用空調装
置が開示されている。この種の蓄熱装置には、一般に、
材料が相変化を行う際に吸収あるいは放出する潜熱を利
用した潜熱蓄熱材が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の潜熱蓄熱材とし
て、その要求される蓄熱温度によっては、酸性あるいは
アルカリ性の水溶液が用いられることがある。このよう
な蓄熱材は、何らかの容器に封入した状態で使用される
が、例えば車両の破損や衝突などにより容器が損傷を受
けると、酸性あるいはアルカリ性の蓄熱材が蓄熱装置か
ら漏洩してしまうため、他の機器へ悪影響を及ぼすとと
もに、その清掃等の処理が面倒である、という不具合が
ある。しかも、蓄熱装置を廃棄処分する場合に、その処
理が困難となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、温
熱あるいは冷熱を潜熱として蓄える潜熱蓄熱材をカプセ
ルに封入し、かつ複数個のカプセルを、熱交換用の流体
が通流するケーシング内に収容してなる蓄熱装置におい
て、潜熱蓄熱材として、互いに相変化温度が比較的近接
している１つあるいは複数種の酸性水溶液と１つあるい
は複数種のアルカリ性水溶液とを用い、各水溶液をそれ
ぞれカプセルに封入して、ケーシング内に混在させたこ
とを特徴としている。

【０００７】特に請求項２の発明では、ケーシング内に
含まれる酸性蓄熱材の総量とアルカリ性蓄熱材の総量と
が、両者の混合時に中和する重量比となるように設定さ
れている。また請求項３の発明では、酸性蓄熱材を封入
したカプセルとアルカリ性蓄熱材を封入したカプセルと
が互いに識別可能なようにそれぞれの色，形状等の外観
が異なっている。

【０００８】

【作用】このように酸性蓄熱材を封入したカプセルとア
ルカリ性蓄熱材を封入したカプセルとが混在した構成で
は、蓄熱装置が破損したような場合に、漏洩した酸性蓄
熱材とアルカリ性蓄熱材とが混合して中和される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１０】図４は、この発明に係る蓄熱装置１を用い
た蓄熱式の車両用暖房装置の構成を示している。

【００１１】同図において、２は水冷式の内燃機関を示
しており、その前端部に配設されたウォータポンプ３
と、ラジエータ４と、サーモスタット５とによって、水
冷式冷却装置が大略構成されている。上記サーモスタッ
ト５は、ウォータポンプ３入口側の通路６を、低温時に
バイパス通路７に、高温時にラジエータ出口通路８に選
択的に連通させるようになっている。また車室内にヒー
タコア９が設けられており、その上流のヒータ入口通路
１０が内燃機関２の冷却水出口に接続されているととも
に、下流のヒータ出口通路１１がサーモスタット５を介
してウォータポンプ３入口側に接続されている。サーモ
スタット５は、低温時には、ヒータ出口通路１１を遮断
し、ヒータコア９への冷却水の通流は行われない。尚、
１２は内燃機関２に取り付けられた変速機、１３は吸気
マニホルド、１４は排気マニホルドをそれぞれ示してい
る。

【００１２】蓄熱装置１は、上記ヒータコア９と並列に
配置されており、蓄熱用通路１５を介してヒータ入口通
路１０とヒータ出口通路１１とに接続されている。蓄熱
用通路１５の蓄熱装置１上流側には、蓄熱装置１内へ冷
却水を通流させるための電動ポンプ１６が介装されてい
る。そして、蓄熱用通路１５とヒータ出口通路１１との
接続部には、三方切換弁１７が設けられている。この三
方切換弁１７およびポンプ１６は、コントロールユニッ
ト１８によって制御されている。また、ヒータ入口通路
１０が接続された内燃機関２の冷却水出口に第１水温セ
ンサ１９が配設されているとともに、蓄熱装置１の冷却
水出口に第２水温センサ２０が配設されており、更にラ
ジエータ４近傍に外気温センサ２１が配設されている。
これらのセンサの検出信号は、コントロールユニット１
８に入力されている。

【００１３】この暖房装置においては、蓄熱装置１への
蓄熱は、暖機完了後の運転中になされる。つまり、蓄熱
中は、三方切換弁１７が三方とも連通した状態となり、
かつポンプ１６が作動することによって、高温冷却水の
一部が蓄熱装置１を通流し、蓄熱作用がなされる。十分
に蓄熱した状態となると、第１水温センサ１９の検出温
度と第２水温センサ２０の検出温度とが略等しくなるた
め、これに基づいてポンプ１６が停止し、かつ三方切換
弁１７がヒータ出口通路１１のみ連通させた状態とな
る。

【００１４】そして、内燃機関２の始動時に、外気温セ
ンサ２１の検出温度などから冷間始動であると判断する
と、三方切換弁１７が蓄熱装置１とヒータコア９とを連
通させた状態に切り換えられ、電動ポンプ１６が作動す
る。これにより、蓄熱装置１とヒータコア９との間で冷
却水が循環し、蓄熱装置１に蓄えられていた熱がヒータ
コア９から放出される。つまり、ヒータコア９から直ち
に温風が得られる。

【００１５】尚、図５は、蓄熱装置１を電動ポンプ１６
とともにヒータコア９の上流側に配置した例であり、三
方切換弁１７により蓄熱装置１とヒータコア９とに冷却
水が直列に通流するようになる。この構成では、蓄熱装
置１周辺の通路長が短くなる。

【００１６】図１は、上記蓄熱装置１の詳細を示してい
る。この蓄熱装置１は、断熱材２１でもって被覆した略
円筒状のケーシング２２を有し、入口側のテーパ部２２
ａおよび出口側のテーパ部２２ｂの中心に、それぞれ冷
却水入口２３，冷却水出口２４が形成されている。また
ケーシング２２の円筒状部分と各テーパ部２２ａ，２２
ｂとを仕切るように、多数の小孔が開口した整流板２
５，２６が設けられており、この整流板２５，２６で区
画された容積内に、蓄熱材を封入した多数のカプセル２
７が収容されている。尚、一方の整流板２５は、ケーシ
ング２２に固定されているが、他方の整流板２６は、ス
プリング２８を介して所定量移動可能となっており、カ
プセル２７の熱膨張等を吸収している。尚、整流板２６
は、ケーシング２２内部の流速を各部均一にする機能を
果たしている。

【００１７】上記カプセル２７は、球状をなす合成樹脂
製のものであり、内部に酸性蓄熱材を封入した酸性型カ
プセル２７Ａと、アルカリ性蓄熱材を封入したアルカリ
型カプセル２７Ｂとが混在している。酸性蓄熱材として
は、例えば酢酸ソーダ水溶液（融点５５℃）が、アルカ
リ性蓄熱材としては、例えば水酸化ナトリウム水溶液
（融点６４℃）が、それぞれ用いられる。尚、更に多数
の種類の蓄熱材料を用いるようにしても良い。そして、
酸性型カプセル２７Ａとアルカリ型カプセル２７Ｂと
は、互いに識別可能なように、何らかのマークを付した
り、色あるいは径を異ならせるなどしてある。あるい
は、樹脂製カプセル２７自体を透明もしくは半透明と
し、内部の水溶液に適宜な着色を施して識別できるよう
にしても良い。

【００１８】また、ケーシング２２内に収納されている
酸性型カプセル２７Ａの個数とアルカリ型カプセル２７
Ｂの個数の割合は、両者の水溶液が総て混合した場合
に、完全に中和する重量比となるように調節されてい
る。

【００１９】尚、ケーシング２２の側面には、内部から
冷却水を排出する際に用いるドレンコック２９が設けら
れている。

【００２０】上記のような構成によれば、蓄熱装置１が
車両の衝突などにより破損して各カプセル２７から蓄熱
材となる水溶液が漏れた場合に、酸性水溶液とアルカリ
性水溶液とがケーシング２２内で混合するため、速やか
に中和し、無害化される。

【００２１】尚、２つの蓄熱材の融点が異なるため、蓄
熱装置１から取り出される温度も６４℃近傍と５５℃近
傍との２つとなるが、急速暖房用の熱源としては何ら支
障はない。

【００２２】次に、図２，図３は、蓄熱装置１の異なる
実施例を示している。この実施例では、酸性蓄熱材ある
いはアルカリ性蓄熱材を封入したカプセル２７が円柱状
に形成されており、偏平形状をなすケーシング２２内に
適当な配置でもって固定されている。また、この実施例
では、前述した実施例の整流板２６に代えて、入口側に
ガイド板３０が複数枚放射状に設けられている。この構
成では、カプセル２７が固定されるため、振動によるカ
プセル２７の移動が防止され、耐久性に優れたものとな
る。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る蓄熱装置によれば、蓄熱材を封入したカプセルが
破損した場合に、酸性蓄熱材とアルカリ性蓄熱材とが中
和するため、酸やアルカリによる機器の損傷等を防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る蓄熱装置の一実施例を示す断面
図。

【図２】この発明に係る蓄熱装置の異なる実施例を示す
断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図４】この発明の蓄熱装置を用いた車両用暖房装置の
一例を示す構成説明図。

【図５】車両用暖房装置の他の例を示す構成説明図。

【符号の説明】１…蓄熱装置２２…ケーシング２７…カプセル２７Ａ…酸性型カプセル２７Ｂ…アルカリ型カプセル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温熱あるいは冷熱を潜熱として蓄える潜
熱蓄熱材をカプセルに封入し、かつ複数個のカプセル
を、熱交換用の流体が通流するケーシング内に収容して
なる蓄熱装置において、潜熱蓄熱材として、互いに相変化温度が比較的近接して
いる１つあるいは複数種の酸性水溶液と１つあるいは複
数種のアルカリ性水溶液とを用い、各水溶液をそれぞれ
カプセルに封入して、ケーシング内に混在させたことを
特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】ケーシング内に含まれる酸性蓄熱材の総
量とアルカリ性蓄熱材の総量とが、両者の混合時に中和
する重量比となるように設定されていることを特徴とす
る請求項１記載の蓄熱装置。
【請求項３】酸性蓄熱材を封入したカプセルとアルカ
リ性蓄熱材を封入したカプセルとが互いに識別可能なよ
うにそれぞれの外観を異ならせたことを特徴とする請求
項１または２に記載の蓄熱装置。