JPH04124592A

JPH04124592A - 潜熱蓄熱体

Info

Publication number: JPH04124592A
Application number: JP2243253A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Washisu; 鷲巣　勝志
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1990-09-13
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1992-04-24
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JP2947903B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は潜熱蓄熱体に係り、特に自動車の廃棄熱が供給
され、車内に設けられる各種の加熱装置に供給する熱を
蓄熱する潜熱蓄熱体に関する。

（従来の技術）自動車の走行に伴ってエンジンから放出される廃棄熱を
エンジンの冷却水を通して取り出し、車内の各部を加熱
することが行われている。しかし、エンジンを冷間から
始動する場合には、廃棄熱は、始動後一定時間を経過し
た後からでないと利用できない。この廃棄熱はエンジン
が正常に作動した後では、充分に利用できるがエンジン
が最適な作動温度に到達した後では、大部分の廃棄熱は
使用されずに放出しているのが現状である。

そこで熱が必要となる時のために、この廃棄熱を蓄えて
蓄えられた熱を、例えば、エンジンの冷間からの始動時
の駆動状態を改善するためのエンジンの予熱に使用する
ことが西独特許第３２４５０２７号公報で既に知られて
いる。特にこの蓄熱のためには与えられた蓄熱能力でそ
の容積が小さく軽量な潜熱蓄熱体が最適である。

（発明が解決しようとする課題）この種の蓄熱体を、エンジンの作動時でのエンジンの敏
速な加熱のために或いは夜通しエンジンを停止した状態
からエンジンを始動する際に、車両内部を敏速に加熱す
るために利用するためには、充分な量の蓄熱を行う必要
があり、蓄熱体の熱損失を出来るだけ低く保たねばなら
ない。

しかし前述した従来提案されている潜熱蓄熱体は、熱損
失が大きく充分な量の蓄熱を行うことができなかった。

本発明は前述したようなこの種の潜熱蓄熱体の現状に鑑
みてなされたものであり、第１の目的は熱損失を大幅に
低減させた潜熱蓄熱体を提供することにある。また本発
明の第２の目的は車両内に配設されることを考慮して外
形寸法が小さい潜熱蓄熱体を提供することである。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明は基本的には、自動
車廃棄熱で加熱される車両加熱装置用の潜熱蓄熱体にお
いて、蓄熱コアを取り巻いて配設される内側ハウジング
と、この内側ハウジングを外部から分離するように取り
巻いて配設される外側ハウジングと、前記内側ハウジン
グと前記外側ハウジング間に形成される熱絶縁室と、一
端側が前記蓄熱コアに結合され、前記熱絶縁室を横切っ
て前記外側ハウジングから外部に導出され、熱伝達媒体
が流される入口管及び出口管とを有し、前記入口管及び
前記出口管には、前記熱絶縁室内においてほぼ垂直方向
に延長配設される垂直領域が設けられ、この垂直領域の
長さは前記蓄熱コアと前記外側ハウジング間での温度降
下及び前記熱絶縁室の熱伝導性に基づいて所定の熱絶縁
度を有するように設定され、前記垂直領域は前記熱絶縁
室内に熱絶縁状態で配置された構成となっている。

（作用）前述したような基本的な構成を有するので、蓄熱体の中
の熱い熱伝達媒体と蓄熱体の外側の冷たい熱伝達媒体と
の間に静止した境界層が、入口管及び出口管の少くとも
ほぼ垂直領域の部分内に形成される。例えばエンジンが
止る時、エンジンの冷却水など熱伝達媒体の流れが止ま
ってからこの境界層が形成され、蓄熱体の外側の熱伝達
媒体は冷却される。この理由は熱伝達媒体に温度により
異なる密度の部分が生じ、より冷たい伝達媒体は入口管
及び出口管の下部に溜まるのに対して、熱い伝達媒体は
入口管及び出口管の上部に溜まるからである。その結果
、対流によって生じる熱損失が防止される。

また、車内の限られた空間内で限定された位置に本発明
の潜熱蓄熱体は配設されるので、小型化が要求されるな
め、入口管及び出口管に水平方向に延長する連結部を設
け、この連結部を内側ハウジングの土壁部に連結し、連
結部の端部で入口管及び出口管を垂直下方に屈折させ垂
直領域を形成しである。このため垂直領域の長さを充分
にとりながら、潜熱蓄熱体全体が小型化される。

そこで蓄熱体の長手方向がほぼ水平方向に延長している
ならば、外側ハウジングは、熱絶縁室を横切る入口管及
び出口管を導出するため水平方向に延長されて、蓄熱体
の極めて簡単な外側形状が本発明の好適実施例として得
られる。

また、本発明の他の好適実施例では、水平方向に延長す
る入口管及び出口管の連結部が外側ハウジングの垂直方
向の壁の開口からジャケット内に導かれ、このジャケッ
ト内に入口管及び出口管の垂直領域が設けられているの
で、潜熱蓄熱体をより限定された位置に取り付けること
ができる。

さらに本発明の他の好適実施例では内側ハウジング及び
外側ハウジングの長手方向が垂直方向に配設され、入口
管及び出口管を内側ハウジング底部に設けた凹状ポケッ
トから導出させているので、全体が小型化し縦型の配設
ができる。

また、本発明の他の好適実施例では、内側ハウジング及
び外側ハウジングの長手方向が垂直方向に配設され、入
口管及び出口管は内側ハウジングの底部から導出され、
外側ハウジングに沿って上方に延長され次いで垂直下方
に屈折されているので、全体が小型化し限定した場所に
縦型の配設ができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第５図はそれぞれ本発明の第１の実施例乃至
第５の実施例の構成を示す斜視図であり、これらの図で
は同一部分には同一符号が付され、その詳細な内部構造
は省略しである。

第１図及び第２図に示す実施例は潜熱蓄熱体が円筒形の
場合であり、その軸線は蓄熱体が車体の固定部に取付け
られた状態では水平方向に配列する。第１図で符号１０
は蓄熱コアを収容する潜熱蓄熱体の内側ハウジングを示
し、収容される蓄熱コアは熱を直接蓄える要素である。

このような要素は当業者にはよく知られ、その例は前記
西独特許第３２４５０２７号にも開示されているので、
蓄熱コア自体については詳しくは説明しない。

第１図及び第２図に示す入口管１２と出口管１４とは熱
伝達媒体が蓄熱コアへ流入し、また蓄熱コアから流出す
ることが出来るよう設けられる。熱伝達媒体は燃焼エン
ジンの冷却水でよい。これらの入口管１２と、出口管１
４とは内側ハウジング１０にその上部で結合されている
。この内側ハウジング１０には円筒面領域１６と二つの
端面１８．２０があるが、入口管１２及び出口管１４は
内側ハウジング１０に端面１８の上部で結合されている
。これらの入口管１２及び出口管１４は先ず水平方向に
互に平行に延長され、次に曲り管２４を介して垂直領域
２６が形成されていて、この垂直領域２６は端面１８か
ら隔てた位置に配設されている。

前記の円筒形の内側ハウジング１０と外側ハウジング２
８間には、熱絶縁室３０が形成され、この熱絶縁室３０
はすべての側部上で内側ハウジング１０を取巻くように
して配設されている。この熱絶縁室３０は蓄熱コアを熱
的に絶縁する機能を有するものであり、熱絶縁室３０は
真空状態に保持されるか、或いは粉状又は繊維状の絶縁
材料が内部に収容される。

尚内側ハウジング１０の外面と外側ハウジング２８の内
面には好ましくは銀めっきを施す。

第１図に示す実施例では、入口管１２、出口管１４の垂
直領域２６は外側ハウジング２８の円筒面領域３２を横
切って外部に導出され、外側ハウジング２８は内側ハウ
ジング１０の端面１８位置では、端面２０側よりも軸心
方向に延長している。このため熱絶縁室３０の一部が入
口管１２及び出口管１４を貫通導出することが出来るよ
うに形成されている。従って、第１図に示す蓄熱体は、
円筒形の外側ハウジング２８と外側ハウジング２８の面
領域３２から突出する二つの結合体３４．３６とからな
る極めて簡単な外形を持っている。

この形状は、もし取付は領域が限られていれば取り付は
上では不便である。取り付は上の便宜を配慮して第２図
に示す構造のものが提案され、この実施例は熱絶縁室３
０が第１図に示す実施例と同程度であるが、取り付けに
必要な占有空間が小さくなる。第２図に示す実施例では
内側ハウジング１Ｇは第１図のものと同じであり、入口
管１２及び出口管１４は同様にして端面１８の上部に結
合され、且つ、水平部２２、曲り管２４及び垂直領域２
６を有している。外側ハウジング２８と熱絶縁室３０と
は、第１図に示す対応する実施例と比べて異なる形状と
なっている。外側ハウジング２８はより制限された外側
ハウジングを形成する円筒部３８と、前記円筒部３８の
外側に配設される入口管１２、出口管１４部分を取巻く
管状部４０とにより形成されている。

前記円筒部３８は第１図に示す実施例の外側ハウジング
２８よりも短かくなっている。その理由は第１図の実施
例ではこの部分が内側ハウジング１０の両端面１８．２
０を越えてより延長しているからである。このようにし
て内側ハウジング１０を取巻く熱絶縁室３０に必要な熱
絶縁層の厚さを構成している。

内側ハウジング１０の端面１８に隣接する外側ハウジン
グ２８の端面４２はその水平部２２の領域内で入口管１
２及び出口管１４を横切っている。この入口管１２及び
出口管１４の横断を可能にするため、端面４２には開口
４４が設けられ、その縁４６は入口管１２及び出口管１
４から、熱絶縁室３０により形成される絶縁領域の必要
な厚さに少くとも該当する距離だけ隔てられている。

縁４６にジャケット４８が結合され、ジャケット４８は
開口４４と同じ断面を持ち、且つ入口管１２及び出口管
１４を取巻いている。このジャケット４８は曲り管２４
に沿い、次に入口管１２及び出口管１４の垂直領域２６
の方向に沿って結合される入口管１２及び出口管１４を
しっかり取巻く端面５０位置まで延長している。このよ
うにして外側ハウジング２８の曲がった管状部４０が形
成され、この管状部４Ｇは熱絶縁された熱絶縁室３０の
対応する曲がり部分を取巻いている。

取り付けその他でその方が望ましければ、外側ハウジン
グ２８の管状部４０により共通に入口管１２及び出口管
１４を取巻く代りに、入口管１２と出口管１４とを別々
に熱絶縁室３０部分で取巻く構成とすることも可能であ
る。

また局部的位置によっては、蓄熱体を円筒形形状にせず
に平行六面体形状とした方が、設計上や組み込み上で便
利なことがある。第３図は潜熱蓄熱体のこのような形を
示し、取付は位置は平行六面体のより長い縁が垂直とな
る位置である。絶縁領域を横切る入口管１２及び出口管
１４のこれら部分の垂直長さを最長にするため、この実
施例ではこれらの管は内側ハウジング１０の上端の近く
のせまい側面５２で結合されている。前の実施例と同様
に入口管１２及び出口管１４は内側ハウジング１０に結
合される水平部２２と、曲り管２４と、垂直領域２６と
を有し、これらは外側ハウジング２８の底面５４から結
合体３４．３６の型で導出されている。この場合入口管
１２及び出口管１４を底面５４に達する前に屈折して、
内側ハウジング１０の側面５２に対向する外側ハウジン
グ２８の側面５６を通して導くことが、取付位置に関し
てより便利ならばそのようにすることもできる。このよ
うにすると設計上で入口管１２及び出口管１４に比較的
長い絶縁長を設定することができる。

第４図は取付は位置で垂直軸線を持ち、入口管１２及び
出口管１４が内側ハウジング１０の底面から導出される
円筒形の蓄熱体を使った別の可能な実施例を示している
。境界層の有効高さを達成するため、内側ハウジング１
０の底面５８は、入口管１２及び出口管１４が内側ハウ
ジング１０から導出される領域内で凹状に形成され、そ
れにより熱絶縁室３０の追加の部分３０ａとなるポケッ
ト６０が構成されている。

このポケット６０の水平断面部分は入口管１２及び出口
管１４を取巻く絶縁領域を十分な厚さに出来るように構
成されている。入口管１２及び出口管１４は第３図に示
すよう外側ハウジング２８の底面５４から導出されるか
、又は第４図に示すように曲り管２４と水平部分２２と
を設け、外側ハウジング２８の側壁３２から導出される
かのいずれかの方式をとる。

第５図に示す実施例は、第３図に示すものと同様なほぼ
平行六面体の型の蓄熱体である。しかし、入口管１２及
び出口管１４は内側ハウジング１０にその上端近くでは
なく、内側ハウジング１０の下端に結合される。境界層
が形成される管の部分に十分な長さを得るために、入口
管１２及び出口管１４は先ず垂直部６４に続く曲り管６
２を形成して上方に曲げられ、内側ハウジング１０の垂
直側部に沿って部分的に延長され、次に境界層を得るた
めに下向きに延長する垂直部２６がＵ字管６６を介して
形成されている９人口管１２及び出口管１４のこれらの
Ｕ字管部分を収容するため、外側ハウジング２８の一つ
の側壁にはポケット型膨張部６８が設けられている。

いずれの実施例においても内側ハウジング１０内の温度
が外周温度よりも高いと、エンジンが停止した時に冷却
水の循環は終り、冷却装置内の水又は冷却材の温度は外
周温度の高さまで徐々に下降する。これに対して、蓄熱
体内は温度が高いために水又は冷却材の温度は蓄熱体の
温度を持っている。そして冷たい流体の密度が高い結果
として、冷たい流体は入口管１２及び出口管１４の下部
にあり、温かい流体は入口管１２及び出口管１４の垂直
領域の上部にある。このためにこれら垂直領域内で異な
る温度の層が発生し、その結果静止した境界層が発生し
て温流体と冷流体とを分離し、これが対流とそれによる
熱の損失とを防止する。入口管１２及び出口管１４の垂
直領域内の流体の上部層は、内側ハウジング１０により
囲まれた蓄熱コア内の冷却材の温度をとるのに対し、下
層の温度は夫々外周温度又は外側ハウジング２８の温度
まで下降する。

もし装置が水平軸線のまわりで１８０°回されれば蓄熱
体は対応して蓄冷体として使うことが出来る。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によると熱伝達媒体
が流される入口管及び出口管に垂直領域を設け、この垂
直領域の長さを装置内での温度降下や熱伝導性に基づい
て所定の熱絶縁度を有するように設定され、熱損失が小
さく又全体をコンパクトに小型化した潜熱蓄熱体が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の第１乃至第５の実施例の構
成を示す斜視図である。１０・・・内側ハウジング、１２・・・入口管、１４・
・・出口管、１８．２０・・・端面、２２・・・水平部
、２４・・・曲り管、２６・・・垂直領域、２８・・・
外側ハウジング、３０・・・熱絶縁室、３０ａ・・・部
分、３４．３６・・・結合体、３８・・・円筒部、４０
・・・管状部、４２・・・端面、４４・・・開口、４６
・、・縁、４８・・・ジャケット、５０・・・端面、５
２・・・側面、５４・・・底面、５６・・・側面、５８
・・・底面、６０・・・ポケット、６２・・・曲り管、
６４・・・垂直部、６６・・・Ｕ字管、６８・・・膨張
部。第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）自動車廃棄熱で加熱される車両加熱装置用の潜熱
蓄熱体において、蓄熱コアを取り巻いて配設される内側
ハウジングと、この内側ハウジングを外部から分離する
ように取り巻いて配設される外側ハウジングと、前記内
側ハウジングと前記外側ハウジング間に形成される熱絶
縁室と、一端側が前記蓄熱コアに結合され、前記熱絶縁
室を横切って前記外側ハウジングから外部に導出され、
熱伝達媒体が流される入口管及び出口管とを有し、前記
入口管及び前記出口管には、前記熱絶縁室内においてほ
ぼ垂直方向に延長配設される垂直領域が設けられ、この
垂直領域の長さは前記蓄熱コアと前記外側ハウジング間
での温度降下及び前記熱絶縁室の熱伝導性に基づいて所
定の熱絶縁度を有するように設定され、前記垂直領域は
前記熱絶縁室内に熱絶縁状態で配置されていることを特
徴とする潜熱蓄熱体。
（２）請求項１に記載の潜熱蓄熱体において、入口管及
び出口管が内側ハウジングの上壁部に水平方向に配され
た連結部を介して連結されていることを特徴とする潜熱
蓄熱体。
（３）請求項２に記載の潜熱蓄熱体において、入口管及
び出口管が外側ハウジングの水平方向に延長した壁面か
ら外部に導出されていることを特徴とする潜熱蓄熱体。
（４）請求項２に記載の潜熱蓄熱体において、連結部が
外側ハウジングの垂直方向に延長した壁面に取り付けら
れたジャケットを介して外部に導出されていることを特
徴とする潜熱蓄熱体。
（５）請求項４に記載の潜熱蓄熱体において、ジャケッ
トが入口管と出口管とを取り巻いて配設されていること
を特徴とする潜熱蓄熱体。
（６）請求項４に記載の潜熱蓄熱体において、入口管の
連結部と出口管の連結部とが外側ハウジングの垂直方向
に延長した壁面に設けられている別個のジャケットをそ
れぞれ介して外部に導出されていることを特徴とする潜
熱蓄熱体。
（７）請求項１に記載の潜熱蓄熱体において、内側ハウ
ジング及び外側ハウジングは、その長手方向を垂直方向
にして配設され、入口管及び出口管は前記内側ハウジン
グの底部に形成された凹状ポケットから導出されている
ことを特徴とする潜熱蓄熱体。
（８）請求項１に記載の潜熱蓄熱体において、内側ハウ
ジング及び外側ハウジングは、その長手方向を垂直方向
にして配設され、入口管及び出口管は前記内側ハウジン
グの底部から導出され、前記外側ハウジングに沿って上
方に延長され、次いで垂直下方に屈折されていることを
特徴とする潜熱蓄熱体。
（９）請求項８に記載の潜熱蓄熱体において、入口管及
び出口管は外側ハウジングの垂直延長面の一部の長さで
上方に延長され、前記外側ハウジングには前記入口管及
び出口管を収容する拡大室が設けられていることを特徴
とする潜熱蓄熱体。