(57)【要約】【課題】高いエネルギ密度での蓄熱が可能であるとともに、短時間で熱回収が可能な蓄熱装置を提供する。【解決手段】濃度の薄い作動媒体が液相状態で封入された第１容器１３１と、濃度の濃い作動媒体が液相状態で封入された第２容器１４１と、第１容器１３１内の液相作動媒体を第２容器１４１内に吐出する液体流路１５０と、第１容器１３１内に第２容器１４１内の気相作動媒体を吐出する気体流路１６０と、第１容器１３１内の気相作動媒体を凝縮させる凝縮器１３２と、第２容器１４１内の液相作動媒体を蒸発させるとともに第２容器１４１内の作動媒体が希釈される際に放出する希釈熱を回収する蒸発器１４２とを備える。そして、希釈熱を回収する熱回収モードと、蓄熱する蓄熱モードと、蓄熱を維持する蓄熱維持モードとに設定可能とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に作動媒体が液相状態で封入された第１容器（１３１、３３１）を備える第１ユニット（１３０）と、
前記第１容器（１３１、３３１）に連通し、内部に前記第１容器（１３１、３３１）内に封入された作動媒体よりも濃度の濃い作動媒体が液相状態で封入された第２容器（１４１、３４１）を備える第２ユニット（１４０）と、
前記第１容器（１３１、３３１）内の液相作動媒体を前記第２容器（１４１、３４１）内に吐出する液体流路（１５０）と、
前記第１容器（１３１、３３１）内に前記第２容器（１４１、３４１）内の気相作動媒体を吐出する気体流路（１６０）と、
前記液体流路（１５０）および前記気体流路（１６０）を開閉する流路開閉手段（１５１、１６１）とを有し、
前記第１ユニット（１３０）は、前記第１容器（１３１、３３１）内の気相作動媒体を凝縮させる凝縮手段（１３２、３３１）を備え、
前記第２ユニット（１４０）は、前記第２容器（１４１、３４１）内の液相作動媒体を蒸発させる蒸発手段（１４２、３４１）と、前記第２容器（１４１、３４１）内の作動媒体が前記第１容器（１３１、３３１）内の作動媒体によって希釈される際に放出する希釈熱を回収する希釈熱回収手段（１４２、３４１）とを備え、
前記流路開閉手段（１５１、１６１）にて前記液体流路（１５０）および前記気体流路（１６０）を開け、前記希釈熱回収手段（１４２、３４１）を作動させて前記希釈熱を回収する熱回収モードと、
前記流路開閉手段（１５１、１６１）にて前記液体流路（１５０）を閉め前記気体流路（１６０）を開け、前記凝縮手段（１３２、３３１）および前記蒸発手段（１４２、３４１）を作動させて蓄熱する蓄熱モードと、
前記流路開閉手段（１５１、１６１）にて前記液体流路（１５０）および前記気体流路（１６０）を閉め、蓄熱を維持する蓄熱維持モードとに設定可能であることを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記第２ユニット（１４０）は、前記第１ユニット（１３０）の下方に配置されており、
前記液体流路（１５０）は、一端が常に前記第１容器（１３１、３３１）内における前記液相作動媒体の液面よりも低い位置に開口し、他端が常に前記第２容器（１４１、３４１）内における前記液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口する管部材であり、
前記気体流路（１６０）は、一端が常に前記第１容器（１３１、３３１）内における前記液相作動媒体の液面よりも高い位置に開口し、他端が常に前記第２容器（１４１、３４１）内における前記液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口する管部材であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記凝縮手段（１３２）は、前記第１容器（１３１）内に収納された凝縮器（１３２）であり、
前記凝縮器（１３２）は、前記凝縮器（１３２）の少なくとも一部が、常に前記第１容器（１３１）内における前記液相作動媒体の液面よりも高い位置になるように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱装置。
【請求項４】
前記凝縮手段（３３１）は、前記第１容器（３３１）であり、
前記第１容器（３３１）は、内部に前記作動媒体が液相状態で封入された第１内側容器（３３２）と、前記第１内側容器（３３２）を覆うように前記第１内側容器（３３２）を内部に収納する第１外側容器（３３３）とを備え、
前記第１内側容器（３３２）内における前記気相作動媒体と、前記第１内側容器（３３２）と前記第１外側容器（３３３）との間を流動する第１熱媒体とを熱交換させて、前記第１容器（３３１）内における前記気相作動媒体を凝縮させることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱装置。
【請求項５】
前記蒸発手段（１４２）および希釈熱回収手段（１４２）は、前記第２容器（１４１）内に収納された蒸発器（１４２）であり、
前記蒸発器（１４２）は、前記蒸発器（１４２）の少なくとも一部が、常に前記第２容器（１４１）内における前記液相作動媒体の液面より低い位置になるように配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項６】
前記蒸発手段（３４１）および希釈熱回収手段（３４１）は、前記第２容器（３４１）であり、
前記第２容器（３４１）は、内部に前記作動媒体が液相状態で封入された第２内側容器（３４２）と、前記第２内側容器（３４２）を覆うように前記第２内側容器（３４２）を内部に収納する第２外側容器（３４３）とを備え、
前記第２内側容器（３４２）内における前記液相作動媒体と、前記第２内側容器（３４２）と前記第２外側容器（３４３）との間を流動する第２熱媒体とを熱交換させて、前記第２容器（３４１）内における前記液相作動媒体を蒸発させるとともに前記希釈熱を回収することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱装置。
【請求項７】
前記第１ユニット（１３０）および前記第２ユニット（１４０）の少なくとも一方は、前記作動媒体から外気への熱移動を遮断する断熱材（４０２、５０２）に覆われることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項８】
前記蒸発手段（１４２、３４１）は、前記第２容器（１４１、３４１）内における前記液相作動媒体を加熱する発熱体（６０３）を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【請求項９】
前記第２ユニット（１４０）は、前記第２容器（１４１、３４１）内における前記液相作動媒体を攪拌する攪拌装置（７０４）を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱して加熱を必要とする部位に利用する蓄熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両燃費の改善を図る、或いは車両始動直後にすぐさま冷暖房効果を得る方法として、車両走行中に発生する車両エンジンの排熱を蓄熱する技術が知られている。具体的に、排熱を蓄熱する技術として特許文献１が知られている。特許文献１に記載の車両用内燃機関の冷却系装置は、エンジン冷却水回路に蓄熱タンクが設けられており、この蓄熱タンクにエンジンから流出された冷却水が貯留されることで、蓄熱（顕熱蓄熱）されるようになっている。そして、エンジン始動直後において、エンジンを暖機する場合は蓄熱タンク内の冷却水をエンジン側にのみ流し、また、即効暖房をする場合は蓄熱タンク内の冷却水をヒータコア側のみに流すようにしている。
【０００３】
ここで、上記特許文献１の顕熱蓄熱に対して、化学蓄熱材を用いた冷凍システムが特許文献２に示されている。この冷凍システムでは、反応器内に化学蓄熱材が充填されており、エンジンの排気熱が熱輸送部（高温側供給熱交換器、熱交換用パイプ、および高温側熱交換器）を介して化学蓄熱材に供給可能となっている。また、反応器は、凝縮器用接続パイプによって凝縮器に接続され、更に蒸発器用接続パイプによって蒸発器に接続されている。
【０００４】
この冷凍システムでは、排気熱が熱輸送部によって化学蓄熱材に供給されることにより、化学蓄熱材に蓄熱（化学蓄熱）され、更にその熱が凝縮器用接続パイプを介して凝縮器に輸送されることで、凝縮器からの放熱を可能としている。また、蒸発器で吸熱した熱を、蒸発器用接続パイプを介して反応器に輸送して蓄熱材に放熱することで、蒸発器での吸熱を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７１８３７号公報
【特許文献２】特開２００８−１１１５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような顕熱蓄熱方式では、蓄熱のエネルギ密度が低い。その結果、暖機等に必要な熱量を確保する為に装置の体格を非常に大きくしなければならないといった問題点がある。更に、時間の経過とともに温水から放熱が生じるため、長時間のエンジン停止における蓄熱の維持は難しい。
【０００７】
これに対して、特許文献２においては、化学蓄熱によって蓄熱をしており、化学蓄熱材の化学変化を利用して蓄熱するため、高いエネルギ密度の蓄熱の実現が可能となる。しかし、外気温度が低い場合、化学蓄熱材の化学変化における反応速度が非常に遅くなり、エンジン始動直後（〜５分程度）において短時間で暖機等に必要な熱量を確保し難いといった問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、高いエネルギ密度での蓄熱が可能であるとともに、短時間で熱回収が可能な蓄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】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、内部に作動媒体が液相状態で封入された第１容器（１３１、３３１）を備える第１ユニット（１３０）と、第１容器（１３１、３３１）に連通し、内部に第１容器（１３１、３３１）内に封入された作動媒体よりも濃度の濃い作動媒体が液相状態で封入された第２容器（１４１、３４１）を備える第２ユニット（１４０）と、第１容器（１３１、３３１）内の液相作動媒体を第２容器（１４１、３４１）内に吐出する液体流路（１５０）と、第１容器（１３１、３３１）内に第２容器（１４１、３４１）内の気相作動媒体を吐出する気体流路（１６０）と、液体流路（１５０）および気体流路（１６０）を開閉する流路開閉手段（１５１、１６１）とを有し、第１ユニット（１３０）は、第１容器（１３１、３３１）内の気相作動媒体を凝縮させる凝縮手段（１３２、３３１）を備え、第２ユニット（１４０）は、第２容器（１４１、３４１）内の液相作動媒体を蒸発させる蒸発手段（１４２、３４１）と、第２容器（１４１、３４１）内の作動媒体が第１容器（１３１、３３１）内の作動媒体によって希釈される際に放出する希釈熱を回収する希釈熱回収手段（１４２、３４１）とを備え、流路開閉手段（１５１、１６１）にて液体流路（１５０）および気体流路（１６０）を開け、希釈熱回収手段（１４２、３４１）を作動させて希釈熱を回収する熱回収モードと、流路開閉手段（１５１、１６１）にて液体流路（１５０）を閉め気体流路（１６０）を開け、凝縮手段（１３２、３３１）および蒸発手段（１４２、３４１）を作動させて蓄熱する蓄熱モードと、流路開閉手段（１５１、１６１）にて液体流路（１５０）および気体流路（１６０）を閉め、蓄熱を維持する蓄熱維持モードとに設定可能であることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、熱回収モードにおいて、第１容器（１３１、３３１）内の液相作動媒体を液体流路（１５０）を介して第２容器（１４１、３４１）内に吐出させ、第２容器（１４１、３４１）内の液相作動媒体を希釈することで放出される希釈熱を希釈熱回収手段（１４２、３４１）によって回収することができる。また、蓄熱モードにおいて、蒸発手段（１４２、３４１）によって蒸発させ第２容器（１４１、３４１）内の液相作動媒体の濃度を濃くするとともに、蒸発手段（１４２、３４１）によって蒸発した第２容器（１４１、３４１）内の気相作動媒体を気体流路（１６０）を介して第１容器（１３１、３３１）内に吐出させ、凝縮手段（１３２、３３１）よって凝縮させることで第１容器（１３１、３３１）内に濃度の薄い液相作動媒体を貯留することができる。そして、蓄熱維持モードにおいて、第１容器（１３１、３３１）内に濃度の薄い液相作動媒体を封入し、一方、第２容器（１４１、３４１）内に濃度の濃い液相作動媒体を封入することによって希釈熱を蓄熱することができるとともに、第２容器（１４１、３４１）内の液相作動媒体における顕熱も蓄熱することができる。これらのモードを制御部によって設定することで、水のみの顕熱蓄熱方式に比べて高いエネルギ密度で蓄熱することが可能となる。また、希釈される作動媒体、及び希釈する作動媒体がともに液相状態で封入されているので、希釈熱回収モードにおいて、第２容器（１４１、３４１）内における作動媒体の希釈速度を速め、短時間で大きな熱量を回収することが可能となる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、第２ユニット（１４０）は、第１ユニット（１３０）の下方に配置されており、液体流路（１５０）は、一端が常に第１容器（１３１、３３１）内における液相作動媒体の液面よりも低い位置に開口し、他端が常に第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口する管部材であり、気体流路（１６０）は、一端が常に第１容器（１３１、３３１）内における液相作動媒体の液面よりも高い位置に開口し、他端が常に第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口する管部材であることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、液体流路（１５０）の一端が、常に第１容器（１３１、３３１）内における液相作動媒体の液面よりも低い位置に開口しているので、第１容器（１３１、３３１）内における液相作動媒体を重力によって液体流路（１５０）を通過させることができ、簡易な構造で液体流路（１５０）を構成することが可能となる。また、液体流路（１５０）の他端が、常に第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口しているので、液体流路（１５０）の逆流を防止することが可能となる。ここで、液体流路（１５０）の逆流とは、液体流路（１５０）を介して第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体が、第１容器（１３１、３３１）内に流出することである。更に、気体流路（１６０）の一端が、常に第１容器（１３１、３３１）内における液相作動媒体の液面よりも高い位置に開口しているので、第１容器（１３１、３３１）内における液相作動媒体が、気体流路（１６０）を介して第２容器（１４１、３４１）内に流出することを防止することが可能となる。また、気体流路（１６０）の他端が、常に第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口しているので、第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体が、気体流路（１６０）を介して第１容器（１３１、３３１）内に流出することを防止することが可能となる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、凝縮手段（１３２、３３１）は、第１容器（１３１）内に収納された凝縮器（１３２）であり、凝縮器（１３２）は、凝縮器（１３２）の少なくとも一部が、常に第１容器（１３１）内における液相作動媒体の液面よりも高い位置になるように配置されることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、凝縮手段（１３２）を簡素な構造で提供することが可能となる。また、凝縮器（１３２）を、凝縮器（１３２）の一部が液相作動媒体の液面よりも常に高い位置になるように、換言すると、凝縮器（１３２）の一部が液相作動媒体に決して浸漬しない位置になるように配置しているので、凝縮器（１３２）と第１容器（１３１）内における気相作動媒体との熱交換を促進することが可能となる。
【００１６】
請求項４に係る発明では、凝縮手段（３３１）は、第１容器（３３１）であり、第１容器（３３１）は、内部に作動媒体が液相状態で封入された第１内側容器（３３２）と、第１内側容器（３３２）を覆うように第１内側容器（３３２）を内部に収納する第１外側容器（３３３）とを備え、第１内側容器（３３２）内における気相作動媒体と、第１内側容器（３３２）と第１外側容器（３３３）との間を流動する第１熱媒体とを熱交換させて、第１容器（３３１）内における気相作動媒体を凝縮させることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、第１容器（３３１）内に凝縮器（１３２）等を収納する必要が無くなる為、第１容器（３３１）の小型化を図ることが可能となる。また、第１外側容器（３３３）が第１内側容器（３３２）を覆うように内部に収納している為、第１内側容器（３３２）内に封入された作動媒体の漏洩防止を図ることが可能となる。
【００１８】
請求項５に係る発明では、蒸発手段（１４２）および希釈熱回収手段（１４２）は、第２容器（１４１）内に収納された蒸発器（１４２）であり、蒸発器（１４２）は、蒸発器（１４２）の少なくとも一部が、常に第２容器（１４１）内における液相作動媒体の液面より低い位置になるように配置されることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、蒸発手段（１４２）および希釈熱回収手段（１４２）を簡素な構造で提供することが可能となる。また、蒸発器（１４２）を、蒸発器（１４２）の一部が液相作動媒体の液面よりも常に低い位置になるように、換言すると、蒸発器（１４２）の一部が液相作動媒体に常に浸漬する位置になるように配置しているので、蒸発器（１４２）と第２容器（１４１）内における液相作動媒体との熱交換を促進することが可能となる。
【００２０】
請求項６に係る発明では、蒸発手段（３４１）および希釈熱回収手段（３４１）は、第２容器（３４１）であり、第２容器（３４１）は、内部に作動媒体が液相状態で封入された第２内側容器（３４２）と、第２内側容器（３４２）を覆うように第２内側容器（３４２）を内部に収納する第２外側容器（３４３）とを備え、第２内側容器（３４２）内における液相作動媒体と、第２内側容器（３４２）と第２外側容器（３４３）との間を流動する第２熱媒体とを熱交換させて、第２容器（３４１）内における液相作動媒体を蒸発させるとともに希釈熱を回収することを特徴とする。
【００２１】
これによれば、第２容器（３４１）内に蒸発器（１４２）等の蒸発手段（３４１）および希釈熱回収手段（３４１）を収納する必要が無くなる為、第２容器（３４１）の小型化を図ることが可能となる。また、第２外側容器（３４３）が第２内側容器（３４２）を覆うように内部に収納している為、第２内側容器（３４２）内に封入された作動媒体の漏洩防止を図ることが可能となる。
【００２２】
請求項７に係る発明では、第１ユニット（１３０）および第２ユニット（１４０）の少なくとも一方は、作動媒体から外気への熱移動を遮断する断熱材（４０２、５０２）に覆われることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、蓄熱装置を覆う断熱材（４０２、５０２）が作動媒体から外気への熱移動を遮断する為、作動媒体の顕熱を確実に蓄熱することが可能となる。また、断熱材（４０２、５０２）が蓄熱装置を覆っている為、蓄熱装置に対する衝撃を和らげるクッション材として機能し、蓄熱装置内に封入された作動媒体の漏洩防止を図ることが可能となる。
【００２４】
請求項８に係る発明では、蒸発手段（１４２、３４１）は、第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体を加熱する発熱体（６０３）を有することを特徴とする。
【００２５】
これによれば、第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体を加熱して温度上昇させることで、更に高濃度にすることが可能となる。
【００２６】
請求項９に係る発明では、第２ユニット（１４０）は、第２容器（１４１、３４１）内における液相作動媒体を攪拌する攪拌装置（７０４）を備えることを特徴とする。
【００２７】
これによれば、作動媒体の希釈速度を速め、更に短時間で希釈熱を回収することが可能となる。
【００２８】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態における蓄熱装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における蓄熱装置の各モード時のおける状態を示す模式図である。
【図３】硫酸水溶液の濃度に対する無限希釈エンタルピーを示すグラフである。
【図４】第１実施形態における第１容器および第２容器内の液相作動媒体の蒸気圧力変化を示すグラフである。
【図５】第１実施形態における蓄熱装置の第１容器および第２容器内における液相作動媒体の蒸気圧力変化を示すグラフ（冬季）である。
【図６】第２実施形態における蓄熱装置を有する給湯器の概略構成を示す模式図である。
【図７】他の実施形態における蓄熱装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】他の実施形態における蓄熱装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】他の実施形態における蓄熱装置の概略構成を示す模式図である。
【図１０】他の実施形態における蓄熱装置の概略構成を示す模式図である。
【図１１】他の実施形態における蓄熱装置の第１容器および第２容器内における液相作動媒体の蒸気圧力変化を示すグラフ（発熱体を有するもの）である。
【図１２】他の実施形態における蓄熱装置の概略構成を示す模式図である。
【図１３】他の実施形態における蓄熱装置の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における蓄熱装置１００の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における蓄熱装置１００の概略構成を示す模式図である。
【００３１】
本実施形態における蓄熱装置１００は、図示しない車両に搭載されている。車両には、凝縮回路１１０と冷却水回路１２０と蓄熱装置１００とが設けられている。凝縮回路１１０は、第１ポンプ１１１、放熱器１１２、第１上流弁１１３、凝縮器１３２、第１下流弁１１４の順に配管接続されて構成されている。一方、冷却水回路１２０は、第２ポンプ１２１、第２上流弁１２３、蒸発器１４２、第２下流弁１２４、エンジン１０１の順に配管接続されて構成されている。更に、第２ポンプ１２１と第２上流弁１２３との間から第２下流弁１２４とエンジン１０１との間へ蒸発器１４２等をバイパスするヒータコア路１２２ａが設けられており、そのヒータコア路１２２ａには、ヒータコア１２２が設けられている。
【００３２】
以下、各構成部品について詳細に述べると、凝縮回路１１０内では、第１熱媒体が還流している。第１ポンプ１１１は、凝縮回路１１０内に第１熱媒体を還流させるための流体装置である。放熱器１１２は、第１熱媒体と外気とを熱交換させて第１熱媒体を冷却する熱交換器である。第１上流弁１１３は、凝縮器１３２に流入する第１熱媒体量を調整するためのバルブである。凝縮器１３２は、後述する第１容器１３１内における気相作動媒体と第１熱媒体とを熱交換させて気相作動媒体を凝縮させる熱交換器である。第１下流弁１１４は、凝縮器１３２から流出する第１熱媒体量を調整するためのバルブである。
【００３３】
一方、冷却水回路１２０では、第２熱媒体である冷却水が還流している。エンジン１０１は、冷却水によって冷却される内燃機関である。第２ポンプ１２１は、冷却水回路１２０内に冷却水を還流させるための流体装置である。第２上流弁１２３は、蒸発器１４２に流入する冷却水量を調整するためのバルブである。蒸発器１４２は、後述する第２容器１４１内における液相作動媒体と冷却水とを熱交換させて液相作動媒体を蒸発させる熱交換器である。第２下流弁１２４は、蒸発器１４２から流出する冷却水量を調整するためのバルブである。ヒータコア１２２は、図示しない車室内に吹き出す空調空気と冷却水とを熱交換させて空調空気を加熱して車室内を暖房するための熱交換器である。
【００３４】
蓄熱装置１００は、第１ユニット１３０、第２ユニット１４０、液体流路１５０、気体流路１６０、液体弁１５１および気体弁１６１を備えている。第１ユニット１３０は、第１容器１３１と、凝縮回路１１０内に配設された凝縮器１３２とを有して構成されている。第１容器１３１内には、濃度の薄い作動媒体が液相状態で封入されている。凝縮器１３２は、第１容器１３１内における気相作動媒体を凝縮させる凝縮手段であり、第１容器１３１内に収納されるとともに、その凝縮器１３２の少なくとも一部が、常に第１容器１３１内における液相作動媒体の液面よりも高い位置になるように配置されている。
【００３５】
一方、第２ユニット１４０は、第２容器１４１と、冷却水回路１２０内に配置された蒸発器１４２とを有して構成されている。第２容器１４１は、第１容器１３１より下方側に配置されており、第２容器１４１内には、第１容器１３１内に封入された作動媒体よりも濃度の濃い作動媒体が液相状態で封入されている。また、第２容器１４１の容積は、第１容器１３１内に封入された液相作動媒体の体積と第２容器１４１内に封入された液相作動媒体の体積との和よりも大きい。蒸発器１４２は、第２容器１４１内における液相作動媒体を蒸発させる蒸発手段であるとともに、第２容器１４１内の作動媒体が第１容器１３１内の作動媒体によって希釈される際に放出する希釈熱を回収する希釈熱回収手段である。蒸発器１４２は、第２容器１４１内に収納されるとともに、蒸発器１４２の少なくとも一部が、常に第２容器１４１内における液相作動媒体の液面より低い位置になるように配置されている。
【００３６】
液体流路１５０は、第１容器１３１内の液相作動媒体を第２容器１４１内に吐出するものであって、その一端が第１容器１３１内の下方側に開口し、その他端が第２容器１４１内の上方側に開口する管部材である。換言すると、液体流路１５０は、一端が常に第１容器１３１内における液相作動媒体の液面よりも低い位置に開口し、他端が常に第２容器１４１内における液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口している。本実施形態における液体流路１５０の一端は、第１容器１３１の底面に開口している。また、液体流路１５０の他端は、第２容器１４１の上面に開口している。液体弁１５１は、液体流路１５０から吐出される作動媒体量を調整するバルブである。
【００３７】
気体流路１６０は、第１容器１３１内に第２容器１４１内の気相作動媒体を吐出するものであって、その一端が第１容器１３１内の上方側に開口し、その他端が第２容器１４１内の上方側に開口する管部材である。換言すると、気体流路１６０は、一端が常に第１容器１３１内における液相作動媒体の液面よりも高い位置に開口し、他端が常に第２容器１４１内における液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口している。本実施形態における気体流路１６０の一端は、第１容器１３１の上面近傍に開口している。また、気体通路１６０の他端は、第２容器１４１の上面に開口している。気体弁１６１は、気体流路１６０から吐出される作動媒体量を調整するバルブである。ここで、液体弁１５１および気体弁１６１は、本発明の流路開閉手段に相当する。また、本実施形態における作動媒体は、硫酸水溶液であり、第１容器１３１及び第２容器１４１内は作動媒体の蒸気以外は存在しない略真空状態となっている。第１容器１３１及び第２容器１４１内を真空状態にして作動媒体を封入することで、空気が作動媒体の凝縮を邪魔することを防止している。
【００３８】
また、本実施形態における蓄熱装置１００は、第１上流弁１１３、第１下流弁１１４、第２上流弁１２３、第２下流弁１２４、液体弁１５１および気体弁１６１の開閉制御を行う図示しない制御装置を備えている。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータとその周辺回路とを備えて構成されており、第１上流弁１１３、第１下流弁１１４、第２上流弁１２３、第２下流弁１２４、液体弁１５１および気体弁１６１の開閉制御を行い、後述する蓄熱維持モード、熱回収モードおよび蓄熱モードへの設定を可能とするものである。
【００３９】
次に、本実施形態における蓄熱装置１００の作動について、図２〜図４を用いて説明する。図２は、本実施形態における蓄熱装置１００の各モード時のおける状態を示す模式図である。図３は、硫酸水溶液の濃度に対する無限希釈エンタルピーを示すグラフである。図４は、本実施形態における第１容器１３１および第２容器１４１内の液相作動媒体の蒸気圧力変化を示すグラフである。図４は、その縦軸が蒸気圧（Ｐａ）を示し（対数表示）、その横軸が温度（℃）を示す片対数グラフである。図４では、液相作動媒体のモル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）をパラメータにして、蒸気圧と温度との関係を示している。図４中の黒丸ａは、第１容器１３１内の液相作動媒体の状態を示しており、白丸ｂ、ｃは、第２容器１４１内の液相作動媒体の状態を示している。ここで、本実施形態における蓄熱装置１００は、例えば、外気温が２０度（℃）の環境で使用されている。また、エンジン１０１内を流れる冷却水の温度は、暖機後の通常運転時に、例えば、９０度（℃）程度に維持されるようになっている。
【００４０】
まず、車両始動前段階においては、図示しない制御装置は、液体弁１５１および気体弁１６１を閉めて液体流路１５０および気体流路１６０を閉状態とする。そして、第１容器１３１内には、薄い濃度（例えば、０．０１ｍｏｌ／ｋｇ）の液相作動媒体が封入され、第２容器１４１内には、濃い濃度（例えば、５５．５１ｍｏｌ／ｋｇ）の液相作動媒体が封入されている。
【００４１】
１．熱回収モード（図２ａ）
まず、蓄熱装置１００は、エンジン１０１の始動直後、制御装置によって熱回収モードに設定される。熱回収モードにおいて、制御装置は、第１上流弁１１３および第１下流弁１１４を閉めて凝縮器１３２を非作動状態とし、第２上流弁１２３および第２下流弁１２４を開けて蒸発器１４２を作動状態とし、液体弁１５１および気体弁１６１を開けて液体流路１５０および気体流路１６０を開状態とする。
【００４２】
熱回収モードでは、液体流路１５０を介して、第１容器１３１内の濃度の薄い作動媒体を第２容器１４１内に吐出させて第２容器１４１内の濃度の濃い作動媒体を希釈するとともに、低温の冷却水が内部を流れる蒸発器１４２によって、希釈された作動媒体が放出する希釈熱を回収する。希釈熱とは、濃い作動媒体が薄い作動媒体によって希釈されると、元の濃度と薄められた濃度との濃度差に応じて放出される熱である。例えば、第１容器１３１内の０．０１ｍｏｌ／ｋｇの液相作動媒体を第２容器１４１内に吐出させて第２容器１４１内の５５．５１ｍｏｌ／ｋｇの液相作動媒体を希釈し、第２容器１４１内の液相作動媒体濃度が１０ｍｏｌ／ｋｇとなったとする。このとき発生する希釈熱は、図３に示す硫酸水溶液の無限希釈エンタルピーと、希釈熱を算出する下記の数式１より約３６ｋＪ／ｍｏｌが放出される。ここで、気体流路１６０は、第２容器１４１内における気相作動媒体を第１容器１３１内に吐出し第１容器と第２容器内の圧力を均圧させることで、第１容器内の作動媒体がスムーズに第２容器内へ流れるようにしている。
【００４３】
【数１】
2010169300.tif 000003
【００４４】
その結果、蒸発器１４２にて回収された希釈熱によって、蒸発器１４２内を流通する低温の冷却水は短時間で暖機に適した温度に加熱される。尚、短時間とは、具体的に５分程度である。そして、加熱された冷却水をエンジン１０１内に流してエンジン１０１を暖機する。或いは、加熱された冷却水をヒータコア１２２内に流して車室内を暖房する。また、制御装置は、液体流路１５０を介して第１容器１３１内の液相作動媒体を第２容器１４１内に吐出し終えると、液体弁１５１を閉めて液体流路１５０を閉状態とする。
【００４５】
２．蓄熱モード（図２ｂ）
蓄熱装置１００は、第１容器１３１内において液相作動媒体が無くなり熱回収が終了すると、制御装置によって熱回収モードから蓄熱モードに設定される。蓄熱モードにおいて、第１上流弁１１３および第１下流弁１１４を開けて凝縮器１３２を作動状態とし、第２上流弁１２３および第２下流弁１２４を開けて蒸発器１４２を作動状態とし、液体弁１５１を閉めて液体流路１５０を閉状態とし、気体弁１６１を開けて気体流路１６０を開状態とする。
【００４６】
蓄熱モードでは、上記熱回収モードの後に適温（９０℃）となった冷却水が内部を流れる蒸発器１４２によって、第２容器１４１内の液相作動媒体を蒸発させるとともに、低温（外気温度と同等の２０℃）の凝縮水が内部を流れる凝縮器１３２によって、気体流路１６０を介して第２容器１４１内から第１容器１３１内に吐出された気相作動媒体を凝縮させる。ここで、各容器１３１、１４１内には、水蒸気と作動媒体の蒸気とが存在するが、水蒸気圧の方が作動媒体の蒸気圧よりも大きい為、蒸気の大部分は、水蒸気となる。
【００４７】
図４を用いて説明すると、第１容器１３１内の温度は、低温（２０℃）の第１熱媒体が内部を流れる凝縮器１３２によって、略２０度（℃）となり、第１容器１３１内の蒸気は、大部分が水蒸気であるため、第１容器１３１内の状態は、図４中の黒丸ａとなる。つまり、第１容器１３１内は、水蒸気（硫酸モル濃度約０ｍｏｌ／ｋｇ）における温度２０度（℃）、蒸気圧２．３ｋＰａの状態となる。
【００４８】
一方、第２容器１４１内の温度は、適温（９０℃）の冷却水が内部を流れる蒸発器１４２によって、略９０度（℃）となる。このとき、第２容器１４１内の液相作動媒体が例えば１０ｍｏｌ／ｋｇであった場合、第２容器１４１内の蒸気圧は図４中の白丸ｂ（２８．９ｋＰａ）まで上昇することとなる。しかし、第１容器１３１と第２容器１４１とは、気体流路１６０にて連通している為、第２容器１４１内の蒸気は、第１容器１３１内と第２容器１４１内に生じた差圧によって第１容器１３１内へ移動し、凝縮器１３２表面で凝縮する。この過程において、第２容器１４１内の作動媒体の濃度が次第に上昇していく。そして、第２容器１４１内の液相作動媒体の蒸気圧が第１容器１３１内の蒸気圧（２．３ｋＰａ）付近まで濃縮されると、第２容器１４１内の作動媒体濃度は約３０ｍｏｌ／ｋｇまで上昇する（図４中の白丸ｃ）。この条件においては、これ以上作動媒体の濃縮が進まなくなる。
【００４９】
その結果、蓄熱モードでは、第１容器１３１内の液相作動媒体と第２容器１４１内の液相作動媒体との間に濃度差がつけられることになり、従って、第２容器１４１内における液相作動媒体の濃度は濃くなり、一方、第１容器１３１内には、濃度の薄い液相作動媒体が貯留される。そして、制御装置は、第１容器１３１内の圧力と第２容器１４１内の圧力とが等しくなると、第２容器１４１内の液相作動媒体の濃縮反応は終了し、気体弁１６１を閉めて気体流路１６０を閉状態とする。
【００５０】
３．蓄熱維持モード（図２ｃ）
蓄熱装置１００は、第１容器１３１内における液相作動媒体の蒸気圧と、第２容器１４１内における液相作動媒体の蒸気圧とが等しくなり蓄熱が終了すると、制御装置によって蓄熱モードから蓄熱維持モードに設定される。蓄熱維持モードにおいて、第１上流弁１１３および第１下流弁１１４を閉めて凝縮器１３２を非作動状態とし、第２上流弁１２３および第２下流弁１２４を閉めて蒸発器１４２を非作動状態とし、液体弁１５１および気体弁１６１を閉めて液体流路１５０および気体流路１６０を閉状態とする。
【００５１】
蓄熱維持モードでは、初期状態のように、第１容器１３１内に濃度の薄い作動媒体を液相状態で封入し、第２容器１４１内に第１容器１３１内に封入された作動媒体より濃度の濃い作動媒体を液相状態で封入し、第１容器１３１および第２容器１４１内に封入された作動媒体は、各濃度のまま維持される。
【００５２】
その結果、第１容器１３１内には、図４中黒丸ａの濃度の薄い作動媒体（約０ｍｏｌ／ｋｇ）が液相状態で封入され、第２容器１４１内には、図４中白丸ｃの濃度の濃い作動媒体（約３０ｍｏｌ／ｋｇ）が液相状態で封入される。そして、エンジン１０１が停止して冷却水が低温（２０℃）となった後、再びエンジン１０１を始動させた場合に備えて、高いエネルギ密度で蓄熱維持する。そして、再びエンジン１０１が始動されると、上記熱回収モードの実行が可能となり、以下、蓄熱モード、蓄熱維持モードが順に実行されるのである。
【００５３】
以下、本実施形態における蓄熱装置１００の作用効果について述べると、本実施形態における蓄熱装置１００は、熱回収モードにおいて、第１容器１３１内の液相作動媒体を液体流路１５０を介して第２容器１４１内に吐出させ、第２容器１４１内の液相作動媒体を希釈することで放出される希釈熱を希釈熱回収手段によって回収することができる。また、蓄熱モードにおいて、蒸発手段によって蒸発させ第２容器１４１内の液相作動媒体の濃度を濃くするとともに、蒸発手段によって蒸発した第２容器１４１内の気相作動媒体を気体流路１６０を介して第１容器１３１内に吐出させ、凝縮手段よって凝縮させることで第１容器１３１内に濃度の薄い液相作動媒体を貯留することができる。そして、蓄熱維持モードにおいて、第１容器１３１内に濃度の薄い液相作動媒体を封入し、一方、第２容器１４１内に濃度の濃い液相作動媒体を封入することによって希釈熱を蓄熱維持することができる。これらのモードを制御装置によって繰り返し設定することで、水のみの顕熱蓄熱方式に比べて高いエネルギ密度で蓄熱することが可能となる。また、希釈される作動媒体、及び希釈する作動媒体がともに液相状態で封入されているので、希釈熱回収モードにおいて、第２容器１４１内における作動媒体の希釈速度を速め、短時間で大きな熱量を回収することが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態では、液体流路１５０の一端が、常に第１容器１３１内における液相作動媒体の液面よりも低い位置に開口しているので、第１容器１３１内における液相作動媒体を重力によって液体流路１５０を通過させることができ、簡易な構造で液体流路１５０を構成することが可能となる。また、液体流路１５０の他端が、常に第２容器１４１内における液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口しているので、液体流路１５０の逆流を防止することが可能となる。ここで、液体流路１５０の逆流とは、液体流路１５０を介して第２容器１４１内における液相作動媒体が、第１容器１３１内に流出することである。更に、気体流路１６０の一端が、常に第１容器１３１内における液相作動媒体の液面よりも高い位置に開口しているので、第１容器１３１内における液相作動媒体が、気体流路１６０を介して第２容器１４１内に流出することを防止することが可能となる。また、気体流路１６０の他端が、常に第２容器１４１内における液相作動媒体の液面よりの高い位置に開口しているので、第２容器１４１内における液相作動媒体が、気体流路１６０を介して第１容器１３１内に流出することを防止することが可能となる。
【００５５】
また、凝縮部を、凝縮器１３２の一部が液相作動媒体の液面よりも常に高い位置になるように配置しているので、凝縮器１３２と第１容器１３１内の気相作動媒体との熱交換を促進することが可能となる。
【００５６】
また、蒸発器１４２を、蒸発器１４２の一部が液相作動媒体の液面よりも常に低い位置になるように配置しているので、蒸発器１４２と第１容器１３１内の液相作動媒体との熱交換を促進することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態における蓄熱装置１００は、図５に示すように、外気温が２０度（℃）から０度（℃）に低下すると、第１容器１３１内の液相作動媒体は、黒丸ａから黒丸ｄになり、第２容器１４１内における液相作動媒体の蓄熱モードで得られる到達濃度は、第１容器１３１内における液相作動媒体の蒸気圧に応じて上昇し、白丸ｂ（約３０ｍｏｌ／ｋｇ）から白丸ｅ（約６０ｍｏｌ／ｋｇ）となる。図５は、本実施形態における蓄熱装置１００の第１容器１３１および第２容器１４１内における液相作動媒体の蒸気圧力変化を示すグラフ（冬季）である。つまり、本実施形態における蓄熱装置１００は、外気温が低いほど、各容器１３１、１４１内の作動媒体の濃度差を大きくすることができ、その結果、高いエネルギ密度の蓄熱が望まれる冬季において、夏季より高いエネルギ密度で蓄熱することが可能となる。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における蓄熱装置２００を有する給湯器２０２について、図６を用いて説明する。ここで、本実施形態を含む以下の各実施形態において、既に説明した実施形態と同一、又は相当する構成については、同一符号を付し、その重複説明を省略する。図６は、本実施形態における蓄熱装置２００を有する給湯器２０２の概略構成を示す模式図である。
【００５９】
本実施形態のおける蓄熱装置２００は、太陽熱を利用して温水を作り出す給湯器２０２に搭載されている。給湯器２０２は、ソーラー回路２１０と給水回路２２０と貯湯タンク２７０と蓄熱装置２００と図示しない制御装置とを有している。ソーラー回路２１０は、ソーラーパネル２０１、蒸発器１４２、ソーラー加熱器２１３、ソーラーポンプ２１１、ソーラー弁２１２の順に配管接続されている。更に、ソーラーパネル２０１と蒸発器１４２との間からソーラーポンプ２１１とソーラー弁２１２との間へソーラーパネル２０１等をバイパスするバイパス路２１４ａが設けられており、そのバイパス路２１４ａには、バイパス弁２１４が設けられている。一方、給水回路２２０は、給水源から凝縮器１３２、給水弁２２１、貯湯タンク２７０内へ順に配管接続されて構成されている。
【００６０】
以下、各構成部品について詳細に述べると、ソーラー回路２１０内では、第３熱媒体であるソーラー水が還流している。ソーラーパネル２００は、太陽熱を集熱する集熱器である。ソーラー加熱器２１３は、貯湯タンク２７０内の温水とソーラー水とを熱交換させて温水を加熱する熱交換器である。ソーラーポンプ２１１は、ソーラー水をソーラー回路２１０内を還流させるための流体装置である。ソーラー弁２１２は、ソーラーパネル２０１に流入するソーラー水量を調整するためのバルブである。バイパス弁２１４は、バイパス路２１４ａ内を流れるソーラー水量を調整するためのバルブである。
【００６１】
給水回路２２０は、給水源から貯湯タンク２７０内に給水するための回路で、給水回路２２０内では、第４熱媒体である給水が給水源から貯湯タンク２７０内に向かって流れている。給水弁２２１は、凝縮器１３２から流出する給水量を調整するためのバルブである。
【００６２】
貯湯タンク２７０内には、温水が貯められている。貯湯タンク２７０は、ソーラー回路２１０内に配設されたソーラー加熱器２１３と、貯湯加熱器２７１と、流出管２７２とを有している。ソーラー加熱器２１３は、貯湯タンク２７０内下部に収納されるとともに、ソーラー加熱器２１３の少なくとも一部が、常に貯湯タンク２７０内における温水の液面より低い位置になるように配置されている。貯湯加熱器２７１は、貯湯加熱器２７１内を流れる第５熱媒体と貯湯タンク２７０内の温水とを熱交換させて温水を加熱する熱交換器である。貯湯加熱器２７１は、貯湯タンク２７０内に収納されるとともに、貯湯加熱器２７１の少なくとも一部が、常に貯湯タンク２７０内における温水の液面より低い位置になるように配置されている。流出管２７２は、貯湯タンク２７０内に貯められた温水を給湯器２０２の使用者へ供給するための配管であり、その内部が貯湯タンク２７０内に連通するように設けられている。流出管２７２には、流出弁２７３が設けられている。流出弁２７３は、流出管２７２内を流れる温水量を調整するためのバルブである。なお、蓄熱装置２００は、上記第１実施形態において車両に搭載される蓄熱装置１００と略同じ構成であるので、説明を省略する。
【００６３】
また、本実施形態における図示しない制御装置は、給湯器２０２を蓄熱モード、熱回収モード、蓄熱維持モードに設定可能なものである。図６の（ａ）は、蓄熱モードにおける給湯器２０２の状態を示しており、図６の（ｂ）は、熱回収モードにおける給湯器２０２の状態を示している。
【００６４】
次に、第２実施形態における蓄熱装置２００を有する給湯器２０２の作動について説明する。日中など、太陽熱が発生している場合、ソーラーパネル２０１にて太陽熱を集熱し、ソーラー水を介してソーラー加熱器２１３にて貯湯タンク２７０内の温水を加熱する。そして、貯湯タンク２７０内の温水は、流出管２７２を介して給湯器２０２の使用者に提供される。また、給湯器２０２は、貯湯タンク２７０内の温水量に応じて給水源から給水回路２２０を介して貯湯タンク２７０内に給水している。
【００６５】
太陽熱が余剰に発生する場合において、給湯器２０２は、蓄熱モードに設定される。蓄熱モードにおいて、給水弁２２１を開けて凝縮器１３２を作動状態とし、ソーラー弁２１２を開けるとともにバイパス弁２１４を閉めてソーラーパネル２０１および蒸発器１４２を作動状態とし、液体弁１５１を閉めて液体流路１５０を閉状態とし、気体弁１６１を開けて気体流路１６０を開状態とする。そして、余剰に発生した太陽熱によって高温となったソーラー水をソーラーポンプ２１１によって蒸発器１４２の内部に流し、給水源から低温（外気温）の給水を凝縮器１３２の内部に流す。その結果、蒸発器１４２によって、第２容器１４１内の液相作動媒体を蒸発させるとともに、凝縮器１３２によって、気体流路１６０を介して第２容器１４１内から第１容器１３１内に吐出された気相作動媒体を凝縮させることができる。また、作動媒体である硫酸の蒸気圧が水の蒸気圧に比べて小さいことから、第２容器１４１内における液相作動媒体の濃度は濃くなり、一方、第１容器１３１内には、濃度の薄い液相作動媒体が貯留される。
【００６６】
その後、第１容器１３１内における液相作動媒体の蒸気圧と、第２容器１４１内における液相作動媒体の蒸気圧とが等しくなり蓄熱が終了すると、蓄熱モードから蓄熱維持モードに設定される。蓄熱維持モードにおいて、液体弁１５１および気体弁１６１を閉めて液体流路１５０および気体流路１６０を閉状態とする。そして、第１容器１３１内に濃度の薄い作動媒体を液相状態で封入し、第２容器１４１内に第１容器１３１内に封入された作動媒体より濃度の濃い作動媒体を液相状態で封入する。従って、凝縮器１３２によって第１容器１３１内の気相作動媒体が凝縮することが無く、蒸発器１４２によって第２容器１４１内の液相作動媒体が蒸発することも無く、第１容器１３１と第２容器１４１との間に作動媒体の行き来が無い状態となり、第１容器１３１および第２容器１４１内に封入された作動媒体は、各濃度のまま維持される。尚、本実施形態における蓄熱維持モードでは、ソーラーポンプ２１１は、非作動状態に制御され、ソーラー回路２１０を非運転状態としている。
【００６７】
そして、夜間など、太陽熱が得られない場合において使用者に給湯する場合、給湯器２０２は、熱回収モードに設定される。熱回収モードにおいて、給水弁２２１を閉めて凝縮器１３２を非作動状態とし、ソーラー弁２１２を閉めるとともにバイパス弁２１４を開けてソーラーパネル２０１を非作動状態とするとともに蒸発器１４２を作動状態とし、液体弁１５１および気体弁１６１を開けて液体流路１５０および気体流路１６０を開状態とする。そして、液体流路１５０を介して、第１容器１３１内の濃度の薄い作動媒体を第２容器１４１内に吐出させて第２容器１４１内の濃度の濃い作動媒体を希釈するとともに、ソーラーポンプ２１１を作動させて蒸発器１４２にソーラー水を流すことによって、希釈された作動媒体が放出する希釈熱を回収することができる。
【００６８】
本実施形態における給湯器２０２は、蓄熱装置２００を備え、蓄熱モード、蓄熱維持モードおよび熱回収モードに設定される。その結果、日中などに余剰に発生した太陽熱を高いエネルギ密度で蓄熱することが可能となり、また、夜間などの太陽熱が得られない状況において、短時間で貯湯タンク２７０内の温水を加熱することが可能となる。
【００６９】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、作動媒体は、硫酸水溶液であり、真空状態にて封入されているが、本発明は、これに限定されることは無い。作動媒体は、真空状態で封入されていなくても良い。また、作動媒体は、硫酸でなくても良く、希釈されると放熱する水溶液であれば良い。
【００７０】
また、上記各実施形態では、凝縮手段として、第１容器１３１内に収納された凝縮器１３２によって提供されているが、本発明は、これに限定されることは無い。例えば、凝縮手段は、図７に示すような第１容器３３１で提供されていても良い。図７は、他の実施形態における蓄熱装置３００の概略構成を示す模式図である。図７の（ａ）は、正面図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。第１容器３３１は、内部に作動媒体が液相状態で封入された第１内側容器３３２と、第１内側容器３３２を覆うように第１内側容器３３２を内部に収納する第１外側容器３３３とを備えている。第１外側容器３３３の一端部は、熱媒体の凝縮水（給水など）を第１外側容器３３３内に流入させる第１流入管３３５が設けられ、第１外側容器３３３の他端部には、熱媒体の凝縮水（給水など）を第１外側容器３３３内から流出させる第１流出管３３６が設けられている。そして、第１内側容器３３２内における気相作動媒体と、第１内側容器３３２と前記第１外側容器３３３との間を流動する熱媒体の凝縮水（給水など）とを熱交換させて、第１内側容器３３２内における気相作動媒体を凝縮させている。また、本実施形態では、第１内側容器３３２と第１外側容器３３３の間に熱交換を促進させる第１フィン３３４を配設している。本構成によれば、第１容器３３１内に凝縮器１３２等の凝縮手段を収納する必要が無くなるので、第１容器３３１の小型化を図ることが可能となる。また、第１外側容器３３３が第１内側容器３３２を覆うように内部に収納しているので、第１内側容器３３２内に封入された作動媒体の漏洩防止を図ることが可能となる。
【００７１】
また、上記各実施形態では、蒸発手段として、第２容器１４１に収納された蒸発器１４２によって提供されているが、本発明は、これに限定されることは無い。例えば、蒸発手段は、図７に示すような第２容器３４１で提供されていても良い。第２容器３４１は、内部に作動媒体が液相状態で封入された第２内側容器３４２と、第２内側容器３４２を覆うように第２内側容器３４２を内部に収納する第２外側容器３４３とを備えている。第２外側容器３４３の一端部は、熱媒体（冷却水、ソーラー水など）を第２外側容器３４３内に流入させる第２流入管３４５が設けられ、第２外側容器３４３の他端部には、熱媒体（冷却水、ソーラー水など）を第２外側容器３４３内から流出させる第２流出管３４６が設けられている。そして、第２内側容器３４２内における液相作動媒体と、第２内側容器３４２と前記第２外側容器３４３との間を流動する熱媒体（冷却水、ソーラー水など）とを熱交換させて、第２内側容器３４２内における液相作動媒体を蒸発させている。また、本実施形態では、第２内側容器３４２と第２外側容器３４３の間に熱交換を促進させる第２フィン３４４を配設している。本構成によれば、第２容器内３４１に蒸発器１４２等の蒸発手段を収納する必要が無くなる為、第２容器３４１の小型化を図ることが可能となる。また、第２外側容器３４３が第２内側容器３４２を覆うように内部に収納している為、第２内側容器３４２内に封入された作動媒体の漏洩防止を図ることが可能となる。
【００７２】
また、上記各実施形態の蓄熱装置１００、２００、３００は、内部に封入された作動媒体から外気への熱移動を遮断する断熱材４０２、５０２を備え、図８および図９に示すように、その断熱材４０２、５０２に覆われることが好ましい。図８は、他の実施形態における蓄熱装置４００の概略構成を示す模式図である。図９は、他の実施形態における蓄熱装置５００の概略構成を示す模式図である。図９の（ａ）は、正面図であり、図９の（ｂ）は、図９の（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。断熱材４０２、５０２が作動媒体から外気への熱移動を遮断するので、作動媒体の顕熱を蓄熱することが可能となる。また、断熱材４０２、５０２が蓄熱装置４００、５００を覆っているので、蓄熱装置４００、５００に対する衝撃を和らげるクッション材として機能し、蓄熱装置４００、５００内に封入された作動媒体の漏洩防止を図ることが可能となる。
【００７３】
また、上記各実施形態の蓄熱装置１００、２００、３００、４００、５００は、蒸発手段として、図１０に示すように、更に第２容器１４１内における液相作動媒体を加熱する発熱体６０３を有することが好ましい。図１０は、他の実施形態における蓄熱装置６００の概略構成を示す模式図である。発熱体６０３は、第２容器１４１の底方に設けられており、例えば、電気ヒータ等が適用される。発熱体６０３を備えることで、第２容器１４１内における液相作動媒体を加熱して温度上昇させることで、図１１に示すように、更に高濃度にすることが可能となる。図１１は、他の実施形態における蓄熱装置６００の第１容器１３１および第２容器１４１内における液相作動媒体の蒸気圧力変化を示すグラフ（発熱体６０３を有するもの）である。第２容器１４１内における液相作動媒体は、発熱体６０３に加熱されて９０度（℃）から１００度（℃）に温度上昇し、白丸ｂから白丸ｆとなる。その結果、更に高濃度の作動媒体を第２容器１４１内に封入することが可能となる。
【００７４】
また、上記各実施形態の第２ユニット１４０は、図１２に示すように、第２容器１４１内における液相作動媒体を攪拌する攪拌装置７０４を備えることが好ましい。図１２は、他の実施形態における蓄熱装置７００の概略構成を示す模式図である。攪拌装置７０４は、第２容器１４１の底方に設けられており、例えば、プロペラ羽根を有する電動モータ等が適用される。攪拌装置７０４を備えることで、第２容器１４１内の液相作動媒体の希釈速度を速め、更に短時間で希釈熱を回収することが可能となる。
【００７５】
また、上記各実施形態では、第２ユニット１４０は、第１ユニット１３０の下方に配置されているが、本発明は、これに限定されることは無い。例えば、第１ユニット１３０と第２ユニット１４０とは、図１３に示すように水平に配置されていても良い。図１３は、他の実施形態における蓄熱装置８００の概略構成を示す模式図である。液体流路１５０は、第１容器１３１の下方側および第２容器１４１の下方側に開口している。また、液体流路１５０は、第１容器１３１内の液相作動媒体を第２容器１４１内に吐出する液体ポンプ８０５を有している。また、気体流路１６０は、第１容器１３１の上方側および第２容器１４１の上方側に開口している。本構成においても、上記各実施形態と同様の効果を奏することが可能である。
【００７６】
また、上記各実施形態では、希釈熱は、エンジン１０１を冷却する冷却水や、貯湯タンク２７０の温水を加熱するソーラー水に回収されているが、本発明は、これに限定されることは無い。例えば、潤滑油、具体的には、エンジンオイルやＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フルード）等に希釈熱を回収するようにしても良い。
【符号の説明】
【００７７】
１３０…第１ユニット
１３１…第１容器
１３２…凝縮器（凝縮手段）
１４０…第２ユニット
１４１…第２容器
１４２…蒸発器（蒸発手段、希釈熱回収手段）
１５０…液体流路
１５１…液体弁（流路開閉手段）
１６０…気体流路
１６１…気体弁（流路開閉手段）
３３１…第１容器（凝縮手段）
３３２…第１内側容器
３３３…第１外側容器
３４１…第２容器（蒸発手段、希釈熱回収手段）
３４２…第２内側容器
３４３…第２外側容器
４０２、５０２…断熱材
６０３…発熱体
７０４…攪拌装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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