(57)【要約】【課題】熱交換対象物の外周に容易に着脱することが可能であるとともに、熱交換対象物との熱交換面積をより多く確保することが可能な蓄熱装置を提供する。【解決手段】蓄熱装置１は、蓄熱部２と、支持手段１１と、保持手段２１とを備える。蓄熱部２は相変化材料の蓄熱材３を有する。支持手段１１は、複数の支持部材１２及びヒンジ１４を有する。各支持部材１２に蓄熱部２をそれぞれ支持する。隣接された支持部材１２同士をヒンジ１４で接続する。保持手段２１によって蓄熱部２を熱交換位置に保持することを特徴としている。【選択図】図１
2014102040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化材料の蓄熱材を有する蓄熱部と、
この蓄熱部をそれぞれ支持する複数の支持部材、及び隣接された前記支持部材同士を接続したヒンジを有する支持手段と、
前記各支持部材の動きを拘束して前記蓄熱部を熱交換位置に保持する保持手段と、
を具備することを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記各蓄熱部が円弧状の熱交換面を有し、これらの熱交換面の接触角が１８０°以下で、かつ、前記各蓄熱部が熱交換位置に配置された状態で前記各蓄熱部が並んで配置され、これら蓄熱部の接触角の合計が１８０°を超え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】
前記各蓄熱部は、前記蓄熱材及びこの蓄熱材を収容するとともに収容された前記蓄熱材の液圧に応じて自在に変形する薄肉でかつ柔軟性を有する材料で形成された容器を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱装置。
【請求項４】
前記保持手段は弾性変形をする材料で形成され、この保持手段の弾性力で、前記蓄熱部が熱交換位置から離れる方向への前記各支持部材の動きを拘束したことを特徴とする請求項３に記載の蓄熱装置。
【請求項５】
前記保持手段がコイルばねであり、このコイルばねを、引張り状態に弾性変形させて、前記ヒンジで接続された各支持部材のうちで両端部に位置された支持部材の自由端部にわたって配置したことを特徴とする請求項４に記載の蓄熱装置。
【請求項６】
冷媒管に冷媒を循環させる圧縮機を有するヒートポンプ式の空気調和機において、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の蓄熱装置を備え、この蓄熱装置が有する蓄熱部を、前記圧縮機と熱交換できるように前記圧縮機に接して配置したことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、相変化蓄熱材を有する蓄熱装置、及びこの装置を備える空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
相変化材料の蓄熱材は、その融点にて固体から液体に相変化する際に吸熱し、液体から固体に相変化する特徴を有している。例えば空気調和機の暖房運転時に、圧縮機排熱を相変化材料の蓄熱材に吸収し、冬季等のように温度が低い条件下で空気調和機の運転が開始される場合、蓄熱材に蓄えた熱を圧縮機等に放出することが提案されている。これによれば、圧縮機の運転に伴って循環される冷媒の温度上昇が早められる結果、空気調和機の室内機から暖房のための温風を速やかに吹出すことが可能となる。
【０００３】
相変化蓄熱材を有する蓄熱装置の吸熱及び放熱の性能を向上させるためには、圧縮機等の熱交換対象物と蓄熱装置との熱交換面積をより多く確保することが求められる。
【０００４】
一方、熱交換対象物は種々考えられ、その種類によって外形形状が異なる。例えば、前述の空気調和機が備える圧縮機は、その外郭が略円柱をなしている。この圧縮機の外周にその周方向に沿って蓄熱装置を１８０°以上にわたり設ければ、圧縮機と蓄熱装置との熱交換面積をより多く確保することが可能となる。
【０００５】
このような熱交換対象物の外形形状に対応した内径を有する筒形に蓄熱装置を形成した場合、この蓄熱装置を例えば圧縮機に取付けるには、圧縮機の上方又は下方から筒形の蓄熱装置を嵌め込めばよい。しかし、例えば圧縮機においては、サクションパイプ、冷媒管、熱交換器に至る配管、底板等が連結されているので、これらが邪魔となって蓄熱装置を圧縮機の外周に嵌めることができないという課題がある。
【０００６】
そこで、前記管類等の外部部品が取付けられる前の段階で蓄熱装置を取付け、その後に管類等の外部部品を溶接などで圧縮機に接続することが考えられる。このようにした場合、外部部品が接続された後においては、圧縮機の外周に嵌合された蓄熱装置を外すことができなくなるので、蓄熱装置のメンテナンスが不可能になる。更に、現状では、サクションパイプ等の外部部品が予め接続された状態の圧縮機が組立工程に供給されている。そのため、既述の対応を講じることは、製造ラインの工程を大きく変更することが必要となる結果、製造コストが大幅に増えるという不利益がもたらされる。
【０００７】
一方、圧縮機などの熱交換対象物に対してその側方から蓄熱装置を嵌めて取付けることも考えられる。この場合、蓄熱装置の平面視形状が１８０°を超えて略Ｕ字形状になっていると、蓄熱装置を無理やり開く必要がある、という課題がある。これでは、蓄熱装置を取付ける手間が面倒であるばかりでなく、蓄熱装置の蓄熱部が熱交換対象物の外周で強く擦られて損傷する虞が考えられる。これにより、蓄熱装置の平面視形状は１８０°を少し超えた程度に制約される。したがって、熱交換対象物と蓄熱装置との熱交換面積をより多く確保する上では不利である、という課題がある。
【０００８】
こうした事情から蓄熱装置の平面視形状を１８０°以下の略Ｕ字形状にすると、熱交換対象物に対してその側方から蓄熱装置を嵌めて取付けること可能となる。しかし、この場合、熱交換対象物と蓄熱装置との熱交換面積が１８０°以下に制限されてしまうので、より多くの熱交換面積を確保する上では不利である、という課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−１４３０６０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６３６６２号公報
【特許文献３】特開２０１２−５２６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
実施形態は、熱交換対象物の外周に容易に着脱することが可能であるとともに、熱交換対象物との熱交換面積をより多く確保することが可能な蓄熱装置、及びこの蓄熱装置を備える空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、実施形態の蓄熱装置は、蓄熱部と、支持手段と、保持手段とを備える。蓄熱部は相変化材料の蓄熱材を有する。支持手段は、複数の支持部材及びヒンジを有する。各支持部材に蓄熱部をそれぞれ支持する。隣接された支持部材同士をヒンジで接続する。保持手段によって蓄熱部を熱交換位置に保持することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施の形態に係る蓄熱装置を、模式的に描いた熱交換対象物である圧縮機とともに示す横断平面図である。
【図２】一実施の形態に係る蓄熱装置を、模式的に描いた圧縮機とともに縦断側面図である。
【図３】図１中Ｆ３部を拡大してヒンジを示す断面図である。
【図４】一実施の形態に係る蓄熱装置が備える支持手段を、開かれた状態で、かつ、一部を切欠いて示す平面図である。
【図５】一実施の形態に係る蓄熱装置が備える蓄熱部を、適正な形状を保持している状態で一部切欠いて示す平面図である。
【図６】一実施の形態に係る蓄熱装置が備える蓄熱部を、適正な形状を保持している状態で示す縦断側面図である。
【図７】一実施の形態に係る蓄熱装置を、模式的に描いた圧縮機に取付ける第１手順を示す横断平面図である。
【図８】一実施の形態に係る蓄熱装置を、模式的に描いた圧縮機に取付ける第２手順を示す横断平面図である。
【図９】一実施の形態に係る蓄熱装置を、模式的に描いた圧縮機に取付ける第３手順を示す横断平面図である。
【図１０】一実施の形態に係る蓄熱装置を備える空気調和機の冷凍サイクルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、一実施の形態に係る蓄熱装置及びこれを備えた空気調和機について、図１〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように蓄熱装置１は、蓄熱部２と、支持手段１１と、保持手段２１とを備えている。
【００１５】
蓄熱部２は、蓄熱材３及び容器４を有している。蓄熱材３は、融点にて固体から液体に相変化する際に吸熱し、液体から固体に相変化する特徴を有した物質（ＰＣＭ；Phase Change Material）からなり、相変化蓄熱材又は潜熱蓄熱材とも称される。このような蓄熱材として、例えば酢酸ナトリウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、パラフィン等を用いることが可能である。
【００１６】
蓄熱材３が酢酸ナトリウ水和物である場合、この物質の蓄熱密度は水の蓄熱密度より大きい。このため、蓄熱部２の小形化、具体的には容器４を薄くできることによる小形化を実現でき、蓄熱装置１の設置スペースを小さくすることが可能である。
【００１７】
容器４は蓄熱材３を収容している。この容器４は、内部に充填された蓄熱材３の液圧に応じて自在に変形する柔軟性を有するとともに、耐蓄熱材性（つまり、蓄熱材３により腐食されない性質）を有している。このような性質を有する材料として、例えばビニール等のプラスチックス又はアルミニウム等の金属をフィルム状に薄く(例えば肉厚が略１００μｍ)した材料、若しくはこれら異種のフィルム状材料を積層した複合材を用いることが可能である。こうした材料を用いて容器４は袋状のパック部品として形成される。
【００１８】
蓄熱部２はその使用状態で、後述する圧縮機（熱交換対象物）の外郭形状の少なくとも一部に面接触ができる適正形状、具体的には図５に例示するように平面視円弧形状に、後述の支持手段１１によって支持される。
【００１９】
蓄熱部２の各面を図５及び図６により説明する。符号５ａは円弧状の第１側面、符号５ｂは第２側面を示している。第２側面５ｂも例えば円弧状であり、これら第１側面５ａと第２側面５ｂは略平行である。熱交換面として機能する第１側面５ａは前記外郭形状の一部に倣う円弧形状をなしている。符号５ｃは第１側面５ａと第２側面５ｂの幅方向(円弧が延びる方向)の一端を一体に接続した第１端面、符号５ｄは第１側面５ａと第２側面５ｂの幅方項の一端を一体に接続した第２端面を示している。更に、符号５ｅは上端面、符号５ｆは下端面を示している。
【００２０】
熱交換面をなす第１側面５ａの接触角θ（図１及び図７参照）は１８０°以下である。ここで、接触角θとは、後述する圧縮機３２の外周に接する蓄熱部２が接して配置された状態で、圧縮機３２の周方向に沿った第１側面５ａの幅方向両端と圧縮機３２の中心を結ぶ直線で挟まれる角度を指している。
【００２１】
図１に示すように支持手段１１は、複数例えば２個の支持部材１２と、これらを接続したヒンジ１４を備えている。
【００２２】
各支持部材１２は容器４より剛性が高い材料、例えば、厚さが０．３ｍｍのステンレス、又は厚さが１ｍｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等で形成されている。これらの支持部材１２は、その素材が金属の場合プレス型により成型され、又、プラスチックスの場合、射出成形或いは成型された平板をプレス型で曲げ加工して得られる一体品である。
【００２３】
支持部材１２は、図４等に示すように基部１２ａ、下側支持部１２ｂ、上側支持部１２ｃ、第１側方支持部１２ｄ、及び第２側方支持部１２ｅを有している。
【００２４】
基部１２ａは例えば板で形成されている。この基部１２ａは、第２側面５ｂに応じた形状であり例えば円弧状に曲がっている。下側支持部１２ｂは、基部１２ａの円弧の中心側、換言すれば、支持部材１２に支持された蓄熱部２が後述の熱交換対象物と熱交換をする側(以下、熱交換側と称する。)に向けて、基部１２ａの下縁から略直角に折れ曲がった状態に突出されている。同様に、上側支持部１２ｃは下側支持部１２ｂと平行に設けられている。したがって、この上側支持部１２ｃも、支持部材１２に支持された蓄熱部２の熱交換側に向けて、基部１２ａの上縁から略直角に折れ曲がった状態に突出されている。これら下側支持部１２ｂと上側支持部１２ｃの突出方向の縁は、基部１２ａと平行であり例えば円弧状に曲がっている。
【００２５】
第１側方支持部１２ｄは、支持部材１２に支持された蓄熱部２熱交換側に向けて、基部１２ａの幅方向(円弧が延びる方向)の一側縁から略直角に折れ曲がった状態に突出されている。同様に、第２側方支持部１２ｅも、支持部材１２に支持された蓄熱部２の熱交換側に向けて、基部１２ａの幅方向(円弧が延びる方向)の一側縁から略直角に折れ曲がった状態に突出されている。これら第１側方支持部１２ｄと第２側方支持部１２ｅは上下方向に延びている。
【００２６】
第１側方支持部１２ｄの下端は下側支持部１２ｂの一端に接続され、それにより、第１側方支持部１２ｄと下側支持部１２ｂとは略直角をなして一体に連続している。第１側方支持部１２ｄの上端は上側支持部１２ｃの一端に接続され、それにより、第１側方支持部１２ｄと上側支持部１２ｃとは略直角をなして一体に連続している。
【００２７】
同様に、第２側方支持部１２ｅの下端は下側支持部１２ｂの一端に接続され、それにより、第２側方支持部１２ｅと下側支持部１２ｂとは略直角をなして一体に連続している。第２側方支持部１２ｅの上端は上側支持部１２ｃの一端に接続され、それにより、第２側方支持部１２ｅと上側支持部１２ｃとは略直角をなして一体に連続している。
【００２８】
したがって、支持部材１２は、互に連続した各支持部１２ｂ〜１２ｅの突出側に開口を有する箱状に形成されている。この構成は、支持部材１２の剛性をより高くできるので好ましい。
【００２９】
隣接する支持部材１２は、ヒンジ１４によって回動可能に接続され、このヒンジ１４を中心とする回動により隣接する支持部材１２間が開閉される。
【００３０】
図３に示すようにヒンジ１４は、例えば接続凸部１５，１６及びヒンジ軸１７を有する蝶番で形成されている。接続凸部１５は、一方の支持部材１２が有した基部１２ａの第２側方支持部１２ｅ側の端部に一体に突設されている。同様に、接続凸部１６は、他方の支持部材１２が有した基部１２ａの第２側方支持部１２ｅ側の端部に一体に突設されている。これら接続凸部１５，１６は上下に重ね合わされる接続部位を有している。隣接された支持部材１２の回動中心をなすヒンジ軸１７は、接続凸部１５，１６の接続部位を貫通して両支持部材１２を接続している。
【００３１】
なお、ヒンジ１４は蝶番に制約されない。例えば隣接する支持部材１２がプラスチックス製である場合、これら支持部材１２にヒンジを一体に成形することが可能である。この場合のヒンジ１４は、それ自体が可撓変形して、隣接する支持部材１２の回動中心をなすセルフヒンジとして形成される。
【００３２】
図１及び図２に示すように各支持部材１２の内側に前記蓄熱部２が嵌り込んだ状態で支持されている。
【００３３】
詳しくは、蓄熱部２が有する容器４の第２側面５ｂは、基部１２ａに略面接触する状態でこの基部１２ａに支持されている。換言すれば、基部１２ａは、蓄熱部２をその熱交換側（つまり、熱交換面をなす第１側面５ａ側）と反対側から支持している。
【００３４】
これとともに、蓄熱部２が有する容器４の下端面５ｆは下側支持部１２ｂに略面接触され、それにより、蓄熱部２はその下方から下側支持部１２ｂで支持されている。同様に蓄熱部２が有する容器４の上端面５ｅは上側支持部１２ｃに略面接触され、それにより、蓄熱部２はその上方から上側支持部１２ｃで支持されている。したがって、蓄熱部２はその上下方向に支持部材１２の下側支持部１２ｂと上側支持部１２ｃとで挟まれている。
【００３５】
更に、蓄熱部２が有する容器４の第１端面５ｃは側方支持部１２ｄに略面接触され、それにより、蓄熱部２は幅方向に沿って側方支持部１２ｄで支持されている。同様に、蓄熱部２が有する容器４の第２端面５ｄは側方支持部１２ｅに略面接触され、それにより、蓄熱部２は幅方向に沿って側方支持部１２ｅで支持されている。したがって、蓄熱部２はその幅方向に支持部材１２の側方支持部１２ｄと側方支持部１２ｅとで挟まれている。
【００３６】
蓄熱部２の体積は蓄熱材３の相変化により変化する。例えば、蓄熱材３が液状態であるときの体積より固体状態での体積の方が小さくなる相変化材料で蓄熱材３が形成されている条件では、この蓄熱材３が相変化により収縮した場合（換言すれば、蓄熱材３が溶解した状態から放熱を伴って固化した場合）に、蓄熱部２の体積は最小となる。蓄熱部２の厚みは、蓄熱材３の体積が最小であるときにおいても、熱交換面である第１側面５ａと基部１２ａに接した第２側面５ｂとの間の距離で規定される。前記のように支持部材１２に支持された蓄熱部２の厚みに対して、支持部材１２の各支持部１２ｂ〜１２ｅの突出寸法は短く設定されている。
【００３７】
この構成により、蓄熱材３の相変化に伴う体積変化に拘わらず、各支持部１２ｂ〜１２ｅが後述の圧縮機３２の外周に当らないようになる。このため、後述するコイルばね(保持手段２１)の付勢による、第１側面(熱交換面)５ａと圧縮機３２の外周面との密接状態が維持されることに伴い、圧縮機３２との熱的な接続状態が確保されて、設計通りに蓄熱材３の吸熱と放熱を実現させることが可能となる。
【００３８】
既述のように前記構成の蓄熱装置１は、蓄熱材３を収容した容器４を備え、この容器４を、接着止めや固定部品を用いることなく、支持部材１２に支持している。このように蓄熱部２は、容器４に収められているとともに、この容器４が支持部材１２の内側に支持されているので、取扱いが容易である。しかも、容器４は一般的な材料からなるので、低コストで入手できることに加えて、容器４をなす材料と周囲の支持部材１２等を、液密の接合状態を保って、かつ、分離できないように接合する新たな技術を開発する必要もない。このため、量産性にも優れるので、低コストの蓄熱装置１を構成できる。更に、蓄熱材３は容器４以外には接しないので、蓄熱材３によって支持部材１２等が腐食することがない。これとともに、容器４が薄く柔軟性を有していることで、後述する圧縮機の外周面に多少の凸凹があっても、この外周面への良好な密接性を確保でき、それにより、圧縮機との熱的接続を良好に維持できる。
【００３９】
保持手段２１は、蓄熱装置１が装着される熱交換対象物である後述の圧縮機３２に向けて支持手段１１の支持部材１２を介して蓄熱部２を押し付けて、蓄熱部２を圧縮機３２と熱交換ができる状態に保持するものであって、弾性変形をする材料で形成され、例えばばね具体的にはコイルばねで形成されている。なお、保持手段２１は、ばねに限定されず、弾性変形が可能なゴムバンド等を用いることも可能である。
【００４０】
コイルばね(保持手段２１)は、弾性変形した状態で、支持手段１１の両端部に配置された支持部材、つまり、ヒンジ１４で接続された各支持部材１２のうちで両端部に配置された二つの支持部材１２にわたって取付けられている。具体的には、図１に示すようにコイルばね(保持手段２１)の一端部を、一方の支持部材１２の自由端部（つまり、第１側方支持部１２ｄ側の端部）に引っ掛けるとともに、コイルばね(保持手段２１) を引き伸ばしながらその他端部を、他方の支持部材１２の自由端部（つまり第１側方支持部１２ｄ側の端部）に引っ掛けて、引張り状態に弾性変形させて設けられている。なお、コイルばね(保持手段２１)は、図面上一個しか描いていないが、実際には、複数例えば支持手段１１の高さ方向の上下両端部とその中間部にそれぞれ配置されている。しかし、コイルばね(保持手段２１)の使用数は１個でも差し支えない。
【００４１】
次に、前記蓄熱装置１を備えたヒートポンプ式の空気調和機を図１０により説明する。空気調和機３１は、室外機Ｋａと室内機Ｋｂとから構成されている。
【００４２】
室外機Ｋａには、圧縮機３２、四方切換え弁３３、室外熱交換器３４、及び膨張装置３５等が配置されている。室内機Ｋｂには、室内熱交換器３６等が配置されている。これら圧縮機３２−四方切換え弁３３−室外熱交換器３４−膨張装置３５−室内熱交換器３６は、冷媒管Ｐを介して順次接続されて、冷凍サイクル回路Ｒを構成している。この冷凍サイクル回路Ｒを流れる熱媒体には、例えば冷媒、具体的にはＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒Ｒ４１０Ａが使用される。
【００４３】
圧縮機３２は蓄熱装置１と熱交換をする熱交換対象物である。圧縮機３２の外郭は鋳鉄で形成され、この外郭の形状は略円柱状である。圧縮機３２はその運転により温度が上昇される。この場合、圧縮機３２の温度は、圧縮機３２の上部の方が下部よりもが高くなる。
【００４４】
なお、蓄熱装置１が空気調和機３１以外の機器、例えば冷蔵庫やヒートポンプ式給湯器などに適用される場合、蓄熱装置１と熱交換をする熱交換対象物として例えば温水配管などを使用することが可能である。
【００４５】
室外機Ｋａには室外熱交換器３４に対向して室外送風機３７が配置される。更に、室外機Ｋａには、温度センサの他、各構成部品を接続する配管や電気配線等が設けられている。
【００４６】
室外送風機３７は、プロペラ型の室外ファン３７Ｆと、これを駆動する駆動モータ３７Ｍとからなる。室外熱交換器３４において、室外ファン３７Ｆの回転により室外熱交換器３４を通風する室外空気と、室外熱交換器３４の内部を流れる冷媒とが熱交換される。
【００４７】
室内機Ｋｂには室内熱交換器３６に対向して室内送風機３８が配置される。更に、室内機Ｋｂには、図示しない圧縮機駆動装置、温度センサの他、各構成部品を接続する配管や電気配線等が設けられている。
【００４８】
室内送風機３８は、横流ファン型の室内ファン３８Ｆと、これを駆動する駆動モータ３８Ｍとからなる。室内熱交換器３６において、室内ファン３８Ｆの回転により室内熱交換器３６を通風する室内空気と、室内熱交換器３６の内部を流れる冷媒とが熱交換される。
【００４９】
空気調和機３１の制御部は、図示しないリモートコントローラから運転開始信号を受けることにより、圧縮機３２と、室外送風機３７、及び室内送風機３８に駆動信号を送る。それにより、空気調和機３１の冷房運転又は暖房運転が開始される。
【００５０】
冷房運転では、圧縮機３２で圧縮されて冷媒管Ｐに吐出される高温高圧のガス冷媒が、図１０中実線で示すように切換えられた四方切換え弁３３を経由して室外熱交換器３４に流入する。室外熱交換器３４に流入したガス冷媒は、室外送風機３７の室外ファン３７Ｆによって送風される外気と熱交換して冷却され、室外熱交換器３４を流通するうちに徐々にガス状から液状に変化する。
【００５１】
室外熱交換器３４の冷媒出口で、冷媒の全てが液状となることで、室外熱交換器３４は凝縮器として機能する。この室外熱交換器３４から導出される高圧の液冷媒は、膨張装置３５に導かれて断熱膨張し、ガス冷媒と液冷媒の混ざった、いわゆる気液ニ相状態の冷媒となる。
【００５２】
この冷媒は、室内熱交換器３６に導かれ、室内送風機３８から送風される室内空気と熱交換して蒸発し、室内空気から蒸発潜熱を奪う。これにより、室内空気の温度が低下されて、この空気は室内に吹出されて冷房作用をなす。室内熱交換器３６において、冷媒は気液ニ相状態からガス状態に変化されるので、室内熱交換器３６は蒸発器として機能する。こうして室内熱交換器３６から流出したガス冷媒は圧縮機３２に吸込まれて、冷房サイクルが形成される。
【００５３】
四方切換え弁３３を図１０中点線で示すように切換えることにより、圧縮機３２から吐出される高温高圧のガス冷媒は、前記冷房サイクルとは逆方向に導かれて冷媒管Ｐを流通し循環して、暖房サイクルを形成する。このような暖房運転においては、室内熱交換器３６が凝縮器として機能するとともに、室外熱交換器３４が蒸発器として機能する。
【００５４】
そのため、室内熱交換器３６に通風される室内空気は、室内熱交換器３６での熱交換により加熱される。つまり、冷媒が凝縮する際に放出される凝縮熱を吸収して温度上昇される。こうして室内熱交換器３６において温度が上がった空気は、室内に吹出されて、暖房作用をなす。
【００５５】
この空気調和機３１は前記構成の蓄熱装置１を備えている。即ち、図１及び図２に模式的に示すように蓄熱装置１は、その蓄熱部２が熱伝導により圧縮機３２と熱交換できるように、圧縮機３２の周面の少なくとも一部例えば略全周にわたって蓄熱部２を接触させて（つまり、蓄熱部２を熱交換位置に配置して）、圧縮機３２の外周に配置されている。この場合、蓄熱部２が圧縮機３２の少なくとも上部と熱交換できるように蓄熱装置１を配置することが好ましい。
【００５６】
次に、図７〜図９を参照して蓄熱装置１をその熱交換対象物である圧縮機３２の外周に組付ける手順を説明する。
【００５７】
まず、図７に示すようにコイルばね(保持手段２１)の一端部を、蓄熱部２が支持された両支持部材１２のうちの一方から外した状態とし、ヒンジ１４を中心に両支持部材１２を回動させることにより、これら支持部材１２間を圧縮機３２の直径より大きく開く。
【００５８】
次に、図８に示すように圧縮機３２の側方からいずれか一方の支持部材１２を圧縮機３２の外周に沿って配置させ、この支持部材１２の内側に支持されている蓄熱部２が有する容器４の第１側面(熱交換面)５ａを圧縮機３２の外周に接触させる。これにより、一方の支持部材１２に支持された蓄熱部２が、これが圧縮機３２と熱交換することができる位置(熱交換位置)に配置される。
【００５９】
この後、他方の支持部材１２を、前記一方の支持部材１２に近付く方向に回動させて、圧縮機３２の外周に沿わせて配置させる。これにより、他方の支持部材１２の内側に支持された蓄熱部２が有する容器４の第１側面(熱交換面)５ａが、圧縮機３２の外周に接触されて、圧縮機３２と熱交換ができる位置(熱交換位置）に配置される。
【００６０】
最後に、以上のように蓄熱装置１が圧縮機３２の外周に巻き付けられるように配置された状態を，保持手段２１で保持する。つまり、図９に示すようにコイルばね(保持手段２１)の前記一端部を、これが外された支持部材１２の自由端部に引掛けて接続する。この接続に伴い、コイルばね(保持手段２１)は伸張して弾性変形された状態となる。このため、圧縮機３２の外周に装着された蓄熱装置１の両支持部材１２の自由端部、つまり、コイルばねが接続された端部が、互に近づけられるようにコイルばね(保持手段２１)のばね力によって付勢される。
【００６１】
したがって、各蓄熱部２が有した容器４の第１側面５ａが、圧縮機３２の外郭の外周面に押付けられて密接され、容器４内の蓄熱材３に内圧が掛かって、蓄熱材部２と圧縮機３２と熱的に接続される。つまり、蓄熱部２と圧縮機３２とが第１側面５ａを介して熱伝導により熱交換できるように接続される。以上のように熱交換位置に各蓄熱部２が配置された状態は、コイルばね(保持手段２１)によって保持される。換言すれば、コイルばね(保持手段２１)は、蓄熱部２が受熱位置から離れる方向への各支持部材１２の動きを拘束して、各蓄熱部２が熱交換位置に配置された状態を保持する。
【００６２】
図１及び図９に示すように既述の手順で圧縮機３２の外周に蓄熱装置１が配置された状態で、圧縮機３２の周方向に隣接した各蓄熱部２同士は、その第２端面５ｄ同士を接近させて圧縮機３２の周方向に連続的に並んで配置される。そして、これら蓄熱部２の接触角θは、それらの合計が１８０°を超えて３６０°未満となるように圧縮機３２に対する各蓄熱部２の接触角θが設定されている。
【００６３】
更に、圧縮機３２の外周に蓄熱装置１が配置された状態で、図３に示すように両支持部材１２の第２側方支持部１２ｅ間に隙間ｇが確保される。この隙間ｇはヒンジ１４に近付く程狭くなっている。
【００６４】
こうした構成の隙間ｇによって、両支持部材１２等の部品の寸法精度のばらつきが吸収される。このため、第２側方支持部１２ｅ同士が接することで、これらがストッパとなって、両支持部材１２の自由端部が互に近付くことが妨げられる、といった事態を生じないようにできる。これとともに、蓄熱装置１の蓄熱材３がその相変化に伴う体積変化をするときも、第２側方支持部１２ｅ同士が接することで、これらがストッパとなって、両支持部材１２の自由端部が互に近付くことが妨げられる、といった事態を生じないようにできる。したがって、前記熱的接続に悪影響を与えることが防止される。
【００６５】
以上説明したように蓄熱装置１は、圧縮機３２に対してその側方から巻き付けるような手順で取付けられる。それにより、圧縮機３２に連結されたサクションパイプ、冷媒管、熱交換器に至る配管、底板等をかわして、蓄熱装置１を、圧縮機３２と熱交換が可能な状態にこの圧縮機３２の外周に接して配置することが可能である。
【００６６】
このため、蓄熱装置１を圧縮機３２の上方又は下方から取付ける構成とする必要がないことに伴い、サクションパイプ、冷媒管、熱交換器に至る配管、底板等に妨げられることなく、蓄熱装置１を圧縮機３２に着脱する（なお、蓄熱装置１を外す場合には、取付け手順と逆の手順で行なえばよい。）ことが可能であるので、蓄熱装置１のメンテナンスが可能となる。これとともに、既述のように圧縮機３２にサクションパイプ等の外部部品が接続された状態で蓄熱装置１の取付けが可能であることにより、現状の製造ラインの工程を大きく変更しないで済み、その結果として、製造コストが増えることも抑制可能である。
【００６７】
更に、蓄熱装置１は、圧縮機３２に対してその側方から嵌められるのではなく、既述の取付け手順で圧縮機３２の外周に巻き付くように配置される。このため、圧縮機３２の周方向に並んで配置された各蓄熱部２の円弧状熱交換面（第１側面５ａ）の接触角θが１８０°以下であっても、これら蓄熱部２の接触角θの合計を１８０°を超える大きさにできる。即ち、熱交換対象である圧縮機３２と蓄熱装置１との熱交換面積をより多く確保することができる。
【００６８】
その上、蓄熱装置１は、圧縮機３２の外周に巻き付けられるような手順で、圧縮機３２の外周に配置されるので、蓄熱装置１を無理やり開く必要がない。それに伴い、蓄熱装置１を容易に圧縮機３２の外周に取付けることが可能であるとともに、その取付け作業において、蓄熱部２が圧縮機３２の外周で強く擦られて損傷する虞もない。
【００６９】
しかも、既述の手順で蓄熱装置１は圧縮機３２の外周に巻き付くように配置される。この場合、隣接した支持部材１２間の開き角度はヒンジ１４での回動により自由に変わることが可能である。加えて、各蓄熱部２の柔軟性を有した容器４の熱交換面である第１側面５ａは、これを支持した支持部材１２の各支持部１２ｂ〜１２ｅに妨げられることなく、圧縮機３２の外周に密接される。このため、圧縮機３２の直径がばらついていても、それを吸収して蓄熱装置１を圧縮機３２の外周に配置することが可能である。
【００７０】
なお、こうした理由により、熱交換対象物が圧縮機３２のように円柱状でなく角形例えば四角形であって、その角部の角度がばらついていても、それを吸収して蓄熱装置１を熱交換対象物の角形をなす周面に配置することが可能である。この場合、各蓄熱部２の熱交換面である第１側面５ａは平面形状とし、これら第１側面５ａを、角形をなす熱交換対象物の周面のうちの隣り合ったニ面に密接させて、蓄熱装置１を配置すればよい。なお、蓄熱装置１が２個のヒンジ１４で接続された３個の支持部材１２を有する蓄熱装置１の場合、熱交換対象物の周面のうち連続する三面の夫々に蓄熱部２の熱交換面を密接させて、蓄熱装置１を配置することが可能である。更に、３個のヒンジ１４で接続された４個の支持部材１２を有する蓄熱装置１の場合、熱交換対象物の周面のうち連続する四面の夫々に蓄熱部２の熱交換面を密接させて、蓄熱装置１を配置することが可能である。これらの場合、コイルばね(保持手段２１)は、熱交換対象物の周面に対する蓄熱装置１の巻付け長さに応じた長さのものに交換して実施すればよい。
【００７１】
一実施形態で用いた支持手段１１は、ヒンジ１４で支持部材１２を接続しているので、ねじ等の変形ができない接続部品で支持部材を接続した場合よりも以下の点で優れている。
【００７２】
即ち、コイルばね(保持手段２１)で支持部材１２を付勢しても、接続部品が変形をしない場合、蓄熱部２の熱交換面である容器４の第１側面５ａを圧縮器３２の外面に密接させることが困難となる。若しくは、蓄熱材３の膨張力や前記付勢力が変形しない接続部品に過負荷となって加わることで、この接続部品が損傷（永久変形や折損）する虞がある。これに対して、一実施形態によれば、隣接した支持部材１２を接続した部品にヒンジ１４を採用したので、このヒンジ１４を中心とする回動により、蓄熱部２を熱交換位置に適正に配置させることが可能であるとともに、ヒンジ１４が過負荷を受けて損傷することもない。
【００７３】
以上説明した圧縮機３２の外周への蓄熱装置１の配置により、容器４内の蓄熱材３は、冬季等における空気調和機３１の暖房運転中に、高温となる圧縮機３２によって蓄熱材３の融点以上の温度となるように加熱される。したがって、空気調和機３１の運転中、蓄熱材３は圧縮機３２の排熱によって温度上昇され、溶解して液相状態となる。
【００７４】
一方、空気調和機３１の使用者による暖房停止指令に基づいて、空気調和機３１の暖房運転が停止される。暖房運転が停止すると、圧縮機３２の発熱がなくなるため、周囲温度との温度差で、蓄熱装置１及び圧縮機３２の温度は時間の経過とともに低下する。
【００７５】
この状態から再び暖房運転が開始される場合、圧縮機３２の温度が低いほど、ガス冷媒の熱が圧縮機３２に吸収される。このため、室内熱交換器３６から吹出される温風の温度は低く、指定された温度の温風が室内熱交換器３６から吹出されるまでの時間が長く掛かる。
【００７６】
しかし、一実施形態の空気調和機３１によれば、暖房運転時に蓄熱材３に蓄えられた潜熱が、圧縮機３２に暖房運転の停止中に放出されるので、圧縮機３２の温度低下を抑制できる。このように蓄熱装置１からの放熱で圧縮機３２の温度は比較的高く保持され、この状態から暖房運転が再開されることにより、圧縮機３２に吸収されるガス冷媒の熱量が減らされるに伴い、室内熱交換器３６から吹出される温風の温度を高くできるとともに、指定された温度の温風が室内熱交換器３６から吹出されるまでの時間を短くできる。
【００７７】
一実施形態の蓄熱装置１が有する各蓄熱部２は、既述のように蓄熱材３及びこの蓄熱材３を収容するとともに収容された蓄熱材３の液圧に応じて自在に変形する薄肉でかつ柔軟性を有する材料で形成された容器４を有している。これにより、蓄熱部２は、コイルばね(保持手段２１)の付勢力を受けて熱交換対象である圧縮機３２の外周に確実に密接され、容器４内の蓄熱部２と圧縮機３２との熱交換性能が高められる。したがって、温風吹出しに要する時間短縮に貢献できる。
【００７８】
一実施形態の蓄熱装置１の保持手段２１は、弾性変形をする材料からなるコイルばねで形成されている。そして、弾性変形された状態の保持手段２１（例えばヒンジ１４で接続された支持部材１２の自由端部にわたって引張り状態に弾性変形させて配置されたコイルばね）で、蓄熱部２が圧縮機３２の熱を受ける位置から離れる方向への各支持部材１２の動きを拘束している。これにより、吸熱と放熱にしたがって蓄熱材３が体積変化をするにも拘わらず、蓄熱部２が圧縮機３２の熱交換位置に配置された状態が維持されて、蓄熱部２と圧縮機３２との熱交換性能が低下しないように保持できる。
【００７９】
又、以上のように暖房運転中に蓄熱材３は圧縮機３２の熱を吸収するので、それに伴い蓄熱材３は溶解して液状態になる。このとき、液状態の蓄熱材３は、重力の影響により、柔軟性を有した容器４の下端面５ｆ側に集まろうとする。しかし、容器４はその下方から支持部材１２の下側支持部１２ｂで支持されているので、液状態の蓄熱材３の液圧で容器４が変形することが抑制される。
【００８０】
このように容器４の変形を伴って蓄熱部２の厚みが重力方向(上下方向)に不均一となることが抑制される。これとともに、保持手段２１の付勢力によって、容器４の第２側面５ｂに略面接触している支持部材１２の基部１２ａは、容器４を圧縮機３２の周面に押付けている。このため、容器４の形状が適正に保持されて、この容器４と圧縮機３２との熱的な接続の性能が低下することを抑制できる。
【００８１】
したがって、蓄熱材３の上下方向の各部位において、暖房運転時に想定した時間で所定の熱量を圧縮機３２から吸収することが可能であるとともに、暖房運転停止後に圧縮機３２に対して想定した放熱性能を発揮することが可能である。
【００８２】
更に、蓄熱装置１の支持部材１２は、その基部１２ａから蓄熱部２の熱交換側に突出された上側支持部１２ｃを有し、この上側支持部１２ｃで蓄熱部２を上方から支持している。これにより、蓄熱材３が溶解した状態で、例えば３本のコイルばね（保持手段２１）による付勢力のバランスが崩れても、溶解した蓄熱材３が容器４の上端面５ｅ側に集まり、容器４の上部程厚く下部ほど薄くなるように容器４が変形することが抑制されるため、容器４の形状を適正に保持できる。
【００８３】
加えて、蓄熱装置１の支持部材１２は、基部１２ａの幅方向両側から蓄熱部２の熱交換側に突出された側方支持部１２ｄ，１２ｅを有し、これら側方支持部１２ｄ，１２ｅで蓄熱部２をその幅方向から支持している。これにより、蓄熱材３が溶解した状態で、例えば３本のコイルばね（保持手段２１）による付勢力のバランスが崩れても、蓄熱材３が容器４の第１端面５ｃ側又は第２端面５ｄに集まり、容器４の幅方向一端(第１端面５ｃ)側程厚く幅方向他端(第２端面５ｄ)側ほど薄くなるように容器４が変形することを抑制できるため、容器４の形状を適正に保持できる。
【００８４】
又、支持部材１２の下側支持部１２ｂと上側支持部１２ｃとは、基部１２ａに対して略直角に折れ曲がっているので、基部１２ａをその上下両端において補強できる。これにより、基部１２ａの剛性が高められる。したがって、コイルばね（保持手段２１）のばね力で基部１２ａの幅方向両縁が圧縮機３２に近付けられるように基部１２ａが変形することを抑制できる。このことも、容器４の形状を適正に保持する上で有効である。
【００８５】
しかも、蓄熱装置１の支持部材１２において、その第１側方支持部１２ｄ及び第２側方支持部１２ｅの各下端は下側支持部１２ｂに接続され、第１側方支持部１２ｄ及び第２側方支持部１２ｅの各上端は上側支持部１２ｃに接続されている。これにより、支持部材１２を構成する素材の厚みが薄い場合であっても、支持部材１２全体の剛性が更に高められ、容器４の形状を適正に保持する上で有用である。
【００８６】
以上のように本発明の一実施の形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この新規な実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であるとともに、発明の要旨を逸脱しない限り、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形などは、発明の範囲に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１…蓄熱装置、２…蓄熱部、３…蓄熱材、４…容器、５ａ…容器の第１側面(熱交換面)、θ…接触角、１１…支持手段、１２…支持部材、１４…ヒンジ、２１…保持手段、３１…空気調和機、３２…圧縮機(熱交換対象物)、Ｐ…冷媒管
【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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