(57)【要約】      （修正有）【課題】充分な蓄冷熱剤を保持し、しかもその溶解（潜熱移動速度）を促進させ、冷却能力の優れた蓄冷熱器であり、且つ軽量でコンパクトなものを提供する。【解決手段】蓄冷熱器に保有される蓄冷熱剤について、その体積の９５％以上が該蓄冷熱剤と接する伝熱面からの最短距離３ｍｍ以内に保有される蓄冷熱器。【選択図】図１
2006256512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄冷熱器に保有される蓄冷熱剤について、その体積の９５％以上が該蓄冷熱剤と接する伝熱面からの最短距離３ｍｍ以内に保有されることを特徴とする蓄冷熱器。
【請求項２】
前記蓄冷熱器が蓄冷熱剤と熱交換するために管状体の伝熱部材を使用するシェルアンドチューブ式の蓄冷熱器であって、管状体の内側に冷媒流体が流通され、管状体の外側に蓄冷熱剤が保有されることを特徴とする請求項１記載の蓄冷熱器。
【請求項３】
管状体の両端が閉口された内部に蓄冷熱剤が保有される筒状カプセルであって、その蓄冷熱剤の体積の９５％以上が、カプセルの伝熱面からの最短距離３ｍｍ以内に保有されることを特徴とする蓄冷熱カプセル。
【請求項４】
前記請求項３記載の蓄冷熱カプセルを使用することを特徴とする蓄冷熱器。
【請求項５】
前記請求項１、２又は４のいずれか１項に記載の蓄冷熱器を使用することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
前記請求項１、２又は４のいずれか１項に記載の蓄冷熱器が冷媒サイクル内に取り付けられていることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に使用される蓄冷熱器、蓄冷熱カプセルおよびその蓄冷熱器を用いる車両空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境保護の観点から、各種の工業製品に対して省エネルギーを目的とした取り組みが行われている。特に、自動車などの車両用エンジンは、信号待ち等の停車時に車両エンジンを自動的に停止する技術の発展が目覚しい。今後は、一般的にいうハイブリッド車なども含めて、こうした車両エンジンが一時停止する車両が増加する傾向にある。
ところで、車両用空調装置においては、冷凍サイクルの圧縮機を車両エンジンにより駆動しているので、上記エンジンが一時停止する車両、特にハイブリッド車のような信号待ちで停車して、車両エンジンが停止される毎に、圧縮機も停止して冷房用蒸発器の温度が上昇するので、車内の空調が利かないという不具合が発生する。そのため、現在は車両の保有するバッテリーにより圧縮機を稼動させることで、車両の一時停止時にも空調サイクルを運転している。
【０００３】
しかしながら、上記のような技術は、比較的大型のバッテリー能力を有するハイブリッド車ではそのバッテリー能力に余裕をもっているのである程度可能であるが、比較的バッテリー容量の小さい一般の鉛バッテリーを搭載した車両でも、今後アイドリングストップ車の普及が進むことを考えれば、車両エンジン停止時に圧縮機を稼動させるためのバッテリー能力を保有することは難しい。
また、従来の蓄冷式ではない車両空調装置では、凝縮された液冷媒は膨張弁などの減圧手段によって低圧冷媒となり、蒸発器に送られる。そして液冷媒は車室内に送られる送風によって加熱熱交換され気相冷媒となり、同時に送風は冷却されて車室内の空調を行う。その気相冷媒は再度圧縮機に送られて圧縮され、車両空調を行うためのサイクルを形成している。
【０００４】
そこで、車両エンジン（圧縮機）の稼動時に蓄冷される蓄冷手段を備え、車両エンジン（圧縮機）が停止して蒸発器の冷却作用が停止したときには蓄冷手段の蓄冷熱量を使用して車室内への吹出空気を冷却できる蓄冷式の車両用空調装置の必要性が高まっている。
この種の蓄冷式の車両空調装置として、特に自動車の信号待ちで一時的にエンジンを停止させるような場合にも、蓄冷器を保有する車両空調装置が稼動して車内を快適に保持する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１に示された蓄冷式の車両空調装置のサイクルにおいては、車両エンジンにより駆動する圧縮機を有し、圧縮機で圧縮された高圧冷媒が凝縮器に送られ凝縮される。そして、高圧液冷媒は減圧弁などの減圧手段が行われた後で、蒸発器の前に、蓄冷器と液冷媒タンクが備えられており、車両走行時に車両エンジン駆動による冷媒の循環で蓄冷器に冷熱を蓄えておき、信号待ち等の一時車両停止時に車両エンジン（圧縮機）が停止すると同時に別に備えられた電動遠心ポンプなどによって液冷媒タンクから蒸発器に冷媒が送られるようにして、車室内の空調を行う。
【０００６】
一方、前述の特許文献１には蓄冷器の構造の実施例として、カプセル方式の例が記載されている。蓄冷熱カプセル自体の、蓄冷熱剤の凝固あるいは融解促進（潜熱移動速度の向上）を目的とする形状の改善に関する公知例としては、例えば特許文献２がある。
ここには、円筒状の蓄（冷）熱カプセルについて、熱交換特性を高めるためにカプセルの内壁にフィンを設ける例が記載されており、このカプセルを蓄冷式の車両空調装置に使用することは、蓄冷熱剤の溶解凝固（蓄冷熱剤の潜熱移動速度）促進に有効と思われる。
【特許文献１】特開２００３−２８５６３４号公報
【特許文献２】特開平１１−２７０９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように蓄冷式の車両空調装置においては、車両エンジン（圧縮機）の停止時に蓄冷熱器において冷媒の凝縮が行われるためには、蓄冷熱器での凝縮能力の安定が重要である。さらに、蓄冷熱器、液冷媒タンクおよび電動遠心ポンプなどの冷媒循環装置を新たに追加する必要があるので、車両の搭載上の制約も考慮する必要があり、コンパクトに収められるものでなければならない。
【０００８】
また、フィン付の伝熱媒体は、フィンの無い伝熱媒体に比べて、蓄冷熱剤の溶解（潜熱移動速度）を速める効果が認められる。しかしながら、単にフィンの枚数を増やしてさらに蓄冷熱剤の溶解（潜熱移動速度）を促進させようとしても、ある一定数以上になるとフィン枚数を増やしても、蓄冷熱剤の溶解（潜熱移動速度）はほとんど変化しないことが判明した。そしてまた、蓄冷熱カプセルの場合にはフィン枚数の増加によって、蓄冷熱カプセルに保有される蓄冷熱剤の量が減少してしまい、さらに蓄冷熱カプセルの母材がアルミニウムのような金属である場合は、必要以上にフィンの部分の重量増加となり、これは車両重量の増加による燃費の増加を引き起こす要因となる問題が発生する。
したがって本発明は、充分な蓄冷熱剤を保持し、しかもその溶解（潜熱移動速度）を促進させ、冷却能力の優れた蓄冷熱器であり、且つ軽量でコンパクトなもの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】
本発明では、このような問題点は以下の手段により解決された。
（１）蓄冷熱器に保有される蓄冷熱剤について、その体積の９５％以上が該蓄冷熱剤と接する伝熱面からの最短距離３ｍｍ以内に保有されることを特徴とする蓄冷熱器、
（２）前記蓄冷熱器が蓄冷熱剤と熱交換するために管状体の伝熱部材を使用するシェルアンドチューブ式の蓄冷熱器であって、管状体の内側に冷媒流体が流通され、管状体の外側に蓄冷熱剤が保有されることを特徴とする（１）記載の蓄冷熱器、
（３）管状体の両端が閉口された内部に蓄冷熱剤が保有される筒状カプセルであって、その蓄冷熱剤の体積の９５％以上が、カプセルの伝熱面からの最短距離３ｍｍ以内に保有されることを特徴とする蓄冷熱カプセル、
（４）前記（３）記載の蓄冷熱カプセルを使用することを特徴とする蓄冷熱器、
（５）前記（１）、（２）又は（４）のいずれか１項に記載の蓄冷熱器を使用することを特徴とする車両用空調装置、および、
（６）前記（１）、（２）又は（４）のいずれか１項に記載の蓄冷熱器が冷媒サイクル内に取り付けられていることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による蓄冷熱器は、蓄冷熱剤のもつ潜熱移動速度が速く、冷却能力に優れたものである。そして、この蓄冷熱器を蓄冷式の車両用空調装置に使用すると、車両エンジン（圧縮機）の停止時の放冷冷房モードにおける蓄冷熱交換器での気相冷媒の凝縮能力を向上させることができ、車両搭載性を考慮した設計によってコンパクトで実用性に適した蓄冷熱器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る蓄冷熱器および蓄冷熱カプセルについて、添付図面に基づき実施形態の種々の例について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
先ず、蓄冷熱器として、シェルアンドチューブ式の蓄冷熱器を例にとって説明する。
図１（ａ）にその一例の斜視図を示すように、シェルアンドチューブ式の蓄冷熱器１は、容器（シェル）２内に熱交換するための媒体である管状体３が平行に複数本配列されており、図１（ｂ）に示すように管状体３の外側にあたる容器（シェル）２内にパラフィン等の蓄冷熱剤４が充填されている。管状体３の内部には蓄冷熱剤４を溶解・凝固させるための冷媒流体５、例えばフロン（Ｒ１３４ａ）等が流通される。車両用空調装置で言えば、この冷媒流体５が気相で蓄冷器に入って凝縮し、液相として蒸発器に送られる。
【００１２】
本発明における熱交換媒体である管状体３の伝熱面から容器（シェル）２内に充填された蓄冷熱剤４の距離について説明する。
管状体が等間隔に配列された平滑管の場合、蓄冷熱剤４の内で熱交換媒体である平滑管３ａ（管状体３のうち、平滑管は３ａ、後述のフィンつき管は３ｂとする）の伝熱面から最も離れているのは、図１（ｃ）に示す●点であり、本発明ではその●点から熱交換媒体である管状体の伝熱面までの最短距離ｘの値が３ｍｍ以下に設定される。ｘの値が３ｍｍ以下では蓄冷熱剤の溶解速度（すなわち潜熱移動速度）はほとんど変りがないが、３ｍｍより大きくなると溶解速度が徐々に遅くなっていく。したがって、ｘの値は３ｍｍ以下とする必要があり、実用上、好ましくは１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。これは、あまり小さくなりすぎると蓄冷熱剤を封入する容積が小さくなり、所望とする蓄冷熱量を確保できず、また、ｘを３ｍｍ以下に確実に設定するには、製造上の誤差を含めて考えてもｘを２．５ｍｍで設計しておけば十分である。
【００１３】
同様に、シェルアンドチューブ式の蓄冷熱器に使用する管状体が図１（ｄ）に示すように管外面に管の軸方向に平行なフィン６が設けられているフィン付き管３ｂである場合は、熱交換媒体の伝熱面から最も離れている蓄冷熱剤の●点までの最短距離ｘは、管外面ではなくフィンまでの距離で設計できるために、シェル内に配置される管の使用本数を減らせるなどの効果がある。また、蓄冷熱剤と熱交換する冷媒流体が流通する管の内側にもフィンや溝を設けると、冷媒の凝縮がさらに向上する効果を得ることができる。
【００１４】
ｘの値を小さくすると、同じ蓄冷熱剤量であれば高さ方向に大きくしていく必要があり、その結果、蓄冷熱器全体の容積でみると、大きくなる傾向がある。車両用空調装置のように、実用化に当たってその搭載性が重要となる場合には、蓄冷熱剤の溶解速度の最大化とともに、蓄冷熱器の設置に必要なスペースを小さくする必要がある。このような場合、図１（ｄ）に示す、外面８フィン付管のような、適宜枚数のフィン部を設けると、蓄冷熱剤の●部から伝熱面までのｘの値は、フィン先端部までの距離となって、シェルの高さ方向にフィン部形成による容積増加分だけわずかに大きくすることで、蓄冷熱剤の溶解速度の最大化を図ることができる。その結果、シェルアンドチューブ式の蓄冷熱器の容積は平滑管を使用する場合に比べて十分に小さくすることでき、車両への搭載性を確保するのに有効である。なお、フィン付管を使用した場合にも、ｘの値を３ｍｍよりも小さくしても、蓄冷熱剤の溶解速度の最大化にはほとんど影響を及ぼさない。
なお、図１(ａ)では容器（シェル）２は直方形であるが、その形状は円筒形でも角筒形でも適宜の形状のものが使用できるのはいうまでもない。
【００１５】
次に、本発明の蓄冷熱器として、カプセル式の蓄冷熱器を例にして図２に基づいて説明する。
図２（ａ）（ｂ）にその一例の斜視図および断面説明図で示すように、カプセル式蓄冷熱器では容器２内部に多数本のカプセル７が設けられ、カプセル７内部に蓄冷熱剤４が封入されており、カプセルの隙間に冷媒流体５が流される。
図２（ｃ）に示すようにカプセル７が円筒状のカプセル７ａの場合、熱交換媒体の伝熱面であるカプセルの内壁から蓄冷熱剤の内の最も離れているところは断面円の中心であり、そこから伝熱面までの最短距離ｘは、カプセル断面円の半径と同じ値（図２（ｄ）参照）になる。本発明では、ｘの値は３ｍｍ以下に設定されるようにする。先に記載したと同様にｘが３ｍｍ以下では蓄冷熱剤の溶解速度、すなわち潜熱移動速度はほとんど変りがないが、３ｍｍより大きくなると溶解速度が徐々に遅くなっていく。実用上はｘの値が１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下が好ましい。これは、あまり小さくなりすぎると蓄冷熱剤を封入する容積が小さくなり、所望とする蓄冷熱量を確保できず、また、ｘの値を３ｍｍ以下に確実に設定するには、製造上の誤差を含めて考えてもｘを２．５ｍｍで設計しておけば十分である。
【００１６】
図２（ｅ）、（ｆ）は蓄冷熱カプセルのうち内面にその軸方向に平行なフィン６が設けられているフィン付きカプセル７ｂの例である。もちろん、このフィン６は螺旋状に形成されていても問題はないが、蓄冷熱剤のどの部分でも熱交換媒体の伝熱面であるカプセル内壁面又はフィン面までの最短距離ｘの値が３ｍｍ以下に設定される必要がある。内面にフィンを設けることによって、カプセルの内径を大きくしても、蓄冷熱剤のどの部分でも熱交換媒体の伝熱面であるカプセルの内壁面またはフィン面までの最短距離ｘを３ｍｍ以下に設定することが可能となり、カプセル１本当りの蓄冷熱剤の封入量が多くなるので、カプセルの使用本数を減らせるなどの効果が得られる。但し、ｘの値を小さくしすぎても、蓄冷熱剤の封入できる量（容積）が小さくなってしまって、所望とする蓄冷熱量（潜熱）を確保できなくなるばかりでなく、不必要なフィンが形成されるためにその部分の重量増加という、車両用としては燃費の悪化につながる問題を引き起こすことになる。したがって、ｘの値は１．５ｍｍ以上であるのが好ましい。
また、カプセルの外側には蓄冷熱剤と熱交換する冷媒流体が流通されるが、冷媒流体の凝縮を促進するためカプセル外面にフィンや溝を設けることも有効である。
【００１７】
カプセルには円筒状のもののほかに、多角筒状、球状あるいは楕円球状であってもよい。カプセル内部に封入される蓄冷熱剤がどの部分でも熱交換媒体の伝熱面であるカプセルの内面との最短距離ｘが３ｍｍ以下であれば、蓄冷熱剤の溶解速度を有効に利用できることはいうまでもない。但し、球状あるいは楕円球状のカプセルは、筒状カプセルに比べて蓄冷熱剤の保有効率が悪い。また、蓄冷熱器内にカプセルを封入しておくときに、カプセル同士の間に隙間があれば、車両走行時の振動によって騒音が発生し、車内の快適性を損なう可能性もある。そのため、カプセルを固定しておく必要があるが、球状あるいは楕円球状のカプセルの固定は筒状カプセルに比べて手間もかかり、蓄冷熱器の製造コストを上昇させる要因となる。このようなことから、カプセルの形状としては筒状カプセルが望ましい。また、冷媒流体は通常高圧で作動するので、耐圧性の観点からは円筒状が望ましい。ここで円筒状とは長手方向に対し垂直な断面が円であることを示す。また、車両用空調装置に使用することを目的に考えれば、その搭載性や所望とする蓄冷熱剤量を封入すること考慮して、カプセルは長さが５０〜３００ｍｍ、直径が４〜３０ｍｍ程度のものが好ましい。
【００１８】
さらに、蓄冷熱器に使用する管状体あるいはカプセルについて記載すると、図３に示すような横断面形状を星型にしている星型管状体又は星型カプセル８がある。この形状であれば、管部の凹凸部がフィンの代わりとなって、例えばカプセルとして蓄冷熱剤を内部に封入しても、ｘの値を３ｍｍ以下に容易に設定できる。また、カプセル外側の冷媒の凝縮が行われる側においても、凹凸部がそれを促進して蓄冷熱器全体としての効率を向上できる。またこの形状の管状体をシェルアンドチューブ式蓄冷熱器に使用する場合も、同様の効果を得ることができる。
【００１９】
図４〜図６は、冷媒と接する側に冷媒の凝縮を促進する効果が得られることを目的とした例である。カプセル式蓄冷熱器の場合、カプセル外面で冷媒と接触するが、図４に示すようにカプセル７の外面にフィン６を設けたり、図５に示すようにローレット加工によりカプセル７にローレット溝９を施すのも好ましく、被冷却（加熱）流体である冷媒との接触面積を増加させるので、冷媒の凝縮あるいは蒸発の相変化が促進される。また、蓄冷熱器内で冷媒は凝縮して液体となるので、カプセル外面にローレット加工を施すことによって、そのローレット溝が凝縮液体の通り道となって、カプセル外面から早く離脱するので、乾いた面でさらに被冷却流体の凝縮を促進できる効果もある。
図６は、図１（ｄ）に示した外面８フィン付管３ｂの内側に溝１０を設けた例である。この管状体をシェルアンドチューブ式蓄冷熱器に使用すれば、管内部を流通する冷媒の凝縮が溝によって促進される。なお、図３〜図６に示す場合において、蓄冷熱剤と接する側の制約条件として、ｘの値が３ｍｍ以下に設定されなければ、本発明の効果を得られないことはいうまでもない。
シェルアンドチューブ式およびカプセル式のいずれの蓄冷熱器であっても、蓄冷熱剤の溶解速度を決める重要な因子は、蓄冷熱剤と蓄冷熱剤が接する伝熱媒体の伝熱面までの最短距離ｘの値である。
【００２０】
さて、シェルアンドチューブ式あるいはカプセル式のどちらの場合でも、実用上、本発明の述べる伝熱面と最も離れている蓄冷熱剤から熱交換媒体の伝熱面までの最短距離ｘの値が、設計した寸法以下に収まらない例外部分が生じる場合が想定される。例えば、図７に示すシェルアンドチューブ式蓄冷熱器１で管状体に外面フィン付き管３ｂを使用する場合、管状体を容器（シェル）２に取り付けるには、取り付け部分のフィンを取り除くほうが、容器（シェル）に管状体を固定し易くなり、その結果、蓄冷熱器の製造コストを下げるメリットがある。そして、実用上図７に示すように、ｘの値が設計値（本発明でいう３ｍｍ以下）よりも大きくなってしまう箇所Ａが蓄冷熱剤内に若干存在することになる。
また、図８に示すように、カプセル式の場合にも、例えばカプセル端部にキャップ１１を設けた場合など、キャップ部位は伝熱面に相当しないので、上記と同様にｘが３ｍｍよりも大きくなってしまう箇所Ａが蓄冷熱剤内に存在することもある。しかし、保有される蓄冷熱剤の９５（体積）％以上の部分が、ｘ＝３ｍｍ以下に設定された範囲内にあれば、蓄冷熱剤の溶解速度の促進に与える影響は小さい。さらに望ましくは、実験を行った結果、蓄冷熱剤の９８（体積）％以上について、ｘ＝３ｍｍ以下にあれば、蓄冷熱剤の溶解促進に対してはほとんど影響を与えない。
【００２１】
なお、空調装置に使用する蓄冷熱器や蓄冷熱カプセルあるいは管状体は、公知の方法で作製でき、その材質は適宜選択できるが、金属製であることが好ましい。特に、自動車用の空調装置に使用するには、自動車は使用時において温度の変動が大きいこと、走行中の振動に耐えうる部品を使用する必要があることから、プラスチックなどはこれに耐えられないから、金属製であることが好ましい。具体的には、鉄、銅、アルミニウム、あるいはステンレスなどそれらの合金が適用できるが、材料コスト、加工性、軽量性の観点からはアルミニウムあるいはアルミニウム合金が好ましい。
【実施例】
【００２２】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
実施例１  （シェルアンドチューブ式蓄冷熱器の実施例）
この実験では、蓄冷熱剤としてパラフィンＣ１４を使用した。パラフィンＣ１４は凝固点として５．９℃を有する物質であり、５．９℃以下で固体、それ以上で液体となる。相変化の潜熱は２２９ｋＪ／ｋｇである。
最初に、図１（ａ）に示すシェルアンドチューブ式の蓄冷熱器を製作し実験を行った。実験を行ったシェルアンドチューブ式の蓄冷熱器のシェル２の寸法は表１に示す。伝熱媒体となる伝熱管にはアルミニウム製の外径５ｍｍ肉厚０．５ｍｍ（管の内径が４ｍｍ）の平滑管２２５本（１５×１５本）を使用した。また、図１（ｄ）に示す外面８フィン付き管（上記平滑管と同様で、さらに高さ２ｍｍのフィン８枚を円周方向に均等に付けたもの）についてもアルミニウム製で２２５本を同様に使用して蓄冷熱器を製作し（表１に示す３種類）実験を行った。
【００２３】
この実験では、保有される蓄冷熱剤のうちで、その接する伝熱面と最も離れている蓄冷熱剤から電熱面までの最短距離ｘの影響について実験した。したがって、図１（ｃ）、（ｄ）に示す●の部分の蓄冷熱剤が伝熱面から最も離れた場所に存在するので、この距離ｘを表１に示す値に設定し、その影響について実験した。蓄冷熱剤はそのすべてがｘの値以下の範囲内に保有されている。
シェルのサイズは、蓄冷熱剤（パラフィンＣ１４）を５５０ｇ保有できるよう、シェル内寸法を設定して製作している。したがって、製作した蓄冷熱器は、０．５５ｋｇ×２２９ｋＪ／ｋｇ≒１２６ｋＪの冷熱量を保有する（なお、顕熱は、潜熱に比較して十分小さいので無視した）。
【００２４】
実験の方法は、蓄冷熱器全体を最初に３．０℃に冷却しておき、図９に示す温度計、流量計を備えた実験装置に取り付けた後、直ちに１０．０℃の水をポンプ１２から管内側に流通する。流通量は１７リットル／分とした。そして水の流通時間の経過とともに、蓄冷熱器１の出口での水の温度を計測する。このとき、蓄冷熱剤が初期状態で３．０℃の固体であるので、１０．０℃の水と熱交換し徐々に溶解して蓄冷熱を放出していくので、水の蓄冷熱器出口での温度は徐々に１０℃まで上昇してくる。本実験では、蓄冷熱剤の溶解速度を測定することを目的としているので、水の蓄冷熱器出口での温度が７．０℃になれば、融点５．９℃の蓄冷熱剤（パラフィンＣ１４）が完全に液体になっているものと仮定して、水流通開始時から蓄冷熱器出口での温度が７．０℃になるまでの時間を測定した。得られた結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2006256512.tif 000003
【００２６】
表１から明らかなように、ｘの値が小さいと、水の蓄冷熱器出口温度が７℃になるまでの時間を短縮できる傾向があるが、ｘが３ｍｍよりも小さくなっても、その時間はほとんど短縮されない。言い換えれば、ｘの値が３ｍｍ以下になるように、蓄冷熱器の形状を設定しておけば、蓄冷熱剤の溶解速度を最大限に速める（蓄冷熱剤の溶解効率を最大化する）ことができるこが分かった。
【００２７】
実施例２  （カプセル式蓄冷熱器の実施例）
図２（ａ）に示すようなカプセル式蓄冷熱器であるが、その容器２は図１(ａ)と同様の立方形のものを製作し実験を行った。
この実験では図２（ｃ）に示す内面が平滑で外径が４〜１０．６ｍｍ（５種類）、肉厚０．５ｍｍ、長手方向２００ｍｍの長さのアルミニウム製円筒状カプセル７ａを使用した。カプセルは表中に示す本数を縦横の内側寸法が６８．５ｍｍ、高さ２００ｍｍの容器２に、縦横均等に所定数配置して蓄冷熱器１を製作した。また、カプセル内部には実施例１と同様の蓄冷熱剤（パラフィンＣ１４）４を封入し、封入される蓄冷熱剤は各例とも同量の２７２ｇに設定した。したがって、保有する潜熱量は０．２７２ｋｇ×２２９ｋＪ／ｋｇ≒６２ｋＪである（顕熱は、潜熱に比べて十分小さいので無視する）。
この実験では、保有される蓄冷熱剤と、その蓄冷熱剤が接する熱媒体の伝熱面からの距離ｘの値は、円筒カプセルであるのでカプセルの内半径に等しくなる（図２（ｄ）に示す●の部分を参照）。表２に、ｘの値を記載する。
【００２８】
実験の方法は、カプセルの封入された蓄冷熱器１全体を最初に３℃に冷却しておき、図９に示す実験装置に取り付けた後、直ちに１０．０℃の水を容器内に下から上にカプセル同士の隙間を通して流通する。流量は１７リットル／分とした。そして水の流通時間の経過とともに、蓄冷熱器１の出口での水の温度を計測した。そして、実施例１と同様に水流通開始時から蓄冷熱器出口での温度が７．０℃になるまでの時間を測定し、これを蓄冷熱剤の溶解終了と判断して得られた結果を表２に示し評価を行った。
【００２９】
【表２】
2006256512.tif 000004
【００３０】
表２に記載した５種類のカプセル式蓄冷熱器の実験結果について検討すると、シェルアンドチューブ式蓄冷熱器の実験と同様に、ｘの値が３ｍｍ以下になると蓄冷熱剤の溶解速度はほとんど変わらないが、３ｍｍよりも大きいと蓄冷熱剤の溶解に要する時間は、その距離に比例する以上に大幅に増加している。
【００３１】
実施例３  （フィン付きカプセル式蓄冷熱器の実施例）
次に、図２(ｅ)に示すような内面にフィンを設けた外径１０．６ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのアルミニウム製カプセル７ｂを適用した場合についても実験を行った。内面フィン付きカプセルを使用した以外は蓄冷熱器は実施例２と同様なものである。
この実験では、カプセル内部にフィンを設けた分だけカプセル内部に保有できる蓄冷熱剤の量が減少するので、その分、カプセルの長さを２１０ｍｍに、またカプセルを封入する容器は縦横の内寸法は６８．５ｍｍで実施例２のままにし、高さを２１０ｍｍに大きくして実験用のカプセル式蓄冷熱器を製作した。カプセル本数は等間隔に２５本（５×５本）とし、フィン数及びフィン高さは表３に示したとおりである。その他の蓄冷熱剤、その保有量、実験方法等は実施例２と同様である。
内面にフィンを設けたカプセルの場合、蓄冷熱剤と伝熱媒体の伝熱面との最短距離ｘを考慮する位置は、フィンの高さ・形状によって変化する。例えば、図２（ｆ）のような場合は、２枚のフィンとカプセル内壁によって囲まれる中間位置を考慮しなければならない。
表３に得られた結果を示す。
【００３２】
【表３】
2006256512.tif 000005
【００３３】
表３から明らかなように、フィンを設けることでフィンのない場合に比べて蓄冷熱剤（パラフィン４Ｃ）の溶解速度が促進される傾向は認められるが、その傾向はｘの値が３ｍｍよりも小さい場合に限られることが分かった。
なお、本実施例のようなカプセル式蓄冷熱器の利点としては、シェルアンドチューブ式蓄冷熱器では管をシェルに取り付ける製作工程に費用を要するのに対して、蓄冷熱剤を封入したカプセルを容器内に配置して、その容器を冷媒配管として用いることができ、製造工程を簡略することができる。
車両用空調装置では、機器の製造コストの低減も大きな課題であり、この点でカプセル式蓄冷熱器の方がシェルアンドチューブ式蓄冷熱器よりも好ましい。
【００３４】
実施例４  （ｘの値の例外部分（端部処理）が在る実施例）
次に、実用上では、ｘの値が３ｍｍ以上である例外部分が一部ある場合があるので、その影響について実験した。
この例では、長さ２１０ｍｍ、外径１０．６ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、内面にフィン高さ２ｍｍを円周方向に均等に４枚備えたカプセルについて、その両端部にフィンの形成されない部分を設け（図８参照）、ｘの値が３ｍｍより大きい例外部分Ａを意図的に作り出してその影響を検討した。なお、容器内に設けるカプセル本数は実施例３と同様に等間隔に２５本とした。
その他の蓄冷熱剤、その保有量、実験方法等は実施例３と同様である。
得られた実験結果を表４に示す。
【００３５】
【表４】
2006256512.tif 000006
【００３６】
表４の結果から明らかなように、カプセル内に保有される蓄冷熱剤の体積の９５％以上が、ｘの値が３ｍｍ以下であれば７℃到達時間は優れている。しかし、ｘの値が３ｍｍよりも大きくなる部分の体積が１０％以上では、７℃到達時間は遅くなってしまい、熱移動速度が遅いことが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るシェルアンドチューブ式蓄冷熱器の一例で、(ａ)はその斜視図、（ｂ）はその断面説明図、（ｃ）は平滑管を使用した場合の伝熱面までの最短距離ｘを説明する図、（ｄ）はフィン付き管を使用した場合の伝熱面までの最短距離ｘを説明する図である。
【図２】本発明に係るカプセル式蓄冷熱器の一例で、(ａ)はその斜視図、（ｂ）はその断面説明図、（ｃ）は蓄冷カプセルの外観図、（ｄ）は蓄冷カプセルを使用した場合の伝熱面までの最短距離ｘを説明する図、（ｅ）は内面フィン付き蓄冷カプセルの斜視図、（ｆ）は内面フィン付き蓄冷カプセルを使用した場合の伝熱面までの最短距離ｘを説明する図である。
【図３】本発明で好ましく使用できる一実施態様としての管状体またはカプセルの例である。
【図４】本発明で好ましく使用できる一実施態様としてのカプセルの一例である。
【図５】本発明で好ましく使用できる一実施態様としてのカプセルの一例である。
【図６】本発明で好ましく使用できる一実施態様としての管状体の一例である。
【図７】ｘの値が３ｍｍ以上になる部分が存在するシェルアンドチューブ式蓄冷熱器の説明図である。
【図８】ｘの値が３ｍｍ以上になる部分が存在するカプセルの説明図である。
【図９】実施例で用いた実験装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  蓄冷熱器
２  容器（シェル）
３  管状体
４  蓄冷熱剤
５  冷媒流体
６  フィン
７  カプセル
８  星型管状体又は星型カプセル
９  ローレット溝
１０  溝
１１  キャップ
１２  ポンプ
【図１】
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【図２】
2006256512.tif 000008
【図３】
2006256512.tif 000009
【図４】
2006256512.tif 000010
【図５】
2006256512.tif 000011
【図６】
2006256512.tif 000012
【図７】
2006256512.tif 000013
【図８】
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【図９】
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