(57)【要約】【課題】短時間かつ大きい熱出力で蓄熱装置の外部に熱を取り出すための技術を提供する。【解決手段】本開示の蓄熱装置（３０）は、入口（３１ａ）、出口（３１ｂ）及び蓄熱室（３５）を有する筐体（３１）と、蓄熱室（３５）に配置された潜熱蓄熱材（４０）と、筐体（３１）の内部において入口（３１ａ）から出口（３１ｂ）まで蓄熱室（３５）に沿って延びており、潜熱蓄熱材（４０）と熱交換するべき熱伝達媒体が流れる流路（３６）と、流路（３６）での熱伝達媒体の流れ方向における蓄熱室（３６）の中心の位置、及び／又は、蓄熱室（３５）の中心の位置（Ｐ）と熱伝達媒体の流れ方向における蓄熱室（３５）の上流端（３５ｐ）の位置との間の位置に配置されており、潜熱蓄熱材（４０）の過冷却状態を解除する少なくとも１つの過冷却解除機構（３４）と、を備えている。【選択図】図２Ｂ
2018105511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口、出口及び蓄熱室を有する筐体と、
前記蓄熱室に配置された潜熱蓄熱材と、
前記筐体の内部において前記入口から前記出口まで前記蓄熱室に沿って延びており、前記潜熱蓄熱材と熱交換するべき熱伝達媒体が流れる流路と、
前記流路での前記熱伝達媒体の流れ方向における前記蓄熱室の中心の位置、及び／又は、前記蓄熱室の前記中心の位置と前記熱伝達媒体の前記流れ方向における前記蓄熱室の上流端の位置との間の位置に配置されており、前記潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除する少なくとも１つの過冷却解除機構と、
を備えた、蓄熱装置。
【請求項２】
前記過冷却解除機構は、前記蓄熱室に配置された電極を含む、請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記過冷却解除機構の少なくとも一部が前記蓄熱室に配置されている、又は、前記過冷却解除機構が前記蓄熱室の外部に配置されている、請求項１又は２に記載の蓄熱装置。
【請求項４】
前記筐体は、前記過冷却解除機構が設けられた外表面を有し、
前記筐体の前記外表面と前記流れ方向に直交する平面との交線に平行な方向を幅方向と定義したとき、
前記過冷却解除機構は、前記幅方向における前記蓄熱室の両端から等距離の位置に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項５】
前記蓄熱装置は、複数の前記過冷却解除機構を備え、
前記筐体は、複数の前記過冷却解除機構が設けられた外表面を有し、
前記筐体の前記外表面と前記流れ方向に直交する平面との交線に平行な方向を幅方向と定義したとき、
複数の前記過冷却解除機構は、前記幅方向における前記蓄熱室の一端に最も近い位置に存在する第１の過冷却解除機構と、前記幅方向における前記蓄熱室の他端に最も近い位置に存在する第２の過冷却解除機構と、を含み、
前記幅方向における前記蓄熱室の前記一端から前記第１の過冷却解除機構までの距離は、前記幅方向における前記蓄熱室の前記他端から前記第２の過冷却解除機構までの距離に等しく、
前記幅方向において互いに隣り合う１組の前記過冷却解除機構の間の距離は、前記蓄熱室の前記一端から前記第１の過冷却解除機構までの前記距離の２倍に等しい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱装置は、省エネルギー技術の１つとして有用である。蓄熱装置の１つとして、潜熱蓄熱材を用いた蓄熱装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、特許文献１に記載された蓄熱装置１０は、筐体１１、中間部材１２及び複数の仕切部材１３−１〜１３−５を備えている。筐体１１と中間部材１２との間には、冷却水が流れる冷却水流通室１５が形成されている。筐体１１には、冷却水入口１５ａ及び冷却水出口１５ｂが設けられている。複数の仕切部材１３−１〜１３−５は、それぞれ、内部に蓄熱材収容室１６−１〜１６−５を有する。蓄熱材収容室１６−１〜１６−５に蓄熱材２０が充填されている。複数の仕切部材１３−１〜１３−５は、中間部材１２の内部において、作動油の流通方向（Ｘ方向）に沿って直線状に配列されている。中間部材１２と各仕切部材１３−１〜１３−５との間には、作動油が流れる作動油流通室１７が形成されている。筐体１１には、蓋部材１４ａ及び１４ｂが取り付けられている。蓋部材１４ａに作動油入口１７ａが設けられている。蓋部材１４ｂに作動油出口１７ｂが設けられている。
【０００４】
蓄熱装置１０において、作動油と蓄熱材２０との間で直接的に熱交換が行われ、作動油と冷却水との間で直接的に熱交換が行われる。蓄熱材２０は、作動油又は冷却水から供給された熱を受け取り、固相状態から液相状態へと変化する。その後、蓄熱材２０の温度が低下すると、蓄熱材２０は、過冷却状態となる。
【０００５】
蓄熱材収容室１６−１〜１６−５のそれぞれには発核装置２５が配置されている。特許文献１に記載された方法によれば、下流側（図７Ａの上側）の蓄熱材収容室１６−５から上流側（図７Ａの下側）の蓄熱材収容室１６−１に向かって、タイミングをずらしながら発核装置２５を順番にオンにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７５５１８号公報
【特許文献２】特開平６−１１７７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蓄熱装置には、しばしば、短時間かつ大きい熱出力で蓄熱装置の外部に熱を取り出せることが要求される。特許文献１に記載された構成は、その要求に十分にこたえることができない。
【０００８】
本開示の目的は、短時間かつ大きい熱出力で蓄熱装置の外部に熱を取り出すための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本開示は、
入口、出口及び蓄熱室を有する筐体と、
前記蓄熱室に配置された潜熱蓄熱材と、
前記筐体の内部において前記入口から前記出口まで前記蓄熱室に沿って延びており、前記潜熱蓄熱材と熱交換するべき熱伝達媒体が流れる流路と、
前記流路での前記熱伝達媒体の流れ方向における前記蓄熱室の中心の位置、及び／又は、前記蓄熱室の前記中心の位置と前記熱伝達媒体の前記流れ方向における前記蓄熱室の上流端の位置との間の位置に配置されており、前記潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除する少なくとも１つの過冷却解除機構と、
を備えた、蓄熱装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の技術によれば、短時間かつ大きい熱出力で蓄熱装置の外部に熱を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係る蓄熱装置の斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示す蓄熱装置のＸ平面に沿った断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に示す蓄熱装置のＹ-Ｙ線に沿った断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図１に示す蓄熱装置のＺ-Ｚ線に沿った断面図である。
【図３】図３は、変形例に係る蓄熱装置の断面図である。
【図４】図４は、別の変形例に係る蓄熱装置の断面図である。
【図５】図５は、さらに別の変形例に係る蓄熱装置の断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明した蓄熱装置の放熱実験の結果を示すグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図３を参照して説明した蓄熱装置の放熱実験の結果を示すグラフである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、下流側に配置された電極を有する蓄熱装置（参照例）の放熱実験の結果を示すグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、特許文献１に記載された蓄熱装置の分解斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示す蓄熱装置のＡ-Ａ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本開示の基礎となった知見）
潜熱蓄熱材の融点以上の温度の熱が熱伝達媒体（例えば、水）から潜熱蓄熱材に供給されると、潜熱蓄熱材は、融解して固相状態から液相状態へと変化する。その後、自然放熱によって潜熱蓄熱材の温度を融点未満の温度まで下げても、潜熱蓄熱材は液相状態を保ち続ける。この状態が「過冷却状態」である。過冷却状態において、潜熱蓄熱材は、液相状態と固相状態との間のエネルギー差に相当する内部エネルギー（潜熱）を蓄えている。過冷却解除手段を用いて過冷却状態を強制的に解除する、すなわち、液相状態から固相状態への相変化（固化）を生じさせることによって、潜熱蓄熱材から熱が放出される。
【００１３】
特許文献１によれば、蓄熱材２０の過冷却状態を解除して蓄熱材２０から熱を取り出すとき、下流側の蓄熱材収容室１６−５から上流側の蓄熱材収容室１６−１に向かって、タイミングをずらしながら発核装置２５を順番にオンにする。蓄熱材収容室１６−５に配置された蓄熱材２０は、蓄熱材収容室１６−１に配置された蓄熱材２０よりも早い時期に熱を放出する。そのため、下流側の蓄熱材収容室１６−５に配置された蓄熱材２０の温度は、上流側の蓄熱材収容室１６−１に配置された蓄熱材２０の温度よりも先に低下する。
【００１４】
作動油は、作動油入口１７ａから作動油出口１７ｂに向かって流れるので、上流側の蓄熱材収容室１６−１に配置された蓄熱材２０によって加熱された後、下流側の蓄熱材収容室１６−５に配置された蓄熱材２０によって加熱される。この場合、作動油と下流側の蓄熱材収容室１６−５に配置された蓄熱材２０との間の温度差を十分に確保することが難しい。作動油と蓄熱材２０との間の温度差が小さい場合、効率的な熱交換を行うことができない。つまり、特許文献１の蓄熱装置１０は大きい熱出力を発揮することに不向きであるとともに、蓄熱材２０に蓄えられた熱を短時間で取り出すことも難しい。
【００１５】
本開示の第１態様に係る蓄熱装置は、
入口、出口及び蓄熱室を有する筐体と、
前記蓄熱室に配置された潜熱蓄熱材と、
前記筐体の内部において前記入口から前記出口まで前記蓄熱室に沿って延びており、前記潜熱蓄熱材と熱交換するべき熱伝達媒体が流れる流路と、
前記流路での前記熱伝達媒体の流れ方向における前記蓄熱室の中心の位置、及び／又は、前記蓄熱室の前記中心の位置と前記熱伝達媒体の前記流れ方向における前記蓄熱室の上流端の位置との間の位置に配置されており、前記潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除する少なくとも１つの過冷却解除機構と、
を備えたものである。
【００１６】
第１態様の蓄熱装置によれば、時間の経過とともに、熱伝達媒体の流れ方向において、蓄熱材に温度勾配が生じる。詳細には、熱伝達媒体の流れ方向の上流側で蓄熱材の温度が低く、熱伝達媒体の流れ方向の下流側で蓄熱材の温度が高い。熱伝達媒体の温度は、流れ方向における上流側で低く、流れ方向における下流側で高い。つまり、熱交換器の分野における「対向流」の温度分布が形成される。当業者に知られているように、対向流の形式での熱交換は高効率であるから、第１態様の蓄熱装置は、高い熱出力を発揮しうる。蓄熱材から短時間で熱を取り出すことができる。
【００１７】
本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る蓄熱装置の前記過冷却解除機構は、前記蓄熱室に配置された電極を含む。電極を用いて蓄熱材に電圧を印加することによって、蓄熱材の結晶化を確実に誘引することができる。
【００１８】
本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様に係る蓄熱装置の前記過冷却解除機構の少なくとも一部が前記蓄熱室に配置されている、又は、前記過冷却解除機構が前記蓄熱室の外部に配置されている。第３態様の前者によれば、過冷却解除機構の作用が液相状態かつ過冷却状態にある蓄熱材に及びやすい。その結果、蓄熱材を確実に結晶化させて熱を放出させることができる。第３態様の後者によれば、蓄熱室の気密が容易に保たれる。
【００１９】
本開示の第４態様において、例えば、第１〜第３態様のいずれか１つに係る蓄熱装置の前記筐体は、前記過冷却解除機構が設けられた外表面を有し、前記筐体の前記外表面と前記流れ方向に直交する平面との交線に平行な方向を幅方向と定義したとき、前記過冷却解除機構は、前記幅方向における前記蓄熱室の両端から等距離の位置に配置されている。第４態様によれば、幅方向における蓄熱室の両端まで最短時間で蓄熱材を結晶化させることができる。
【００２０】
本開示の第５態様において、例えば、第１〜第３態様のいずれか１つに係る蓄熱装置は、複数の前記過冷却解除機構を備え、前記筐体は、複数の前記過冷却解除機構が設けられた外表面を有し、前記筐体の前記外表面と前記流れ方向に直交する平面との交線に平行な方向を幅方向と定義したとき、複数の前記過冷却解除機構は、前記幅方向における前記蓄熱室の一端に最も近い位置に存在する第１の過冷却解除機構と、前記幅方向における前記蓄熱室の他端に最も近い位置に存在する第２の過冷却解除機構と、を含み、前記幅方向における前記蓄熱室の前記一端から前記第１の過冷却解除機構までの距離は、前記幅方向における前記蓄熱室の前記他端から前記第２の過冷却解除機構までの距離に等しく、前記幅方向において互いに隣り合う１組の前記過冷却解除機構の間の距離は、前記蓄熱室の前記一端から前記第１の過冷却解除機構までの前記距離の２倍に等しい。このような構成によれば、蓄熱材の全体を結晶化させるために必要な時間を短縮することが可能である。
【００２１】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【００２２】
図１、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、本実施形態の蓄熱装置３０は、筐体３１、過冷却解除機構３４及び蓄熱材４０を備えている。筐体３１は、入口３１ａ、出口３１ｂ、蓄熱室３５及び流路３６を有する。蓄熱室３５及び流路３６は、いずれも筐体３１の内部空間の一部である。ただし、蓄熱室３５及び流路３６は、互いに隔離されている。蓄熱室３５に蓄熱材４０が配置されている。流路３６には、蓄熱材４０と熱交換するべき熱伝達媒体が流れる。蓄熱室３５に配置された蓄熱材４０と流路３６を流れる熱伝達媒体との間で熱交換が行われる。これにより、蓄熱材４０に熱が蓄えられる、又は、蓄熱材４０から熱が取り出される。
【００２３】
筐体３０は、例えば、中空の直方体の形状を有する。入口３１ａ及び出口３１ｂは、筐体３０の互いに異なる面に設けられている。本実施形態では、互いに向かい合う１対の面のそれぞれに入口３１ａ及び出口３１ｂが設けられている。入口３１ａ及び出口３１ｂがこのような位置関係を満たすと、流路３６における熱伝達媒体の圧力損失を抑制することができる。ただし、入口３１ａ及び出口３１ｂが同じ面に設けられていてもよい。筐体３０の形状も特に限定されない。
【００２４】
筐体３０の内部には、蓄熱室３５と流路３６とを隔てるための複数の隔壁３７が設けられている。それらの隔壁３７を通じて、蓄熱材４０と熱伝達媒体との間で熱交換が行われる。隔壁３７は、アルミニウム、銅などの優れた熱伝導性を有する金属材料で作られていてもよいし、ステンレスなどの高い耐腐食性を有する金属材料で作られていてもよい。
【００２５】
図２Ａ〜図２Ｃから理解できるように、筐体３０は、蓄熱室３５を１つのみ有する。この場合、過冷却解除機構３４の数も１つで足りる。ただし、筐体３０は、互いに隔離された複数の蓄熱室を有していてもよい。この場合、複数の蓄熱室のそれぞれに蓄熱材４０が配置される。複数の蓄熱室のそれぞれに過冷却解除機構３４が設けられる。
【００２６】
流路３６は、筐体３１の内部において入口３１ａから出口３１ｂまで蓄熱室３５に沿って延びている。入口３１ａは、筐体３１の外部から流路３６に熱伝達媒体を導くための開口部である。出口３１ｂは、流路３６から筐体３１の外部に熱伝達媒体を導くための開口部である。筐体３１の内部において、流路３６は、複数の部分３６ａを有する。詳細には、流路３６は、入口３１ａの近くで複数の部分３６ａに分岐している。流路３６の複数の部分３６ａは、出口３１ｂの近くで１つに合流している。複数の部分３６ａのそれぞれが蓄熱室３５に沿って延びている。言い換えれば、複数の部分３６ａが蓄熱室３５を貫通している。本実施形態において、複数の部分３６ａは直線状に延びている。ただし、複数の部分３６ａは、それぞれ、曲線状の流路であってもよい。熱伝達媒体の流れ方向Ｆ（図１）に垂直な断面において、複数の部分３６ａは、矩形の形状を有する。ただし、複数の部分３６ａの断面の形状は特に限定されない。流路３６の複数の部分３６ａの断面は、円形、楕円形などの他の形状を有していてもよい。
【００２７】
「流れ方向Ｆ」は、蓄熱装置３０から熱を取り出すときの熱伝達媒体の流れ方向を表している。蓄熱装置３０に熱を蓄えるときの熱伝達媒体の流れ方向は、流れ方向Ｆに一致していてもよいし、流れ方向Ｆと逆方向であってもよい。
【００２８】
蓄熱材４０は、潜熱蓄熱材を含む。潜熱蓄熱材は、過冷却現象を利用して潜熱を蓄えることができる材料である。潜熱蓄熱材として、酢酸ナトリウム三水和物、エリスリトールなどの公知の材料が挙げられる。
【００２９】
蓄熱材４０と熱交換するべき熱伝達媒体の種類は特に限定されず、液体であっても気体であってもよい。熱伝達媒体は、典型的には液体である。熱伝達媒体として、水、不凍液、オイルなどが挙げられる。
【００３０】
過冷却解除機構３４は、蓄熱材４０の過冷却状態を解除する役割を担っている。本実施形態において、過冷却解除機構３４の少なくとも一部が蓄熱室３５に配置されている。過冷却解除機構３４の少なくとも一部は、蓄熱室３５において、蓄熱材４０に接触している。そのため、過冷却解除機構３４の作用が液相状態かつ過冷却状態にある蓄熱材４０に及びやすい。その結果、蓄熱材４０を確実に結晶化させて熱を放出させることができる。
【００３１】
本実施形態において、過冷却解除機構３４は、蓄熱室３５に配置された電極を含む。電極は、蓄熱材４０に直接的に接している。電極を用いて蓄熱材４０に電圧を印加することによって、蓄熱材４０の結晶化を確実に誘引することができる。印加するべき電圧は直流電圧であってもよいし、交流電圧であってもよい。蓄熱材４０に直流電圧を印加する場合、筐体が接地電極として使用されうる。蓄熱材４０に交流電圧を印加する場合、過冷却解除機構３４としての１対の電極が蓄熱室３５に配置されうる。過冷却解除機構３４は、給電線及び電源を含んでいてもよい。給電線によって、電極が電源に接続されうる。給電線は、筐体３０の外部に引き出される。異物の混入による意図しない結晶化を防止するために、蓄熱室３５は、望ましくは、筐体３０の外部から完全に隔離されている。
【００３２】
過冷却解除機構３４は、液相状態の蓄熱材４０に衝撃を付与することができるアクチュエータであってもよい。そのようなアクチュエータの例は、ソレノイドである。例えば、ソレノイドの鉄心によって筐体３０の外部から筐体３０に衝撃を付与し、蓄熱材４０の結晶化を誘引することができる。つまり、過冷却解除機構３４は、蓄熱室３５の外部に配置されうる。この場合、蓄熱室３５の気密が容易に保たれる。もちろん、そのようなアクチュエータの少なくとも一部が蓄熱室３５に配置されていてもよい。例えば、金属板のようなターゲットが蓄熱室３５に配置されて蓄熱材４０に接している場合、ターゲットをソレノイドの鉄心で打撃することによって、過冷却解除の契機を蓄熱材４０に与えることができる。アクチュエータは、ソレノイド及びターゲットを含む。
【００３３】
本実施形態において、筐体３０は、蓄熱室３５を複数の部分に分けるための隔壁を有していない。つまり、蓄熱室３５は単一の空間で構成されている。この場合、過冷却解除機構３４によって蓄熱材４０の特定の部分を結晶化させると、蓄熱材４０の全体に結晶化が速やかに伝播し、蓄熱材４０の全体から熱が放出される。ただし、結晶化の伝播速度は有限である。過冷却状態にも依存するが、結晶化は、毎秒１ｃｍ以下の速度で伝播する。
【００３４】
図１に示すように、熱伝達媒体の流れ方向Ｆにおける蓄熱室３５の長さＬが数１０ｃｍ以上である場合、結晶化が伝播して蓄熱材４０の全体から熱が放出されるまでに数１０秒の時間が必要である。つまり、蓄熱材４０の特定の部分の過冷却状態を解除した時点と蓄熱材４０の全体から発熱が起こる時点との間に時間差が生じる。
【００３５】
図２Ｂに示すように、本実施形態において、過冷却解除機構３４は、流路３６での熱伝達媒体の流れ方向Ｆにおける蓄熱室３５の中心の位置Ｐに配置されている。流れ方向Ｆにおける蓄熱室３５の下流端３５ｑから過冷却解除機構３４までの距離Ｌ1は、流れ方向Ｆにおける蓄熱室３５の上流端３５ｐから過冷却解除機構３４までの距離Ｌ2に等しい。このような構成によれば、短時間で蓄熱材４０の全体から熱を取り出すことが可能である。また、結晶化は、過冷却解除機構３４から同心円状に伝播するため、流れ方向Ｆにおける蓄熱室３５の上流端３５ｐの近くに存在する蓄熱材４０の発熱のタイミングは、同じく下流端３５ｑの近くに存在する蓄熱材４０の発熱のタイミングに概ね一致する。
【００３６】
蓄熱材４０と熱伝達媒体との間で熱交換が進行し、蓄熱材４０の温度が低下する。蓄熱室３５の上流側において、蓄熱材４０と熱伝達媒体との間の温度差は大きいので、蓄熱材４０から熱伝達媒体への放熱量も大きい。蓄熱室３５の上流端３５ｐの近くに存在する蓄熱材４０の温度は、蓄熱室３５の下流端３５ｑの近くに存在する蓄熱材４０の温度よりも先に低下する。時間の経過とともに、熱伝達媒体の流れ方向Ｆにおいて、蓄熱材４０に温度勾配が生じる。詳細には、熱伝達媒体の流れ方向Ｆの上流側で蓄熱材４０の温度が低く、熱伝達媒体の流れ方向Ｆの下流側で蓄熱材４０の温度が高い。熱伝達媒体の温度は、流れ方向Ｆにおける上流側で低く、流れ方向Ｆにおける下流側で高い。つまり、熱交換器の分野における「対向流」の温度分布が形成される。当業者に知られているように、対向流の形式での熱交換は高効率であるから、本実施形態の蓄熱装置３０は、高い熱出力を発揮しうる。蓄熱材４０から短時間で熱を取り出すことができる。
【００３７】
図２Ｃに示すように、筐体３１は、過冷却解除機構３４が設けられた外表面３１ｐを有する。筐体３１の外表面３１ｐと流れ方向Ｆに直交する平面（Ｚ-Ｚ平面）との交線に平行な方向を幅方向ＷＤと定義する。本実施形態では、筐体３１が直方体の形状を有している。流れ方向Ｆに直交する断面において、筐体３１は、１組の長辺と１組の短辺とを有する。幅方向ＷＤは、１組の長辺に平行である。１組の長辺に含まれた１つの長辺は、過冷却解除機構３４が設けられた外表面３１ｐに対応している。過冷却解除機構３４は、幅方向ＷＤにおける蓄熱室３５の両端から等距離の位置に配置されている。幅方向ＷＤにおける蓄熱室３５の一端３５ｔから過冷却解除機構３４までの距離Ｗは、幅方向ＷＤにおける蓄熱室３５の他端３５ｓから過冷却解除機構３４までの距離Ｗに等しい。このような構成によれば、幅方向ＷＤにおける蓄熱室３５の両端まで最短時間で蓄熱材４０を結晶化させることができる。幅方向ＷＤは、例えば、水平方向にも平行である。「距離」の語句は最短距離を意味する。
【００３８】
図６Ａは、図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明した蓄熱装置３０を用いた放熱実験の結果を示している。左側の縦軸の「出口温度」は、筐体３１の出口３１ｂにおける水の温度を表している。右側の縦軸の「熱出力」は、下記式で求められる値である。「入口温度」は、筐体３１の入口３１ａにおける水の温度を表している。横軸は時間の経過を表している。つまり、２つのグラフは、それぞれ、出口温度の経時変化及び熱出力の経時変化を表している。入口温度は、２０℃に設定した。蓄熱材４０として、２０℃の過冷却状態にある酢酸ナトリウム３水和物を使用した。水の流量は、２．２リットル／ｍｉｎであった。
【００３９】
（熱出力）＝（水の質量流量）×（水の比熱）×（出口温度−入口温度）
【００４０】
図６Ａに示すように、過冷却解除機構３４（電極）を用いて蓄熱材４０に直流電圧を印加して過冷却状態を解除した後、短い時間内（５０秒以内）に出口温度及び熱出力の大きいピークが現れた。出口温度及び熱出力の変化は急峻であった。つまり、短時間かつ大きい熱出力で蓄熱材から熱を取り出すことができた。
【００４１】
図６Ｃは、参照例の蓄熱装置を用いた実験の結果を示している。参照例の蓄熱装置において、過冷却解除機構（電極）の位置は、流れ方向Ｆにおける蓄熱室の下流端の近くに変更した。参照例の蓄熱装置の出口温度及び熱出力は、台形状のプロファイルを示した。出口温度及び熱出力の変化は、なだらかであった。図６Ａと図６Ｃとの対比から明らかなように、本実施形態の蓄熱装置における出口温度及び熱出力の各最大値は、参照例の蓄熱装置における出口温度及び熱出力の各最大値を大幅に上回っていた。
【００４２】
以下、本開示に係る蓄熱装置のいくつかの変形例を説明する。
【００４３】
（変形例１）
図３に示すように、本変形例に係る蓄熱装置３０Ｂにおける過冷却解除機構３４の位置は、先に説明した蓄熱装置３０における過冷却解除機構３４の位置と異なっている。この点を除き、蓄熱装置３０Ｂの構造は、蓄熱装置３０の構造と同じである。したがって、先に説明した蓄熱装置３０と本変形例の蓄熱装置３０Ｂとで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。すなわち、実施形態及びいくつかの変形例に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、相互に適用されうる。さらに、技術的に矛盾しない限り、実施形態及びいくつかの変形例は、相互に組み合わされてもよい。
【００４４】
図３に示すように、本変形例において、過冷却解除機構３４は、蓄熱室３５の中心の位置Ｐと熱伝達媒体の流れ方向Ｆにおける蓄熱室３５の上流端３５ｐの位置との間の位置に配置されている。
【００４５】
本変形例においても、時間の経過とともに蓄熱材４０に温度勾配が生じる。詳細には、熱伝達媒体の流れ方向Ｆの上流側で蓄熱材４０の温度が低く、熱伝達媒体の流れ方向Ｆの下流側で蓄熱材４０の温度が高い。熱伝達媒体の温度は、流れ方向Ｆにおける上流側で低く、流れ方向Ｆにおける下流側で高い。つまり、熱交換器の分野における「対向流」の温度分布が形成される。したがって、本変形例の蓄熱装置３０Ｂも高い熱出力を発揮しうる。蓄熱材４０から短時間で熱を取り出すことができる。
【００４６】
図６Ｂは、蓄熱装置３０Ｂを用いた放熱実験の結果を示している。実験条件は、先に説明した通りである。図６Ｂに示すように、本変形例の蓄熱装置３０Ｂにおいても、過冷却解除機構３４（電極）を用いて蓄熱材４０に直流電圧を印加して過冷却状態を解除した後、短い時間内（５０秒以内）に出口温度及び熱出力の大きいピークが現れた。出口温度及び熱出力の変化は急峻であった。つまり、短時間かつ大きい熱出力で蓄熱材４０から熱を取り出すことができた。
【００４７】
図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明した位置と本変形例において説明した位置とのそれぞれに過冷却解除機構３４が設けられていてもよい。
【００４８】
（変形例２）
図４に示すように、本変形例の蓄熱装置３０は、複数（具体的には２つ）の過冷却解除機構３４を備えている。筐体３１は、複数の過冷却解除機構３４が設けられた外表面３１ｐを有する。幅方向ＷＤは、図２Ｃを参照して説明した方向である。幅方向ＷＤにおいて、蓄熱室３５は、一端３５ｔ及び他端３５ｓを含む。複数の過冷却解除機構３４は、第１の過冷却解除機構３４ｔ及び第２の過冷却解除機構３４ｓを含む。第１の過冷却解除機構３４ｔは、蓄熱室３５の一端３５ｔに最も近い位置に存在する過冷却解除機構３４である。第２の過冷却解除機構３４ｓは、蓄熱室３５の他端３５ｓに最も近い位置に存在する過冷却解除機構３４である。幅方向ＷＤにおける蓄熱室３５の一端３５ｔから第１の過冷却解除機構３４ｔまでの距離Ｄ1は、幅方向ＷＤにおける蓄熱室３５の他端３５ｓから第２の過冷却解除機構３４ｓまでの距離Ｄ3に等しい。幅方向ＷＤにおいて互いに隣り合う１組の過冷却解除機構３４の間の距離Ｄ2は、蓄熱室３５の一端３５ｔから第１の過冷却解除機構３４ｔまでの距離Ｄ1の２倍に等しい。本変形例において、「幅方向ＷＤにおいて互いに隣り合う１組の過冷却解除機構３４」は、第１の過冷却解除機構３４ｔ及び第２の過冷却解除機構３４ｓである。このような構成によれば、蓄熱材４０の全体を結晶化させるために必要な時間をさらに短縮することが可能である。幅方向ＷＤにおいて、過冷却解除機構３４が３つ以上設けられていてもよい。この場合にも、図４を参照して説明した構成が適用されうる。
【００４９】
（変形例３）
図５に示す蓄熱装置３０Ｄは、円筒状の筐体３２を備えている。つまり、本開示において、筐体の形状は特に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本明細書に開示された蓄熱装置は、内燃機関の廃熱、ボイラーの廃熱などを蓄熱材に蓄え、蓄熱材に蓄えられた熱を利用して各種機器の暖機を行うのに有用である。本明細書に開示された蓄熱装置は、空気調和装置、給湯器、建築材料などにも応用されうる。
【符号の説明】
【００５１】
３０，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ  蓄熱装置
３１，３２  筐体
３１ａ  入口
３１ｂ  出口
３４  電極（過冷却解除機構）
３５  蓄熱室
３６  流路
４０  蓄熱材
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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