(57)【要約】【課題】相変化に伴って蓄熱材の体積が変化しても、蓄熱材と蓄熱容器との間に隙間が形成されてしまうことのない温度調節装置を提供する。【解決手段】温度調節装置１０は、相変化する蓄熱材ＰＦが内部に充填された容器であって、互いに対向する第１壁１１０及び第２壁１２０を有する蓄熱容器１００と、第１壁１１０に外側から取り付けられており、第１壁１１０を介して蓄熱材ＰＦの加熱又は冷却を行うペルチェ素子３００と、第２壁１２０の外側において空気の加熱又は冷却を行うフィン１４０と、蓄熱材ＰＦが相変化しても、蓄熱材ＰＦが第１壁１１０及び第２壁１２０の両方に当接している状態が維持されるよう、蓄熱容器１００の内部に蓄熱材ＰＦを補充する補充容器４００と、を備える。【選択図】図３
2018096567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温調対象の加熱又は冷却を行うための温度調節装置（１０）であって、
相変化する蓄熱材（ＰＦ）が内部に充填された容器であって、互いに対向する第１壁（１１０）及び第２壁（１２０）を有する蓄熱容器（１００）と、
前記第１壁に外側から取り付けられており、前記第１壁を介して前記蓄熱材の加熱又は冷却を行う温調部（３００）と、
前記第２壁の外側において前記温調対象の加熱又は冷却を行う放熱部（１４０）と、
前記蓄熱材が相変化しても、前記蓄熱材が前記第１壁及び第２壁の両方に当接している状態が維持されるよう、前記蓄熱容器の内部に前記蓄熱材を補充する補充部（４００）と、を備える温度調節装置。
【請求項２】
前記補充部は前記蓄熱材を内部に貯えている容器であって、前記蓄熱容器に隣接する位置に設けられている、請求項１に記載の温度調節装置。
【請求項３】
前記補充部の内部に貯えられている蓄熱材の最上部（Ｓ）の高さが、常に前記蓄熱容器の内面（１２２）の高さ以上となっている、請求項２に記載の温度調節装置。
【請求項４】
前記温調対象は前記放熱部に沿って流れる空気であって、
前記補充部は、空気の流れ方向に沿った下流側となる位置において前記蓄熱容器に隣接している、請求項３に記載の温度調節装置。
【請求項５】
前記蓄熱材はパラフィンである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、温調対象の加熱又は冷却を行うための温度調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
相変化する蓄熱材を用いた温度調節装置が知られている。このような温度調節装置は、例えばペルチェ素子によって予め蓄熱材を冷却し凝固させておいた後、低温の蓄熱材によって空気等の温調対象を冷却することができる。逆に、ペルチェ素子によって蓄熱材を予め加熱し融解させておいた後、高温の蓄熱材によって温調対象を加熱することもできる。尚、前者の場合における蓄熱材は、その機能に鑑みれば「蓄冷材」とも称されるべきなのであるが、以下では「蓄熱材」の語に統一して説明することとする。
【０００３】
このような温度調節装置によれば、ペルチェ素子等によって温調対象が直接（蓄熱材を介することなく）加熱又は冷却される場合に比べて、温調対象との間において単位時間あたりに授受される熱量を大きくすることができる。また、蓄熱材の潜熱及び顕熱を用いて温調対象の加熱等を行うので、加熱性能又は冷却性能を長時間に亘って維持することができる。
【０００４】
下記特許文献１には、上記のような温度調節装置の一例として、被冷却体を冷却することのできる電子冷却装置について記載されている。当該電子冷却装置は、蓄熱材（相変化材料）を内部に収容する容器を備えている。容器は全体が直方体となっており、その内側に形成された空間内に蓄熱材が充填されている。また、容器の外側には、ペルチェ素子からなるサーモモジュールが取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９７９５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
蓄熱材は、相変化する際においてその体積を変化させる。例えば蓄熱材としてパラフィンが用いられる場合には、蓄熱材は液相から固相に変化する際において収縮しその体積を減少させる。当該収縮によって、蓄熱材を収容する容器の内壁面と、固相となった蓄熱材との間に隙間が形成されてしまい、当該隙間が熱抵抗となってしまう可能性がある。例えば、容器のうち外側に放熱フィンが形成されている部分と、蓄熱材との間に隙間が形成された場合には、単位時間あたりに空気から奪うことのできる熱量（又は空気に与えることのできる熱量）が小さくなってしまう。すなわち、温度調節装置の加熱性能や冷却性能が低下してしまう。
【０００７】
本開示は、相変化に伴って蓄熱材の体積が変化しても、蓄熱材と蓄熱容器との間に隙間が形成されてしまうことのない温度調節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】
【０００８】
本開示に係る温度調節装置は、温調対象の加熱又は冷却を行うための温度調節装置（１０）であって、相変化する蓄熱材（ＰＦ）が内部に充填された容器であって、互いに対向する第１壁（１１０）及び第２壁（１２０）を有する蓄熱容器（１００）と、第１壁に外側から取り付けられており、第１壁を介して蓄熱材の加熱又は冷却を行う温調部（３００）と、第２壁の外側において温調対象の加熱又は冷却を行う放熱部（１４０）と、蓄熱材が相変化しても、蓄熱材が第１壁及び第２壁の両方に当接している状態が維持されるよう、蓄熱容器の内部に蓄熱材を補充する補充部（４００）と、を備える。
【０００９】
このような構成の温度調節装置では、相変化に伴って蓄熱材の体積が減少する際に、当該減少分を補うように、補充部から蓄熱容器へと蓄熱材が補充される。これにより、蓄熱容器の第１壁及び第２壁の両方に蓄熱材が当接している状態が維持されるので、蓄熱材と蓄熱容器との間に隙間が形成されてしまうことが防止される。その結果、温度調節装置の加熱性能又は冷却性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、相変化に伴って蓄熱材の体積が変化しても、蓄熱材と蓄熱容器との間に隙間が形成されてしまうことのない温度調節装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る温度調節装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示される温度調節装置から蓋を取り外した状態を示す図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】図４は、図３の状態から蓄熱材が凝固したときの状態を示す図である。
【図５】図５は、比較例に係る温度調節装置の構成を示す断面図である。
【図６】図６は、図５の状態から蓄熱材が凝固したときの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１３】
本実施形態に係る温度調節装置１０は、空気を冷却するための空調装置として構成されている。つまり、本実施形態では空気が温調対象となっている。図１においては、温調対象である空気が流れる方をｘ方向としており、同方向に沿ってｘ軸を設定している。また、ｘ方向に対して垂直な方向であって、図１において左側から右側に向かう方向をｙ方向としており、同方向に沿ってｙ軸を設定している。更に、ｘ方向及びｙ方向のいずれに対しても垂直な方向であって、鉛直上方に向かう方向をｚ方向としており、同方向に沿ってｚ軸を設定している。その他の図及び以下の説明においても同様である。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、温度調節装置１０は、蓄熱容器１００と、ペルチェ素子３００と、補充容器４００と、を備えている。
【００１５】
蓄熱容器１００は、その外形が概ね直方体となるように形成された容器である。蓄熱容器１００は、第１壁１１０と第２壁１２０とを有している。第１壁１１０及び第２壁１２０は、いずれも平板状に形成された部分であって、それぞれの主面が水平面に沿うように配置されている。第１壁１１０は−ｚ方向側に配置されており、第２壁１２０はｚ方向側に配置されている。第１壁１１０と第２壁１２０とは互いに平行であり、且つ上下に対向している。
【００１６】
図２には、温度調節装置１０から後述の蓋２１０を取り外した状態が示されている。同図に示されるように、第１壁１１０の−ｙ方向側端部と第２壁１２０の−ｙ方向側端部とは、両者に対して垂直な側壁１５１によって接続されている。また、第１壁１１０のｙ方向側端部と第２壁１２０のｙ方向側端部とは、両者に対して垂直な側壁１５２によって接続されている。側壁１５１と側壁１５２とは互いに平行であり、且つ対向している。
【００１７】
蓄熱容器１００の内部には空間ＳＰ１が形成されている。また、この空間ＳＰ１には蓄熱材ＰＦ（図２では不図示。図３を参照）が充填されている。蓄熱材ＰＦは、温度に応じて相変化する流体である。本実施形態では、蓄熱材ＰＦとしてパラフィンが用いられている。本実施形態における蓄熱材ＰＦの融点は、外気温よりも低くなっている。蓄熱容器１００の側壁１５２には、外部から蓄熱材ＰＦを封入するための封入穴１０１が形成されている。蓄熱材ＰＦは、封入穴１０１を通じて外部から空間ＳＰ１内に供給され充填されている。封入穴１０１は不図示の封止部材によって塞がれている。
【００１８】
蓄熱容器１００は、第１壁１１０、第２壁１２０、側壁１５１、側壁１５２からなる筒状の部材として形成されており、その−ｘ方向側の端部に形成された開口（空間ＳＰ１の端部である）が蓋２１０によって塞がれている。蓋２１０は板状の部材であって、蓄熱容器１００の−ｘ方向側端部に対してろう接されている。一方、蓄熱容器１００のｘ方向側端部には補充容器４００が接続されている。補充容器４００の構成については後に説明する。
【００１９】
ペルチェ素子３００は、第１壁１１０を介して蓄熱材ＰＦを冷却するためのものである。ペルチェ素子３００は、第１壁１１０の下面１１１（−ｚ方向側の面）の略全体に密着するように、第１壁１１０に対して外側から取り付けられている。このようなペルチェ素子３００は、本実施形態における「温調部」に該当する。ペルチェ素子３００により第１壁１１０が冷却されると、第１壁１１０を介して蓄熱材ＰＦも冷却され、蓄熱容器１００の内部において蓄熱材ＰＦが凝固する。これにより、蓄熱材ＰＦへの「蓄冷」が行われる。
【００２０】
第２壁１２０の外側（ｚ方向側）の面である上面１２１には、複数のフィン１４０が形成されている。それぞれのフィン１４０は平板状に形成されており、上面１２１からｚ方向側に向けて突出している。それぞれのフィン１４０は互いに平行となっており、ｙ方向に沿って並んでいる。また、それぞれのフィン１４０の主面は、上面１２１に対して垂直となっており、且つ側壁１５１の主面に対して平行となっている。フィン１４０は、冷却対象である空気に直接触れることにより、空気の冷却を行う部分として機能する。フィン１４０が複数形成されていることで、空気との接触面積が大きくなっている。このため、温度調節装置１０と空気との間における熱伝達が効率的に行われる。このようなフィン１４０は、本実施形態における「放熱部」に該当する。
【００２１】
本実施形態では、互いに隣り合うフィン１４０の間に形成された複数の空間が、温調対象である空気の流れる流路となっている。当該流路は、それぞれのフィン１４０に沿ってｘ方向に空気を流すための平板形の空間として形成されている。フィン１４０よりもｚ方向側となる位置には、上記流路を区画するダクト（不図示）の天井が配置される。フィン１４０の上端面（ｚ方向側の端面）は、その全体が当該天井に当接した状態となっている。
【００２２】
蓄熱容器１００の内部には、平板状の伝熱促進壁１３０が複数設けられている。それぞれの伝熱促進壁１３０は、第１壁１１０と第２壁１２０との間を繋ぐように設けられている。具体的には、それぞれの伝熱促進壁１３０は側壁１５１に対し平行な壁となっており、その下端が第１壁１１０に接続され、上端が第２壁１２０に接続されている。これにより、蓄熱容器１００の内部の空間ＳＰ１は、伝熱促進壁１３０によって複数に分けられている。
【００２３】
それぞれの伝熱促進壁１３０には、これをｙ方向に沿って貫くように円形の貫通穴１３５が形成されている（図３を参照）。上記のように複数に分けられた空間ＳＰ１は、その間にある伝熱促進壁１３０の貫通穴１３５によって互いに連通されている。このため、封入穴１０１を通じて外部から供給される蓄熱材ＰＦは、貫通穴１３５を通ってそれぞれの空間ＳＰ１に流入し、全ての空間ＳＰ１に充填される。
【００２４】
上記のような伝熱促進壁１３０が設けられていることにより、第１壁１１０や第２壁１２０の変形が抑制されている。ペルチェ素子３００が取り付けられる下面１１１が平坦に保たれるので、ペルチェ素子３００と下面１１１との間における熱抵抗を、全体で概ね均等な状態に維持することができる。これにより、ペルチェ素子３００の冷却性能が全体で均一に発揮される。
【００２５】
また、伝熱促進壁１３０が設けられていることにより、蓄熱容器１００と蓄熱材ＰＦとの接触面積が大きくなっている。その結果、蓄熱材ＰＦとペルチェ素子３００との間における伝熱、及び、蓄熱材ＰＦとフィン１４０との間における熱の伝達が、いずれも効率よく行われる。
【００２６】
図３を参照しながら、補充容器４００の構成について説明する。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。当該断面は、それぞれのフィン１４０や伝熱促進壁１３０に対して平行な断面となっている。図３においては、図２と同様に蓋２１０の図示が省略されている一方で、蓄熱材ＰＦが図示されている。
【００２７】
補充容器４００は、その外形が直方体の容器であって、その内部には空間ＳＰ２が形成されている。補充容器４００は、天壁４１０と、底壁４２０と、前壁４３０と、後壁４４０と、一対の側壁４５０と、を有している。
【００２８】
天壁４１０は、第１壁１１０と平行な平板状の部分であって、空間ＳＰ２のｚ方向側端部を区画する部分となっている。天壁４１０は、第１壁１１０よりもｚ方向側であり、且つフィン１４０の上端よりも−ｚ方向側となる位置に配置されている。
【００２９】
底壁４２０は、第２壁１２０と平行な平板状の部分であって、空間ＳＰ２の−ｚ方向側端部を区画する部分となっている。底壁４２０は、天壁４１０の−ｚ方向側となる位置において天壁４１０と対向している。底壁４２０のｚ方向における位置（つまり高さ）は、第２壁１２０の同方向における位置と同じである。
【００３０】
前壁４３０は、天壁４１０及び底壁４２０に対して垂直な平板状の部分であって、空間ＳＰ２の−ｘ方向側端部を区画する部分となっている。前壁４３０は、天壁４１０の−ｘ方向側端部から、底壁４２０の−ｘ方向側端部に向かって伸びるように設けられている。前壁４３０のうち空間ＳＰ１と対向する部分には、開口４３１が形成されている。
【００３１】
開口４３１は、ｘ方向から見た場合において、各空間ＳＰ１の全体を包含するような矩形の開口として形成されている。開口４３１のｚ方向に沿った大きさは、空間ＳＰ１の同方向に沿った大きさと同じである。開口４３１により、空間ＳＰ１と空間ＳＰ２とが連通されている。蓄熱材ＰＦは、空間ＳＰ１と空間ＳＰ２との両方に亘って存在している。
【００３２】
後壁４４０は、前壁４３０と平行な平板状の部分であって、空間ＳＰ２のｘ方向側端部を区画する部分となっている。後壁４４０は、天壁４１０のｘ方向側端部と、底壁４２０のｘ方向側端部とを繋ぐように設けられている。
【００３３】
一対の側壁４５０は、天壁４１０、底壁４２０、前壁４３０、及び後壁４４０のそれぞれに対して垂直な平板状の部分であって、空間ＳＰ２の−ｙ方向側端部及びｙ方向側端部のそれぞれを区画する部分となっている。−ｙ方向側に配置された方の側壁４５０は、天壁４１０の−ｙ方向側端部と、底壁４２０の−ｙ方向側端部とを繋ぐように設けられている。ｙ方向側に配置された方の側壁４５０は、天壁４１０のｙ方向側端部と、底壁４２０のｙ方向側端部とを繋ぐように設けられている。
【００３４】
図３に示されるように、空間ＳＰ２のｚ方向側端部の位置は、空間ＳＰ１のｚ方向側端部の位置よりも更にｚ方向側となっている。換言すれば、空間ＳＰ２の上端を区画する天壁４１０の下面４１１（−ｚ方向側の面）は、空間ＳＰ１の上端を区画する第２壁１２０の下面１２２（−ｚ方向側の面）よりも、ｚ方向側となる位置に配置されている。
【００３５】
図３には、蓄熱材ＰＦの全体が液相となっているときの状態が示されている。当該状態においては、空間ＳＰ２における蓄熱材ＰＦの液面、すなわち上端面Ｓの高さが、第１壁１１０の下面１２２の高さよりも高くなっている。このため、空間ＳＰ１はその全体が蓄熱材ＰＦで満たされており、蓄熱材ＰＦが第１壁１１０及び第２壁１２０の両方に当接している状態となっている。
【００３６】
温度調節装置１０の機能について説明する。温度調節装置１０によって空気の冷却が行われる際には、予めペルチェ素子３００による蓄熱材ＰＦの冷却が行われる。これにより、蓄熱材ＰＦは凝固した状態となる。
【００３７】
その後、不図示のファンを動作させることにより、フィン１４０に沿って外部から空気が送り込まれる。フィン１４０は、凝固した蓄熱材ＰＦによって低温となっている。このため、フィン１４０に沿って流れる空気の熱は、フィン１４０及び第２壁１２０を介して蓄熱材ＰＦに伝えられる。つまり、フィン１４０では空気からの吸熱が行われる。これにより、蓄熱材ＰＦが加熱されるとともに、フィン１４０に沿って流れる空気が冷却される。空気は、フィン１４０に沿って流れる際においてその温度を低下させた後、外部に放出される。
【００３８】
尚、蓄熱材ＰＦは上記のように加熱されるのであるが、その熱は蓄熱材ＰＦを溶解させるために用いられるので、蓄熱材ＰＦは長時間に亘って低温の状態に保たれる。このため、空気の冷却を長時間に亘って行うことができる。また、蓄熱材ＰＦの潜熱及び顕熱を用いて空気の冷却が行われるので、ペルチェ素子３００によって直接空気の冷却が行われる場合に比べて、単位時間あたりに空気から奪われる熱量（つまり温度調節装置１０の冷却性能）も大きくなっている。
【００３９】
このような温度調節装置１０は、例えば、車両に設けられる眠気抑制装置に応用することができる。眠気抑制装置では、ダクトを通る際において温度調節装置１０によって低温となった空気を、車両の運転者に吹き付けることにより運転者を覚醒させ、これにより居眠り運転を防止することが可能となる。
【００４０】
以上においては、温度調節装置１０によって空気の冷却が行われる場合について説明したが、温度調節装置１０によれば空気の加熱を行うこともできる。この場合は、外気温よりも融点の高い蓄熱材ＰＦを用いればよい。
【００４１】
温度調節装置１０によって空気の加熱が行われる際には、予めペルチェ素子３００による蓄熱材ＰＦの加熱が行われる。これにより、蓄熱材ＰＦは溶解した状態となる。
【００４２】
その後、不図示のファンを動作させることにより、フィン１４０に沿って外部から空気が送り込まれる。フィン１４０は、溶解した蓄熱材ＰＦによって高温となっている。このため、フィン１４０に沿って流れる空気には、第２壁１２０及びフィン１４０を介して蓄熱材ＰＦからの熱が伝えられる。つまり、フィン１４０では空気への放熱が行われる。これにより、蓄熱材ＰＦが冷却されるとともに、フィン１４０に沿って流れる空気が加熱される。空気は、フィン１４０に沿って流れる際においてその温度を上昇させた後、外部に放出される。
【００４３】
尚、蓄熱材ＰＦは冷却されるのであるが、その熱は蓄熱材ＰＦを凝固させるために用いられるので、蓄熱材ＰＦは長時間に亘って高温の状態に保たれる。このため、空気の加熱を長時間に亘って行うことができる。また、蓄熱材ＰＦの潜熱及び顕熱を用いて空気の加熱が行われるので、ペルチェ素子３００によって直接空気の加熱が行われる場合に比べて、単位時間あたりに空気に加えられる熱量（つまり温度調節装置１０の加熱性能）も大きくなっている。
【００４４】
以上のように、温度調節装置１０は、空気の冷却及び加熱の両方を行うことが可能となっている。蓄熱材ＰＦは、蓄熱材としてのみならず蓄冷材としても機能するのであるが、煩雑さを避けるためにここでは「蓄熱材ＰＦ」と統一して表記している。同様に、蓄熱容器１００は、蓄熱容器としてのみならず蓄冷容器としても機能するのであるが、煩雑さを避けるためにここでは「蓄熱容器１００」と統一して表記している。
【００４５】
本実施形態では、第２壁１２０から外側に向けて突出するように形成されたフィン１４０が、温調対象である空気の加熱又は冷却を行うための放熱部として機能する。尚、フィン１４０においては放熱及び吸熱の両方が行われ得るのであるが、煩雑さを避けるために、ここではフィン１４０の機能を説明するための語として「放熱部」を用いている。
【００４６】
上記のような態様に替えて、フィン１４０が形成されておらず、第２壁１２０の上面１２１の全体が放熱部として機能するような態様であってもよい。また、温調対象は、空気のような流体ではなく、固体であってもよい。例えば、固体である温調対象を、放熱部である上面１２１に密着させたような構成としてもよい。
【００４７】
ところで、蓄熱材ＰＦは、相変化する際においてその体積を変化させる。本実施形態のように蓄熱材ＰＦとしてパラフィンが用いられている場合には、蓄熱材ＰＦは、液相から固相に変化する際において収縮しその体積を減少させる。
【００４８】
既に述べたように、図３のように蓄熱材ＰＦの全体が液相であるときには、空間ＳＰ２における蓄熱材ＰＦの液面、すなわち上端面Ｓの高さが、第２壁１２０の下面１２２の高さよりも高くなっている。また、空間ＳＰ１はその全体が蓄熱材ＰＦで満たされており、蓄熱材ＰＦが第１壁１１０及び第２壁１２０の両方に当接している状態となっている。
【００４９】
図４には、上記の状態から蓄熱材ＰＦが凝固してその全体が固相となったときの状態が示されている。空間ＳＰ１の内部において蓄熱材ＰＦが凝固する過程においては、蓄熱材ＰＦは収縮するのであるが、当該収縮による体積減少分に相当する量の蓄熱材ＰＦが、空間ＳＰ２から空間ＳＰ１へと流入する。これにより、空間ＳＰ１はその全体が蓄熱材ＰＦで満たされたままとなり、蓄熱材ＰＦが第１壁１１０及び第２壁１２０の両方に当接している状態が維持される。
【００５０】
換言すれば、蓄熱材ＰＦが相変化して収縮しても、蓄熱材ＰＦが第１壁１１０及び第２壁１２０の両方に当接している状態が維持されるよう、補充容器４００から蓄熱容器１００の内部に蓄熱材ＰＦが補充される。このような機能を有する補充容器４００は、本実施形態における「補充部」に該当する。
【００５１】
尚、図４のように蓄熱材ＰＦの全体が固相となっているときには、空間ＳＰ２における蓄熱材ＰＦの上端面Ｓの高さが、本実施形態では第２壁１２０の下面１２２の高さと同一となっている。このときにおける上端面Ｓの高さは、第２壁１２０の下面１２２の高さ以上となっていればよい。
【００５２】
補充容器４００が設けられていることの効果について説明する。図５及び図６に示されるのは、比較例に係る温度調節装置１０Ａの構成を示す断面図である。この比較例では、蓄熱容器１００のｘ方向端部に補充容器４００が設けられておらず、当該端部が−ｘ方向側の端部と同様に、不図示の蓋によって塞がれている構成となっている。図５には、空間ＳＰ１に充填された蓄熱材ＰＦの全体が液相となっている状態が示されている。当該状態においては、図３に示される状態と同様に、空間ＳＰ１の全体が蓄熱材ＰＦによって満たされている。つまり、蓄熱材ＰＦが第１壁１１０及び第２壁１２０の両方に当接している。
【００５３】
図６には、図５に示される状態から、蓄熱材ＰＦが凝固してその全体が固相となったときの状態が示されている。空間ＳＰ１の内部において蓄熱材ＰＦが凝固する過程においては、蓄熱材ＰＦは収縮する。ただし、この比較例においては補充容器４００が設けられていないので、空間ＳＰ１には体積減少分に相当する量の蓄熱材ＰＦが補充されない。このため、全体が凝固した蓄熱材ＰＦの上端面Ｓ１の位置は、第２壁１２０の下面１２２よりも−ｚ方向側となっている。つまり、蓄熱材ＰＦは第２壁１２０に当接しておらず、両者の間には隙間が形成されている。
【００５４】
このような状態になると、蓄熱材ＰＦと第２壁１２０との間の熱抵抗が大きくなるので、フィン１４０に沿って流れる空気の空気が蓄熱材ＰＦに伝えられにくくなる。その結果、単位時間あたりに空気から奪うことのできる熱量が小さくなってしまい、温度調節装置１０Ａの冷却性能が低下してしまう。同様に、単位時間あたりに空気に与えることのできる熱量も小さくなってしまい、温度調節装置１０Ａの加熱性能も低下してしまう。
【００５５】
尚、温度調節装置１０Ａが天地逆の状態で用いられる場合には、上記のような隙間は、凝固した蓄熱材ＰＦと第１壁１１０との間に形成されることとなる。この場合であっても、ペルチェ素子３００によって蓄熱材ＰＦから単位時間あたりに奪われる熱量（又は与えられる熱量）が小さくなるので、温度調節装置１０Ａの冷却性能や加熱性能が低下してしまう。
【００５６】
これに対し、本実施形態に係る温度調節装置では図４に示されるように、蓄熱材ＰＦが凝固して固相となった後でも、蓄熱材ＰＦが第１壁１１０及び第２壁１２０の両方に当接している状態が維持される。蓄熱容器１００の内面と蓄熱材ＰＦとの間に、熱抵抗となる隙間が形成されないので、温度調節装置１０の加熱性能や冷却性能が低下してしまうことが無い。
【００５７】
蓄熱容器１００に蓄熱材ＰＦを補充するための補充容器４００は、蓄熱容器１００から離れた位置に配置されることとしてもよい。この場合には、蓄熱容器１００と補充容器４００との間が例えば樹脂製のホース等で接続されており、空間ＳＰ１と空間ＳＰ２とが当該ホースを介して連通されている構成とすればよい。
【００５８】
ただし、本実施形態のように、補充容器４００が蓄熱容器１００に隣接する位置に設けられている構成とした方が、温度調節装置１０の全体のサイズがコンパクトなものとなる。このため、車両等における搭載性の点では好ましいことが多い。
【００５９】
本実施形態では、補充容器４００の内部に貯えられている蓄熱材ＰＦの最上部（上端面Ｓ）の高さが、蓄熱材ＰＦが液相であるか固相であるかに拘らず、常に蓄熱容器１００の内面（本実施形態では第２壁１２０の下面１２２）の高さ以上となっている。換言すれば、蓄熱材ＰＦの最上部の高さが、蓄熱材ＰＦの状態によることなく常に蓄熱容器１００の内面の高さ以上となるように、空間ＳＰ１及び空間ＳＰ２に充填される蓄熱材ＰＦの量が予め調整されている。
【００６０】
このような構成においては、例えば補充容器４００から蓄熱容器１００へと蓄熱材ＰＦを送り込むようなポンプを設けることなく、重力のみの作用によって、蓄熱容器１００への蓄熱材ＰＦの補充が自動的に行われる。
【００６１】
上記のような補充容器４００は、蓄熱容器１００の上部（第２壁１２０）から更に上方側に向けて突出したような形状となっている。補充容器４００は、本実施形態のように、空気の流れ方向に沿った下流側（ｘ方向側）となる位置において蓄熱容器１００に隣接していてもよいのであるが、空気の流れ方向に沿った上流側（−ｘ方向側）となる位置において蓄熱容器１００に隣接していてもよい。
【００６２】
ただし、蓄熱容器１００の−ｘ方向側に補充容器４００が配置されている構成においては、フィン１４０と空気との間の熱交換が、補充容器４００の近傍において僅かに妨げられてしまうこととなる。補充容器４００の近傍、すなわちフィン１４０のうち空気が最初に当たる上流側部分は、フィン１４０と空気との温度差が比較的大きい部分であり、両者の間の熱交換が本来なら最も効率的に行わる部分である。このような部分での熱交換が、補充容器４００によって妨げられるのは好ましくない。
【００６３】
そこで、本実施形態では、空気の流れ方向に沿った下流側となる位置において、補充容器４００が蓄熱容器１００に隣接して配置されている。このような構成においても、補充容器４００の近傍においては、フィン１４０と空気との間の熱交換が僅かに妨げられる。しかしながら、この場合における補充容器４００の近傍は、フィン１４０と空気との温度差が比較的小さく部分であり、両者の間の熱交換が当初から効率的には行われない部分である。従って、このような部分での熱交換が補充容器４００によって妨げられても、温度調節装置１０の性能には殆ど影響しない。
【００６４】
尚、補充容器４００が設けられていることによる上記の効果は、蓄熱材ＰＦがパラフィン以外である場合にも同様に奏される。例えば、蓄熱材ＰＦとして、凝固時に体積が増加する水が用いられた場合でも、蓄熱材ＰＦが第１壁１１０及び第２壁１２０の両方の当接した状態が補充容器４００によって維持される。この場合、補充容器４００から蓄熱容器１００への蓄熱材ＰＦの供給は、蓄熱材ＰＦの溶解時において行われることとなる。
【００６５】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０：温度調節装置
１００：蓄熱容器
１１０：第１壁
１２０：第２壁
１４０：フィン
３００：ペルチェ素子
４００：補充容器
ＰＦ：蓄熱材
【図１】
2018096567.tif 000003
【図２】
2018096567.tif 000004
【図３】
2018096567.tif 000005
【図４】
2018096567.tif 000006
【図５】
2018096567.tif 000007
【図６】
2018096567.tif 000008