(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄熱材と熱媒体との熱交換を効率よく行うことができるとともに、断熱性の高い蓄熱器を提供する。【解決手段】断熱容器２の内部に蓄熱材３を収容して構成される蓄熱器であって、断熱部材８を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器に第１の熱媒体を導入する第１の熱媒体導入部１０ａと、上記蓄熱材の内部を通過する第１の熱媒体流動路１７と、断熱部材８を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器から上記第１の熱媒体を排出する第１の熱媒体排出部１０ｂとを備え、上記第１の熱媒体流動路の上記蓄熱材に対する断面内周長を、上記第１の熱媒体導入部及び上記第１の熱媒体排出部における上記断熱容器貫通部の断面内周長より大きく設定したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱容器の内部に蓄熱材を収容して構成される蓄熱器であって、
断熱部材を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器に第１の熱媒体を導入する第１の熱媒体導入部と、
上記蓄熱材の内部を通過する第１の熱媒体流動路と、
断熱部材を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器から上記第１の熱媒体を排出する第１の熱媒体排出部とを備え、
上記第１の熱媒体流動路の上記蓄熱材に対する断面内周長を、上記第１の熱媒体導入部及び上記第１の熱媒体排出部における上記断熱容器貫通部の断面内周長より大きく設定した、蓄熱器。
【請求項２】
上記断熱部材は、上記内周長を変化させる配管部材である、請求項１に記載の蓄熱器。
【請求項３】
上記第１の熱媒体導入部と上記第１の熱媒体排出部とを円筒状の配管部材から構成するとともに、
上記第１の熱媒体流動路を上記配管部材に接続される円筒状に形成し、
上記配管部材を、上記第１の熱媒体流動路に向かって内径を拡大させるように構成した、請求項２に記載の蓄熱器。
【請求項４】
断熱部材を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器に第２の熱媒体を導入する第２の熱媒体導入部と、
上記蓄熱材の内部を通過する第２の熱媒体流動路と、
断熱部材を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器から上記第２の熱媒体を排出する第２の熱媒体排出部とを備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄熱器。
【請求項５】
上記第２の熱媒体導入部と上記第２の熱媒体排出部の一方と、上記第１の熱媒体導入部とが、上記第１の熱媒体導入部を内管とする二重管構造を備えるとともに、
上記第２の熱媒体導入部と上記第２の熱媒体排出部の他方と、上記第１の熱媒体排出部とが、上記第１の熱媒体排出部を内管とする二重管構造を備える、請求項４に記載の蓄熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、蓄熱器に関する。詳しくは、熱媒体と蓄熱材との熱交換効率が高く、また、断熱性が高いとともに装置の小型化を図ることのできる蓄熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車室の暖房を行うために、ヒートポンプ式の空調装置が用いられることが多い。一般的な車両用のヒートポンプ式空調装置は、エンジンの回転を取り出してコンプレッサを作動させ、外気から室内へ熱を移動させるように構成されている。このため、エンジンの燃費が低下するといった問題が生じる。また、エンジンが作動していなければ空調装置を利用することはできない。
【０００３】
また、電気自動車に上記従来の空調装置を適用する場合、駆動用モータの他にコンプレッサを作動させるために電気を利用しなければならない。したがって、消費電力も大きくなり、バッテリーの消耗が早まるといった問題が生じる。
【０００４】
上記問題を緩和するため、エンジンやモータ等で発生した排熱を蓄熱器に蓄熱して空調に利用するシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２２０９２０号公報
【特許文献２】特開２００８−５１４４６号公報
【０００６】
上記特許文献１には、蓄熱を利用して車室内の空調を行う車両用蓄熱空調装置が開示されている。上記特許文献１に記載されている車両用蓄熱空調装置では、冷却液等の熱媒体が流動するパイプを、蓄熱材を充填した蓄熱容器内に配置して蓄熱器を構成し、エンジン等の駆動源を含む入熱回路から熱媒体を介して上記蓄熱器に蓄熱するように構成している。一方、車室内に設けた空調装置を含む放熱回路を介して上記蓄熱器に蓄積した熱を車室内に移動して放熱させ、室内の暖房を行うように構成している。
【０００７】
上記特許文献１に記載されている蓄熱空調装置では、蓄熱材として水が用いられている。しかしながら、水の比熱は小さく、また、充分な熱量を得るには、大量の水を保持させた蓄熱器を採用しなければならない。このため、蓄熱器が大型化するとともに、重量も増大するという問題が発生する。また、水の比熱を利用して蓄熱するものであるため、熱容量が小さく、また、放熱するにしたがって蓄熱材の温度が変化する。このため、安定した温度で空調を行うのは困難である。
【０００８】
上記不都合を解決するため、特許文献２に記載されているような樹脂製の蓄熱材及びこの蓄熱材を用いた蓄熱器が提供されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の蓄熱器は、液体あるいは固体の蓄熱材を充填した蓄熱容器内にパイプを通し、このパイプの周壁を介して熱媒体と蓄熱材との熱交換を行うように構成されている。
【００１０】
ところが、上記パイプの周壁を介して熱交換を行う場合、蓄熱材と上記パイプとの接触面積が限られる。このため、蓄熱器から短時間に大きな熱量を取り出し、あるいは蓄熱材に入熱することは困難である。また、蓄熱材と上記パイプとの接触面積を大きくするには、蓄熱器内に長い配管を設ける必要があり、蓄熱器が大型化するといった問題が生じる。
【００１１】
さらに、エンジンルームの温度は、１２０℃程度まで上がることがある。固体状の上記樹脂蓄熱材は、パラフィン等の融点の低い蓄熱樹脂を含むため、上記の温度が作用すると流動化する。このため、上記蓄熱材を密閉保持する容器が必要となる。このため、蓄熱器の構造が複雑になるとともに、蓄熱器が大型化するといった問題が生じる。
【００１２】
さらに、蓄熱器に蓄積した熱を有効に活用するには、不使用時等に蓄熱器からの熱が流出しないように高い断熱性を備える必要がある。ところが、熱媒体が蓄熱容器に出入りする部分から熱が逃げやすく、蓄熱器の断熱性が低いという問題があった。
【００１３】
本願発明は、上記問題を解決し、蓄熱材と熱媒体との熱交換を効率よく行うことができるとともに、断熱性の高い蓄熱器を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載した発明は、断熱容器の内部に蓄熱材を収容して構成される蓄熱器であって、断熱部材を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器に第１の熱媒体を導入する第１の熱媒体導入部と、上記蓄熱材の内部を通過する第１の熱媒体流動路と、断熱部材を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器から上記第１の熱媒体を排出する第１の熱媒体排出部とを備え、上記第１の熱媒体流動路の上記蓄熱材に対する断面内周長を、上記第１の熱媒体導入部及び上記第１の熱媒体排出部における上記断熱容器貫通部の断面内周長より大きく設定したものである。
【００１５】
本願発明では、第１の熱媒体が断熱容器内部に導入される第１の熱媒体導入部と、第１の熱媒体が断熱容器から排出される第１の熱媒体排出部とを、断熱部材を介して上記断熱容器を貫通するように構成している。
【００１６】
上記断熱部材を介して上記第１の熱媒体導入部及び第１の熱媒体排出部を設けることにより、蓄熱器内部に蓄積した熱がこれら部位を介して流出するのを防止することができる。このため、断熱容器の断熱性を高めることができる。
【００１７】
上記断熱部材の構成は特に限定されることはない。熱伝導率の低い樹脂材料から上記断熱部材を形成することができる。上記樹脂材料として、エポキシ樹脂等の熱伝導率が低く、かつ、耐熱性のある樹脂材料を採用することができる。
【００１８】
また、本願発明では、上記第１の熱媒体流動路の上記蓄熱材に対する断面内周長を、上記第１の熱媒体導入部及び上記第１の熱媒体排出部における上記断熱容器貫通部の断面内周長より大きく設定している。
【００１９】
上記第１の熱媒体導入部及び上記第１の熱媒体排出部における上記断熱容器貫通部の断面内周長を小さく設定することにより、熱媒体が流動する部分と断熱容器外壁部との接触面積を小さく設定することができる。このため、上記第１の熱媒体導入部及び上記第１の熱媒体排出部から熱が流出するのを低減させることができる。
【００２０】
一方、本願発明では、上記第１の熱媒体流動路の上記蓄熱材に対する断面内周長を、上記第１の熱媒体導入部及び上記第１の熱媒体排出部における上記断熱容器貫通部の断面内周長より大きく設定している。この構成を採用することにより、上記第１の熱媒体導入部あるいは上記第１の熱媒体排出部に比べて、上記蓄熱材と上記第１の熱媒体との間の熱交換面積を増加させることができる。したがって、第１の熱媒体と蓄熱材との間の熱交換効率が高まる。なお、上記題１の熱媒体と上記蓄熱材との熱交換効率を高めるため、上記第１の熱媒体流動路を、銅等の熱伝導性の高い材料から形成するのが望ましい。
【００２１】
請求項２に記載した発明のように、上記断熱部材を、上記内周長を変化させる配管部材として構成できる。
【００２２】
上記配管部材は、熱伝導率の低い材料から形成されるとともに、上記内周長が変化するように構成される。たとえば、円形断面の配管部材を採用する場合、断熱性の樹脂材料から形成するとともに、上記内周長を軸断面がテーパ状に変化するように構成することができる。この構成によって、断熱容器内に導入した第１の熱媒体を上記第１の熱媒体流動路に円滑に導いて、大きな熱交換面積を介して熱交換を行わせることができるとともに、熱交換を終えた第１の熱媒体を上記第１の熱媒体排出部から円滑に排出させることができる。
【００２３】
しかも、上記配管部材が断熱性の材料から形成されているとともに、上記題１の熱媒体流動路の断面内周長に比べて小さい断面内周長を備える。このため、断熱容器への熱伝導を最小限に抑えて、蓄熱器の断熱性を高めることができる。
【００２４】
上記配管部材の形態も特に限定されることはない。たとえば、請求項３に記載した発明のように、上記第１の熱媒体導入部と上記第１の熱媒体排出部とを円筒状の配管部材から構成するとともに、上記第１の熱媒体流動路を上記配管部材に接続される円筒状に形成し、上記配管部材を、上記第１の熱媒体流動路に向かって内径を拡大させるように構成することができる。なお、上記配管部材及び第１の熱媒体流動路は、円筒状の部材以外の形態を備える部材から構成することもできる。たとえば、断面矩形状等の形態の配管部材を採用することもできる。
【００２５】
円筒状のパイプ部材を用いて上記配管部材を構成することにより、内径を容易に拡大させることができる。このため、熱交換器を容易に構成できる。
【００２６】
請求項４に記載した発明は、断熱部材を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器に第２の熱媒体を導入する第２の熱媒体導入部と、上記蓄熱材の内部を通過する第２の熱媒体流動路と、断熱部材を介して上記断熱容器に貫通形成されるとともに、上記断熱容器から上記第２の熱媒体を排出する第２の熱媒体排出部とを備えて蓄熱器を構成したものである。
【００２７】
蓄熱用の熱媒体と放熱用の熱媒体を用いて、蓄熱及び放熱をそれぞれ行うように構成することにより蓄熱効率が高まる。また、種々の用途に利用できる蓄熱器を構成できる。
【００２８】
第１の熱媒体と第２の熱媒体は、特に限定されることはない。たとえば、第１の熱媒体としてエンジン冷却水を利用する一方、第２の熱媒体として空気を利用することができる。この場合、第１の熱媒体を蓄熱用に用いる一方、第２の熱媒体を放熱用に用いる。
【００２９】
断熱部材を介して、上記第２の熱媒体導入部及び上記第２の熱媒体排出部を形成することにより、請求項１に記載した発明と同様に、上記熱媒体の出入口から熱が逃げるのを防止できる。このため、断熱性を高めることができる。
【００３０】
請求項５に記載した発明は、上記第２の熱媒体導入部と上記第２の熱媒体排出部の一方と、上記第１の熱媒体導入部とが、上記第１の熱媒体導入部を内管とする二重管構造を備えるとともに、上記第２の熱媒体導入部と上記第２の熱媒体排出部の他方と、上記第１の熱媒体排出部とが、上記第１の熱媒体排出部を内管とする二重管構造を備えて蓄熱器を構成したものである。
【００３１】
第１の熱媒体と第２の熱媒体とを利用する場合、各熱媒体に対応した出入口を設ける必要がある。このため、蓄熱器の構造が複雑になるばかりでなく、上記出入口から熱が逃げるやすくなる。また、各熱媒体の出入口を設けるスペースを確保しなければならないため、蓄熱容器が大型化するといった問題が生じやすい。
【００３２】
本請求項に記載した発明では、二重管構造を採用しているため、配管スペースを小さくすることが可能になる。このため、蓄熱器を小型化することができる。また、熱媒体の出入口のスペースが小さくなる分、蓄熱器内部から熱が逃げにくくなり、断熱性も高まる。
【００３３】
上記二重管は、第１の熱媒体導入部と第１の熱媒体排出部とを内管に設定している。したがって、第１の熱媒体を蓄熱用の熱媒体が流動するように設定するのが好ましい。
【００３４】
なお、各熱媒体導入部同士を二重管構造にすることもできるし、熱媒体導入部と熱媒体排出部とを二重管構造にすることもできる。
【発明の効果】
【００３５】
熱交換効率を高めることができるとともに、断熱性の高い蓄熱器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施形態に係る蓄熱器の軸断面図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１におけるIII −III 線に沿う要部拡大断面図である。
【図４】熱伝導性多孔質体の外観形態の一例を示す斜視図である。
【図５】蓄熱材の外観形成を示す全体斜視図である。
【図６】図５に示す蓄熱材に第１の熱媒体流動路を構成するパイプを設けた全体斜視図である。
【図７】蓄熱部材を充填する工程を示す説明図である。
【図８】蓄熱部材を充填した蓄熱材の外観形態を示す図であり、図６におけVIII−VIII線に沿う要部拡大断面図である。
【図９】樹脂被覆層を設ける工程を示す説明図である。
【図１０】樹脂被覆層を設けた蓄熱材の要部断面図である。
【図１１】本願発明の第２の実施形態を示す軸断面図である。
【図１２】図１１における XII−XII 線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。
【００３８】
図１は、本願発明に係る蓄熱器の一例を示す断面図である。
【００３９】
蓄熱器１は、断熱容器２に円柱状の蓄熱材３を収容して構成される。上記断熱容器２は、円筒状の収容部４と、この収容部４の両側にそれぞれ接合される円錐状の蓋部５，６を備えて構成される。上記収容部４と上記蓋部５，６は、断熱性の材料から形成されている。なお、上記断熱容器を真空の壁部を有する容器から構成することもできる。
【００４０】
本実施形態では、上記蓄熱材３は、外周部に設けられた断熱材２０を介して、上記断熱容器２の内周部に収容保持されている。
【００４１】
上記蓋部５の軸方向端部には、第１の熱媒体７を導入する第１の熱媒体導入部１０ａと、第２の熱媒体９を導入する第２の熱媒体導入部１１ａとが設けられている。一方、蓋部６の端部には、第１の熱媒体７を排出する第１の熱媒体排出部１０ｂと、第２の熱媒体９を排出する第２の熱媒体排出部１１ｂとが設けられている。なお、それぞれの熱媒体導入部１０ａ，１１ａを断熱容器２の同じ側に設けるとともに、それぞれの熱媒体排出部１０ｂ．１１ｂを断熱容器２の同じ側に設けたが、一方の熱媒体導入部と一方の熱媒体排出部とを同じ側に設けることもできる。また、各熱媒体導入部と各熱媒体排出部とを、蓄熱容器の異なる部位にそれぞれ設けることもできる。
【００４２】
本実施形態では、上記第１の熱媒体として自動車エンジンを冷却する冷却水が採用されている。一方、上記第２の熱媒体として空気が採用されている。上記エンジンから出た排熱を上記冷却水を利用して上記蓄熱器１に蓄熱する。蓄積した熱は、上記第２の熱媒体である空気を介して空調等に利用できるように構成している。
【００４３】
本実施形態では、上記第１の熱媒体導入部１０ａと上記第２の熱媒体導入部１１ａとを二重管構造に構成している。すなわち、上記第１の熱媒体導入部１０ａは、軸に沿うように設けられたパイプ状の断熱性配管部材８によって構成されている。一方、第２の熱媒体導入部１１ａは、上記蓋部材５に一体的に形成されているとともに、上記配管部材８の外周に筒状空間１３ａを介して形成された円筒壁部１２ａを備え、上記円筒壁部１２ａに側部から第２の熱媒体９を導入できるように構成している。
【００４４】
上記配管部材８の先端部には、第１の熱媒体が流動させられる配管２８ａが接続されている。一方、上記円筒壁部１２ａから側方に延出する部分には、第２の熱媒体が流動させられる配管２９ａが接続されている。
【００４５】
本実施形態では、蓄熱側の熱媒体７と放熱側の熱媒体９とを、蓋部５に設けられるとともに、二重管構造を備える第１の熱媒体導入部１０ａ及び第２の熱媒体導入部１１ａを介して、蓄熱器１の内部へ導入する。また、蓋部６に設けられるとともに、二重管構造を備える第１の熱媒体排出部１０ｂ及び第２の熱媒体排出部１１ｂを介して、蓄熱器１の外部へ排出する。このため、外部の配管２８ａ，２９ａ，２８ｂ，２９ｂと接続される接続部分をコンパクトに形成することが可能となる。また、上記配管２８ａ、２９ａ，２８ｂ，２９ｂが接続される部分を一体的に構成することが可能となり、配管スペースを小さくすることが可能となり、蓄熱器１の小型化を図ることができる。
【００４６】
さらに、上記第１の熱媒体導入部１０ａ及び第１の熱媒体排出部１０ｂを構成する配管部材８、及び上記第２の熱媒体導入部１１ａ及び上記第２の熱媒体排出部１１ｂが構成された蓋部材５，６は、ともに断熱性の高い材料から形成されている。上記構成を採用することにより、上記第１の熱媒体７が流動させられる上記配管２８ａ，２８ｂあるいは上記第２の熱媒体が流動させられる上記配管２９ａ，２９ｂを介して、蓄熱器内部に蓄積された熱が放熱されるのを防止できる。
【００４７】
一方、本実施形態では、上記配管部材８は、熱媒体導入側の小径部８ａと、上記蓄熱材３の軸芯に沿って設けられた第１の熱媒体流動路１７に接続される大径部８ｂと、上記小径部から大径部へ向けてテーパ状に拡径された拡径部８ｃとを備えて構成されている。
【００４８】
上記小径部８ａが上記蓋部５，６を貫通させられる部分の断面内周長は、上記大径部８ｂが上記第１の熱媒体流動路１７を構成する熱伝導性パイプ１７ｂに接続される部分の断面内周長より小さく設定されている。上記構成を採用することにより、上記第１の熱媒体が導入される部分において、上記配管部材８の外周部と上記蓋部５，６の接触面積を小さくすることが可能となり、熱伝導により上記配管部材８から蓋部５，６へ伝わる熱量を小さくすることができる。
【００４９】
また、本実施形態では、上記第１の熱媒体流動路１７の断面内周長を、上記配管部材８の小径部８ａより大きく設定しているため、上記第１の熱媒体と上記蓄熱材３との熱交換面積を大きく設定できる。この構成によって、上記第１の熱媒体と上記蓄熱材３との熱交換効率を高めることができる。
【００５０】
上記断熱容器２を構成する材料は特に限定されることはない。断熱性の高い樹脂材料から形成することができる。たとえば、エポキシ樹脂を用いて上記断熱容器を構成できる。また、上記断熱容器の一部又は全部を真空断熱構造を備えて構成することができる。
【００５１】
上記配管部材８を構成する材料も、上記断熱容器と同様に断熱性の高い樹脂材料から形成することができる。
【００５２】
上記蓄熱材３の構成も限定されることはない。固体状の蓄熱材を採用することにより、第２の熱媒体と上記蓄熱材３とを直接接触させるように構成するのが望ましい。
【００５３】
図３に示すように、本実施形態では、上記蓄熱材３は、空隙１４を有する熱伝導性多孔質体１５と、上記空隙１４内に充填保持された蓄熱物質１６とを備えて構成される。
【００５４】
図４に、上記熱伝導性多孔質体１５の内部構造の概要を示す。上記熱伝導性多孔質体１５は、通気性を有する３次元網状構造を備える。本実施形態では、空隙率が９０％以上のニッケル金属多孔質体を採用している。
【００５５】
上記熱伝導性多孔質体１５は、種々の手法を用いて製造されたものを採用することができる。たとえば、発泡させた多孔質樹脂支持体に、無電解メッキ、真空蒸着、スパッタリング等の方法で、カーボンや金属を被覆して導電性を付与する。この導電性を付与した多孔質樹脂支持体をメッキ浴中で給電ブスバーを兼ねた回転軸の周りに回転する陰極体の表面に密着させることにより、陽極から金属を上記多孔質体に電気メッキする。その後、上記多孔質樹脂支持体を除去することにより、図４に示すような、三角柱状の骨格が３次元に連なった連続気孔（空隙）をもつ金属多孔質体を得ることができる。
【００５６】
図５に示すように、本実施形態では、所定厚みを有する複数の円板状の熱伝導性多孔質部材１５ａを積層して組み付けることにより、所要の高さを有する円柱状の熱伝導性多孔質体１５が構成される。
【００５７】
上記熱伝導性多孔質部材１５ａは、図示しないシート状の熱伝導性多孔質体から、プレス等によって切り出される。切り出された各熱伝導性多孔質部材１５ａに、ドリル等を用いて、上記第１の熱媒体流動路１７を構成する貫通孔１７ａと、第２の熱媒体流動路１８を構成する貫通孔１８ａが形成される。なお、上記貫通孔１７ａ，１８ａを形成する工程は、上記切り出す前のシート状熱伝導性多孔質体に対して行うこともできる。
【００５８】
複数の熱伝導性多孔質部材１５ａを、上記各貫通孔１７ａ、１８ａが一致するように積層することにより、所定の高さを有する円柱状の熱伝導性多孔質体１５が形成される。
【００５９】
図６に示すように、軸芯に設けた上記貫通孔１７ａに、第１の熱媒体流動路１７を構成する銅製の熱伝導性パイプ１７ｂが通挿される。熱伝導性パイプ１７ｂを採用することにより、上記第１の熱媒体との熱交換を効率よく行うことができる。また、上記熱伝導性パイプ１７ｂと、上記熱伝導性多孔質体の貫通孔１７ａの内周部とを圧着やロウ付けの手法を用いて接合することにより、これら部材間の熱伝導効率をさらに高めることができる。上記熱伝導性パイプ１７ｂの両端部が、上述した配管部材８の大径部８ｂに接続されることにより、上記第１の熱媒体７と上記第２の熱媒体９とが、上述した二重管構造を介して蓄熱器１の内部にそれぞれ導入される。
【００６０】
上記熱媒体流動路１７，１８を設けた熱伝導性多孔質体１５の上記連続気孔１４に、蓄熱物質１６が充填されている。本実施形態では、図７に示すように、上記熱伝導性パイプ１７ｂの両端部に栓２２を設けた後、熱伝導性多孔質体１５を、浸漬槽２３内で溶融状態にある樹脂蓄熱物質１６に浸漬し、上記蓄熱物質１６を上記熱伝導性多孔質体１５の連続気孔１４に充填する。
【００６１】
上記蓄熱物質１６を充填した後、所定時間冷却乾燥させることにより、上記蓄熱物質１６を固化させて、上記熱伝導性多孔質体内に固定する。
【００６２】
図８に、上記蓄熱物質１６を充填した上記熱伝導性多孔質体１５の拡大断面図を示す。この図に示すように、上記第１の熱媒体流動路１７と上記第２の熱媒体流動路１８を設けた部分以外の多孔質体の連続気孔１４内に、蓄熱物質１６が充填保持されている。
【００６３】
本実施形態に係る蓄熱物質としてパラフィンを主剤とし、保形成分を含む蓄熱物質を採用することができる。たとえば、パラフィン９５％と保形成分としてのポリエチレン樹脂を５％含む蓄熱物質を採用できる。パラフィンの融点（ガラス転移温度）は、３０℃〜８０℃であるが、上記保形成分を含有させることにより保形性が高まり、約８０℃まで、上記熱伝導性多孔質体１５の連続気孔１４内に保持させることが可能となる。したがって、パラフィン樹脂を含む場合、樹脂被覆工程は８０℃以下の温度で行われる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、上記蓄熱物質１６を充填した熱伝導性多孔質体１５の外周部を覆うように、熱硬化性樹脂から形成された樹脂被覆層１９が設けられている。上記樹脂被覆層１９は、上記貫通孔１８ａの内周部にも設けられており、上記第２の熱媒体流動路１８を構成している。
【００６５】
図３及び図９に示すように、上記樹脂被覆層１９は、液状の熱硬化性樹脂２４を満たした浸漬層２５に、上記蓄熱物質を充填した熱伝導性多孔質体１５を浸漬することにより形成される。これにより、蓄熱材３の外周部に０．２〜０．３ｍｍの薄い樹脂被覆層１９が形成される。なお、必要に応じて、上記熱硬化性樹脂で被覆した後、所定温度の炉内において上記熱硬化性樹脂を硬化させる被覆層硬化工程を行うことができる。上記被覆層硬化工程も、８０℃以下の温度で行われる。
【００６６】
本実施形態においては、上記熱硬化性樹脂２４として、エポキシ樹脂を採用している。硬化前のエポキシ樹脂として、常温で液状のものが採用される。上記エポキシ樹脂を採用することにより、上記蓄熱物質１６を溶融させることなく、上記樹脂被覆層１９を形成できる。なお、上記樹脂被覆層１９を構成する樹脂材料は、エポキシ樹脂に限定されることはなく、他の熱硬化性樹脂等を採用できる。
【００６７】
図１０に、樹脂被覆層１９を形成した蓄熱材３の要部拡大断面図を示す。
【００６８】
図１及び図１０に示すように、上記円柱状の蓄熱材３の外周部、すなわち、外周面、端面及び上記第２の熱媒体流動路１８の内周面が、上記樹脂被覆層１９に覆われている。これにより、上記熱伝導性多孔質体１５の連続気孔１４内に充填保持された蓄熱物質１６が、上記樹脂被覆層１９によって封止されている。一方、上記第１の熱媒体流動路１７を構成するパイプ１７ｂの外周面は、上記熱伝導性多孔質体１５及び上記蓄熱物質１６に接触した状態に設定されている。
【００６９】
上記樹脂被覆層１９を構成するエポキシ樹脂は、上述したように、上記蓄熱物質の流動温度以下で被覆処理及び硬化処理を行えるとともに、１２０℃以上の耐熱温度（ガラス転移温度）を備えるものが採用されている。このため、蓄熱材３が上記蓄熱物質１６の流動化温度以上に加熱された場合であっても、上記蓄熱物質１６が上記熱伝導性多孔質体１５内に保持される。この構成を採用することにより、高温に晒される自動車のエンジンルーム等に配置した場合であっても、固体性状を備える蓄熱物質として使用することが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態に係る上記蓄熱材３は、一体的につながる３次元網目状の熱伝導性多孔質体１５の連続気孔１４内に、蓄熱物質１６を保持させた形態を備える。また、上記熱伝導性多孔質体１５の熱伝導率は、上記蓄熱物質１６より大きい。このため、上記蓄熱材３の内部では、主として上記熱伝導性多孔質体１５を介して熱が移動させられ、上記蓄熱材３の内部における熱移動の速度が速い。したがって、蓄熱材３の一部から入熱された熱を、上記蓄熱材３の全域に移動させて蓄熱することができる。また、上記蓄熱材３の全域から放熱部位に熱を移動させて、短時間に大量の熱を放熱させることもできる。
【００７１】
しかも、本実施形態では、上記第１の熱媒体流動路１７を構成する熱伝導性パイプ１７ｂの外周部が、上記熱伝導性多孔質体１５及び上記蓄熱物質１６に直接接触するように構成されている。このため、第１の熱媒体７と上記蓄熱物質１６の熱交換効率を高めることが可能となる。
【００７２】
一方、上記第２の熱媒体流動路１８には、樹脂被覆層１９が設けられている。上記樹脂被覆層１９の耐熱温度（軟化温度）は、上記蓄熱物質１６より高い。このため、上記蓄熱物質１６が流動化する温度以上の温度が作用した場合にも、上記蓄熱材内から上記蓄熱物質が漏れ出る恐れはない。しかも、上記樹脂被覆層１９の厚みが薄いため、第２の熱媒体との熱交換効率も高い。
【００７３】
この結果、本実施形態に係る上記蓄熱器１は、暖房等の空調用に利用できるばかりでなく、自動車の駆動系を暖機運転するために用いることも可能となる。
【００７４】
本実施形態では、上記第２の熱媒体流動路１８を多数設けているため、非常に大きな熱交換面積を介して、第２の熱媒体９である空気に熱が移動させられる。したがって、大量の空気を上記蓄熱物質１６の温度近傍まで上昇させることができる。しかも、上記樹脂被覆層１９が薄く形成されているため、熱交換が阻害される恐れもない。
【００７５】
上記実施形態では、円筒状の断熱容器２内に円柱状の蓄熱材３を充填するとともに、上記第１の熱媒体流動路１７を構成する熱伝導性パイプ１７ｂの両端部が、上記配管部材８，８の大径部８ｂ，８ｂにそれぞれ接続されている。一方、上記第２の熱媒体流動路１８は、上記蓋部５，６の空間を介して集合させられ、上記配管部材８の外周部にそれぞれ形成された環状空間１３ａ，１３ｂを介して、上記配管２９ａ，２９ｂに接続されている。
【００７６】
上記構成によって、上記第１の熱媒体７から上記蓄熱材３に効率よく蓄熱することができるとともに、上記蓄熱材３から第２の熱媒体９に熱を移動させて空調等を行うことができる。しかも、上記第１の熱媒体７及び第２の熱媒体９を導入する導入部１０ａ，１１ａと、上記第１の熱媒体７及び第２の熱媒体９を排出する排出部１０ｂ，１１ｂは、断熱性の高い二重管構造を備えている。このため、上記蓄熱材３に蓄積した熱が、接続された各管路２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂから逃げにくい。したがって、断熱性が高い蓄熱器１を構成することができる。
【００７７】
なお、上記蓄熱物質１６を充填する工程を、ディッピングの手法を用いて行ったが、これら工程は、上記実施形態に限定されることはない。たとえば、所定の金型内に熱伝導性多孔質体あるいは熱伝導性多孔質部材を保持した状態で、蓄熱物質を射出成形の手法を用いて充填することができる。
【００７８】
図１１及び図１２に、本願発明の第２の実施形態を示す。
【００７９】
第２の実施形態は、第１の実施形態に示すような二重管構造を採用することなく、第１の熱媒体導入部１１０ａ，  第１の熱媒体排出部１１０ｂ，第２の熱媒体導入部１１１ａ，第２の熱媒体排出部１１１ｂを構成したものである。
【００８０】
第２の実施形態においては、左右の軸方向壁に第２の熱媒体導入部１１１ａと、第２の熱媒体排出部１１１ｂとをそれぞれ設けている。一方、第１の熱媒体導入部１１０ａと第１の熱媒体排出部１１０ｂは、断熱容器１０２の周壁の上方から断熱容器１０２内に貫入させられるように構成されている。熱媒体流動路１１７は、上記断熱容器１０２に収容された蓄熱材１０３の内部でコ字状に屈曲させられて方向が転換させられ、上記第１の熱媒体導入部を構成する配管部材１０８，１０８にそれぞれ接続されている。
【００８１】
上記配管部材１０８は、断熱性の樹脂材料から形成されているとともに、小径部１０８ａと、大径部１０８ｂと、上記小径部１０８ａから上記大径部１０８ｂにかけて断面内周長が拡大するように構成された拡径部１０８ｃとを備えて構成されている。上記小径部１０８ａは、上記断熱容器１０２の周壁部を貫通させられて第１の熱媒体１０７が流動する蓄熱側回路の配管１２８ａ，１２８ｂにそれぞれ接続されている。一方、上記大径部１０８ｂは、上記第１の熱媒体流動路１１７を構成する熱伝導性パイプ１１７ｂに接続されている。
【００８２】
上記構成を採用することにより、外部の配管１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂを、断熱性の配管部材１０８を介して、断熱容器１０２の外部において接続できる。このため、蓄熱器内に蓄積された熱が、上記配管１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂを介して逃げるのを阻止できる。
【００８３】
しかも、小径部１０８ａにおいて、上記断熱容器１０２の周壁を貫通するように構成しているため、上記配管部材１０８の外周部と上記断熱容器１０２の周壁との接触面積を小さくすることができる。したがって、上記配管部材１０８の外周部から上記断熱容器の外周部へ伝導する熱を最小限に抑えることができる。
【００８４】
さらに、上記第２の熱媒体導入部１１１ａと、第２の熱媒体排出部１１１ｂは、断熱部材１３１ａ，１３１ｂを介して、外部配管１２９ａ及び１２９ｂと接続されている。このため、上記第２の熱媒体導入部１１１ａ及び第２の熱媒体排出部１１１ｂから熱が逃げるのを有効に防止できる。
【００８５】
上記各構成を採用することにより、蓄熱材１０３と第１の熱媒体１０７の間の熱交換効率、及び蓄熱材１０３と第２の熱媒体１０９の間の熱交換効率をそれぞれ高めることができるばかりでなく、断熱性の高い蓄熱容器１０２を構成することが可能となる。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
熱媒体との熱交換効率が高く、また、断熱性の高い蓄熱器を形成できる。
【符号の説明】
【００８８】
１  蓄熱器
２  断熱容器
３  蓄熱材
７  第１の熱媒体
８  配管部材（断熱部材）
９  第２の熱媒体
１７  第１の熱媒体流動路
１８  第２の熱媒体流動路
１０ａ  第１の熱媒体導入部
１０ｂ  第１の熱媒体排出部
１１ａ  第２の熱媒体導入部
１１ｂ  第２の熱媒体排出部
【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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