(57)【要約】      （修正有）【課題】潜熱蓄熱材を具備した蓄熱装置を車両に搭載し、この車両で生じた排熱の熱エネルギを、蓄熱装置により、この車両内の活用先で使用する蓄熱システムについて、蓄熱装置を小型化しても、十分な熱エネルギを活用先に提供することができる蓄熱システムを提供する。【解決手段】蓄熱装置１０を車両に搭載してなる蓄熱システムでは、潜熱蓄熱材と添加剤とを配合した潜熱蓄熱材組成物８０が用いられている。蓄熱装置１０では、入力側流路１１と出力側流路１２とが、１以上のパイプを巻回してなる連結管４０で連通されている。連結管４０は、収容本体部２０に包含された態様で配設され、潜熱蓄熱材組成物８０は、連結管４０周りに密着した状態で、収容本体部２０に収容されている。【選択図】図３
2019157830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体を介して、該車両内の活用先で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、収容本体部に収容可能な態様で、該収容本体部に該熱媒体を流通させ、区画部材を介して、該熱媒体と該潜熱蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換手段であり、該収容本体部に該熱媒体を流す入力側流路と、該収容本体部から流出した熱交換後の該熱媒体を該活用先へ流す出力側流路と、を有する蓄熱装置を、該車両に搭載してなる蓄熱システムにおいて、
前記潜熱蓄熱材は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、前記蓄熱装置には、前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物が用いられていること、
前記添加剤は、第１の添加剤として、前記潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、前記潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、前記潜熱蓄熱材組成物の融液は、前記潜熱蓄熱材に含む前記水和水と、前記融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、前記潜熱蓄熱材と前記融点調整剤とを混合してなること、
前記入力側流路と前記出力側流路とが、前記区画部材として、１以上のパイプを巻回してなる連結管により、連通されていること、
前記連結管は、前記収容本体部に包含された態様で配設され、前記潜熱蓄熱材組成物は、前記連結管周りに密着した状態で、前記収容本体部に収容されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項２】
車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体を介して、該車両内の活用先で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、収容本体部に収容可能な態様で、該収容本体部に該熱媒体を流通させ、区画部材を介して、該熱媒体と該潜熱蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換手段であり、該収容本体部に該熱媒体を流す入力側流路と、該収容本体部から流出した熱交換後の該熱媒体を該活用先へ流す出力側流路と、を有する蓄熱装置を、該車両に搭載してなる蓄熱システムにおいて、
前記潜熱蓄熱材は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、前記蓄熱装置には、前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物が用いられていること、
前記添加剤は、第１の添加剤として、前記潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、前記潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、前記潜熱蓄熱材組成物の融液は、前記潜熱蓄熱材に含む前記水和水と、前記融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、前記潜熱蓄熱材と前記融点調整剤とを混合してなること、
前記入力側流路と前記出力側流路とが、前記収容本体部を介して、連通していること、
前記潜熱蓄熱材組成物は、前記区画部材として、密閉可能な蓄熱材収容具に充填されており、前記収容本体部には、前記熱媒体が貯められ、前記潜熱蓄熱材組成物を充填した前記蓄熱材収容具が、前記熱媒体に浸漬した状態で配設されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する蓄熱システムにおいて、
前記添加剤は、第２の添加剤として、多糖類に属する水溶性の物質で、前記潜熱蓄熱材組成物に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある当該潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める増粘剤であり、前記増粘剤は、ゲランガム（gellan gum）であること、
前記潜熱蓄熱材組成物全体の重量に占める前記ゲランガムの配合比率が、１ｗｔ％以下の範囲内であること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、
前記潜熱蓄熱材の前記水和水の数は、１２以上であり、前記潜熱蓄熱材組成物全体に占める前記糖アルコールに属する物質の配合比率は、前記潜熱蓄熱材１ｍｏｌあたり、１．５９〜５．５７ｍｏｌの範囲内であること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、
前記熱交換手段では、少なくとも前記収容本体部は、内外で熱を遮断可能な断熱構造で構成されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、
液体が前記収容本体部の中に流入するのを遮断すると共に、前記潜熱蓄熱材組成物の構成成分が前記収容本体部の外へ流出するのを遮断する一方で、気体が前記収容本体部の内外に出入りするのを許容する圧力制御弁を、備えていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項７】
請求項６に記載する蓄熱システムにおいて、
前記圧力制御弁は、前記収容本体部または、
前記区画部材として、前記潜熱蓄熱材組成物を密閉状態で収容可能な蓄熱材収容具の少なくとも何れかに設けられていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、
前記潜熱蓄熱材組成物は、前記収容本体部内に空隙部を設けた状態で、収容されていること、または
前記熱媒体は、前記収容本体部内に空隙部を設けた状態で、貯められていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項９】
請求項１に記載する蓄熱システムにおいて、
少なくとも前記収容本体部の内面と前記連結管の外周面は、前記潜熱蓄熱材組成物の接触に伴う腐食を防ぐ耐腐食部となっていること、を特徴とする蓄熱システム。
【請求項１０】
請求項９に記載する蓄熱システムにおいて、
前記耐腐食部は、樹脂、ガラス、またはセラミックスのいずれかの材料により構成されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項１１】
請求項１に記載する蓄熱システムにおいて、
前記潜熱蓄熱材組成物は、前記収容本体部内に空隙部を設けた状態で、収容されており、
前記潜熱蓄熱材組成物と前記空隙部との間には、前記潜熱蓄熱材組成物の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜が、形成されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項１２】
請求項６に記載する蓄熱システムにおいて、
前記圧力制御弁は、前記区画部材として、前記潜熱蓄熱材組成物を密閉状態で収容可能な蓄熱材収容具に設けられていること、
前記熱媒体は、前記収容本体部内に空隙部を設けた状態で貯められ、
前記潜熱蓄熱材組成物を充填した前記蓄熱材収容具は、前記圧力制御弁を前記空隙部に直に晒した状態で、前記熱媒体に浸漬されていること、
前記圧力制御弁を挟み、前記潜熱蓄熱材組成物と前記空隙部との間には、前記潜熱蓄熱材組成物の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜が、形成されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車や気動車をはじめ、主としてエンジン付き車両等に搭載され、その車両の熱源から生じた排熱を蓄熱材に蓄熱し、蓄熱した熱エネルギを、この車両で活用する蓄熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱材は、蓄熱またはその放熱を行う特性を有する。蓄熱システムでは、このような蓄熱材が蓄熱材収容具内に充填され、この蓄熱材収容具が、所定の収容手段の内部に、この収容手段に貯めた熱媒体と接触した状態で、収容されており、蓄熱材と熱媒体との間で熱交換が可能となっている。そのため、本来廃棄される排熱が、熱媒体を通じて蓄熱材に蓄熱され、熱媒体を介して、必要に応じて蓄えた熱を取り出すことにより、エネルギが無駄なく有効に活用できる。このような蓄熱システムを自動車に搭載した事例として、特許文献１に開示された蓄熱システムがある。
【０００３】
特許文献１は、エンジン冷却水の通路を、制御弁を通じて、ヒータ用冷却水通路とバイパス通路とに分岐させ、潜熱蓄熱装置により、このヒータ用冷却水通路と熱交換ができるように設けられた自動車向けの蓄熱システムである。潜熱蓄熱装置には、物質の相変化を利用して蓄熱する蓄熱材が、蓄熱容器に充填されている。特許文献１では、エンジンが暖気後の状態にある場合、エンジン冷却水が、ヒータ用冷却水通路に流される。このとき、エンジンの回転負荷が小さく、エンジン冷却水が低温状態にあると、潜熱蓄熱装置内の蓄熱材は、放熱して固化し、この放熱により、ヒータ用冷却水通路内のエンジン冷却水が温められる。
【０００４】
他方、エンジンの回転負荷が大きく、エンジン冷却水が高温状態になると、エンジン冷却水の熱が、固化していた蓄熱材を温め、蓄熱された蓄熱材は融解する。特許文献１によれば、エンジンがアイドリング状態であるときでも、潜熱蓄熱装置により、ヒータ用冷却水通路内のエンジン冷却水の温度をより高くすることができるため、ヒータ熱量の不足を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２４７８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような自動車向けの蓄熱システムでは、蓄熱装置は、自動車のエンジンルーム内や、排気ガスの管路に隣接した排気系構造部等に設置される。エンジンルームや排気系構造部では、数多くの部品やユニットが、限られたスペースに、煩雑な状態で装着されており、エンジンルーム等に蓄熱装置を設置しようとすると、スペース上の制約が大いに生じる。そのため、必然的に蓄熱装置のコンパクト化が強いられ、体積比あたりの蓄熱量がより大きな潜熱蓄熱材を蓄熱装置に具備しないと、活用先で必要な十分な熱エネルギを、蓄熱装置から取り出すことができず、問題になる。
【０００７】
特許文献１には、蓄熱材は、潜熱蓄熱材であるとされているが、潜熱蓄熱材となり得る材料の種類は非常に数多く、その材料によって潜熱蓄熱材の特性も様々であるため、蓄熱装置に潜熱蓄熱材を単に用いるだけでは、このような問題に直面する蓋然性が高い。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、潜熱蓄熱材を具備した蓄熱装置を車両に搭載し、この車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、蓄熱装置により、この車両内の活用先で使用する蓄熱システムについて、蓄熱装置を小型化しても、十分な熱エネルギを活用先に提供することができる蓄熱システム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】
上記目的を達成するために、本発明に係る蓄熱システムは、以下の構成を有する。
（１）車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体を介して、該車両内の活用先で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、収容本体部に収容可能な態様で、該収容本体部に該熱媒体を流通させ、区画部材を介して、該熱媒体と該潜熱蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換手段であり、該収容本体部に該熱媒体を流す入力側流路と、該収容本体部から流出した熱交換後の該熱媒体を該活用先へ流す出力側流路と、を有する蓄熱装置を、該車両に搭載してなる蓄熱システムにおいて、前記潜熱蓄熱材は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、前記蓄熱装置には、前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物が用いられていること、前記添加剤は、第１の添加剤として、前記潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、前記潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、前記潜熱蓄熱材組成物の融液は、前記潜熱蓄熱材に含む前記水和水と、前記融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、前記潜熱蓄熱材と前記融点調整剤とを混合してなること、前記入力側流路と前記出力側流路とが、前記区画部材として、１以上のパイプを巻回してなる連結管により、連通されていること、前記連結管は、前記収容本体部に包含された態様で配設され、前記潜熱蓄熱材組成物は、前記連結管周りに密着した状態で、前記収容本体部に収容されていること、を特徴とする。
（２）車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体を介して、該車両内の活用先で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、収容本体部に収容可能な態様で、該収容本体部に該熱媒体を流通させ、区画部材を介して、該熱媒体と該潜熱蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換手段であり、該収容本体部に該熱媒体を流す入力側流路と、該収容本体部から流出した熱交換後の該熱媒体を該活用先へ流す出力側流路と、を有する蓄熱装置を、該車両に搭載してなる蓄熱システムにおいて、前記潜熱蓄熱材は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、前記蓄熱装置には、前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物が用いられていること、前記添加剤は、第１の添加剤として、前記潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、前記潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、前記潜熱蓄熱材組成物の融液は、前記潜熱蓄熱材に含む前記水和水と、前記融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、前記潜熱蓄熱材と前記融点調整剤とを混合してなること、前記入力側流路と前記出力側流路とが、前記収容本体部を介して、連通していること、前記潜熱蓄熱材組成物は、前記区画部材として、密閉可能な蓄熱材収容具に充填されており、前記収容本体部には、前記熱媒体が貯められ、前記潜熱蓄熱材組成物を充填した前記蓄熱材収容具が、前記熱媒体に浸漬した状態で配設されていること、を特徴とする。
【００１０】
なお、本発明に係る蓄熱システムで用いる潜熱蓄熱材組成物において、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」とは、例えば、エリスリトール（Ｃ４Ｈ１０Ｏ４）、キシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）、マンニトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ソルビトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ラクチトール（Ｃ１２Ｈ２４Ｏ１１）等の「糖アルコール類に属する物質」に該当する。また、塩化カルシウム六水和物（ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、塩化マグネシウム六水和物（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の「塩化物に属する物質」が該当する。加えて、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）等の「硫酸塩に属する物質」が該当する。
【００１１】
また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上を含む場合のほか、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合や、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合も該当する。加えて、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。
【００１２】
さらに、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物（塩化物と硫酸塩とが混晶をなす場合も含む）もある。
【００１３】
すなわち、潜熱蓄熱材組成物に構成された潜熱蓄熱材が、例えば、無機塩水和物からなる場合、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」が無機塩水和物の水和水に溶解するとき、この「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」において、外部から熱を吸収して吸熱反応（例えば、無機塩水和物の水和水との溶解のほか、無機塩水和物が水和水以外に溶媒となり得る分子をその構造の中に有する場合で、水和水以外の構成物質との溶解等も含む）が生じるものを、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」と、定義している。
【００１４】
（３）（１）または（２）に記載する蓄熱システムにおいて、前記添加剤は、第２の添加剤として、多糖類に属する水溶性の物質で、前記潜熱蓄熱材組成物に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある当該潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める増粘剤であり、前記増粘剤は、ゲランガム（gellan gum）であること、前記潜熱蓄熱材組成物全体の重量に占める前記ゲランガムの配合比率が、１ｗｔ％以下の範囲内であること、を特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、前記潜熱蓄熱材の前記水和水の数は、１２以上であり、前記潜熱蓄熱材組成物全体に占める前記糖アルコールに属する物質の配合比率は、前記潜熱蓄熱材１ｍｏｌあたり、１．５９〜５．５７ｍｏｌの範囲内であること、を特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、前記熱交換手段では、少なくとも前記収容本体部は、内外で熱を遮断可能な断熱構造で構成されていること、を特徴とする。
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、液体が前記収容本体部の中に流入するのを遮断すると共に、前記潜熱蓄熱材組成物の構成成分が前記収容本体部の外へ流出するのを遮断する一方で、気体が前記収容本体部の内外に出入りするのを許容する圧力制御弁を、備えていること、を特徴とする。
（７）（６）に記載する蓄熱システムにおいて、前記圧力制御弁は、前記収容本体部または、前記区画部材として、前記潜熱蓄熱材組成物を密閉状態で収容可能な蓄熱材収容具の少なくとも何れかに設けられていること、を特徴とする。
【００１５】
（８）（１）乃至（７）のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、前記潜熱蓄熱材組成物は、前記収容本体部内に空隙部を設けた状態で、収容されていること、または前記熱媒体は、前記収容本体部内に空隙部を設けた状態で、貯められていること、を特徴とする。
（９）（１）に記載する蓄熱システムにおいて、少なくとも前記収容本体部の内面と前記連結管の外周面は、前記潜熱蓄熱材組成物の接触に伴う腐食を防ぐ耐腐食部となっていること、を特徴とする。
（１０）（９）に記載する蓄熱システムにおいて、前記耐腐食部は、樹脂、ガラス、またはセラミックスのいずれかの材料により構成されていること、を特徴とする。
（１１）（１）に記載する蓄熱システムにおいて、前記潜熱蓄熱材組成物は、前記収容本体部内に空隙部を設けた状態で、収容されており、前記潜熱蓄熱材組成物と前記空隙部との間には、前記潜熱蓄熱材組成物の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜が、形成されていること、を特徴とする。
（１２）（６）に記載する蓄熱システムにおいて、前記圧力制御弁は、前記区画部材として、前記潜熱蓄熱材組成物を密閉状態で収容可能な蓄熱材収容具に設けられていること、前記熱媒体は、前記収容本体部内に空隙部を設けた状態で貯められ、前記潜熱蓄熱材組成物を充填した前記蓄熱材収容具は、前記圧力制御弁を前記空隙部に直に晒した状態で、前記熱媒体に浸漬されていること、前記圧力制御弁を挟み、前記潜熱蓄熱材組成物と前記空隙部との間には、前記潜熱蓄熱材組成物の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜が、形成されていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成を有する本発明の蓄熱システムの作用・効果について説明する。
（１）車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体を介して、該車両内の活用先で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、収容本体部に収容可能な態様で、該収容本体部に該熱媒体を流通させ、区画部材を介して、該熱媒体と該潜熱蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換手段であり、該収容本体部に該熱媒体を流す入力側流路と、該収容本体部から流出した熱交換後の該熱媒体を該活用先へ流す出力側流路と、を有する蓄熱装置を、該車両に搭載してなる蓄熱システムにおいて、潜熱蓄熱材は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、蓄熱装置には、潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物が用いられていること、添加剤は、第１の添加剤として、潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、潜熱蓄熱材組成物の融液は、潜熱蓄熱材に含む水和水と、融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、潜熱蓄熱材と融点調整剤とを混合してなること、入力側流路と出力側流路とが、区画部材として、１以上のパイプを巻回してなる連結管により、連通されていること、連結管は、収容本体部に包含された態様で配設され、潜熱蓄熱材組成物は、連結管周りに密着した状態で、収容本体部に収容されていること、を特徴とする。
【００１７】
また、（２）に記載する蓄熱システムにおいて、潜熱蓄熱材は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、蓄熱装置には、潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物が用いられていること、添加剤は、第１の添加剤として、潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、潜熱蓄熱材組成物の融液は、潜熱蓄熱材に含む水和水と、融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、潜熱蓄熱材と融点調整剤とを混合してなること、入力側流路と出力側流路とが、収容本体部を介して、連通していること、潜熱蓄熱材組成物は、区画部材として、密閉可能な蓄熱材収容具に充填されており、収容本体部には、熱媒体が貯められ、潜熱蓄熱材組成物を充填した蓄熱材収容具が、熱媒体に浸漬した状態で配設されていること、を特徴とする。
【００１８】
これらの特徴により、蓄熱装置では、区画部材を介した潜熱蓄熱材組成物と熱媒体との伝熱面積が、より大きく確保できた状態になる。他方、潜熱蓄熱材組成物は、熱交換前の熱媒体との熱交換で、例えば、蓄熱量２２０ｋＪ／ｋｇ超の潜熱を効率良く蓄えることができ、連結管内を流通する熱媒体は、このような大きな蓄熱量を保持する潜熱蓄熱材組成物と、効率良く熱交換を行って放熱し、熱交換後の熱媒体として、この熱媒体は、出力側流路を通じて活用先に供給される。そのため、本発明の蓄熱システムが、車両内の設置スペースに応じて、蓄熱装置を小型化して構成されても、活用先で必要とする熱エネルギは、この蓄熱装置から十分な状態で供給することができる。
【００１９】
従って、本発明に係る蓄熱システムによれば、潜熱蓄熱材を具備した蓄熱装置を搭載した車両では、蓄熱装置を小型化しても、十分な熱エネルギをこの車両内の活用先に提供することができる、という優れた効果を奏する。
【００２０】
（３）に記載する蓄熱システムにおいて、添加剤は、第２の添加剤として、多糖類に属する水溶性の物質で、潜熱蓄熱材組成物に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある当該潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める増粘剤であり、増粘剤は、ゲランガム（gellan gum）であること、潜熱蓄熱材組成物全体の重量に占めるゲランガムの配合比率が、１ｗｔ％以下の範囲内であること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物が融液の状態にあるとき、潜熱蓄熱材組成物の粘度が高まって、潜熱蓄熱材の相分離現象が防止でき、潜熱蓄熱材組成物の構成成分は均一な状態で分散することができる。また、相分離現象のほか、増粘剤以外に、例えば、融点調整剤や、過冷却防止剤等の別の添加剤が、潜熱蓄熱材組成物に配合されている場合でも、構成成分の密度差に起因した、増粘剤等以外の添加剤と潜熱蓄熱材との分離が防止でき、潜熱蓄熱材組成物の構成成分は均一な状態で分散することができる。
【００２１】
（４）に記載する蓄熱システムにおいて、潜熱蓄熱材の水和水の数は、１２以上であり、潜熱蓄熱材組成物全体に占める糖アルコールに属する物質の配合比率は、潜熱蓄熱材１ｍｏｌあたり、１．５９〜５．５７ｍｏｌの範囲内であること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物は、概ね６０℃前後〜８０℃前後の範囲内を対象とした温度帯域の排熱に基づいて、蓄熱できるようになる。そのため、車両において、熱源が、例えば、エンジンの冷却水（熱媒体）等より出される排熱で、活用先が、例えば、エンジンの暖機を補助するユニットや、車内の空気調和装置を補助するユニット等である場合、概ね６０℃前後〜８０℃前後の温度帯域は、このような排熱の熱エネルギを使用する上で、適した温度帯域となる。しかも、使用中に万一、潜熱蓄熱材組成物に含有する、糖アルコールに属する物質の配合比率に変動が生じても、その配合比率が、潜熱蓄熱材１ｍｏｌあたり、１．５９〜５．５７ｍｏｌの範囲内であれば、潜熱蓄熱材組成物の融点を、例えば、７５℃程度等の温度に保つことができている。
【００２２】
（５）に記載する蓄熱システムにおいて、熱交換手段では、少なくとも収容本体部は、内外で熱を遮断可能な断熱構造で構成されていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物に蓄えられた熱や、連結管内または収容本体部内を流れる熱媒体の熱に対し、収容本体部の内部空間から外部に放熱される熱のロス分が低減できる。
【００２３】
（６）に記載する蓄熱システムにおいて、液体が収容本体部の中に流入するのを遮断すると共に、潜熱蓄熱材組成物の構成成分が収容本体部の外へ流出するのを遮断する一方で、気体が収容本体部の内外に出入りするのを許容する圧力制御弁を、備えていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物が、その融点を超える温度で加熱されて融解し、この潜熱蓄熱材組成物の体積増加により、収容本体部内の圧力が上昇する場合や、潜熱蓄熱材組成物が、その凝固点を超える温度で冷却されて凝固し、潜熱蓄熱材組成物の体積減少により、収容本体部内の圧力が低下する場合でも、収容本体部は、内圧をほぼ一定の状態に維持することができる。そのため、このような圧力上昇や圧力低下に起因した、収容本体部や区画部材（連結管、または蓄熱材収容具）の破損が抑止できる。また、万が一、融液状態にある潜熱蓄熱材組成物や、その構成成分が、何らかの理由で、収容本体部の圧力制御弁付近まで飛散した場合でも、潜熱蓄熱材組成物や、その構成成分は、弁体部を通じて蓄熱装置外に流出することもない。
【００２４】
（７）に記載する蓄熱システムにおいて、圧力制御弁は、収容本体部または、区画部材として、潜熱蓄熱材組成物を密閉状態で収容可能な蓄熱材収容具の少なくとも何れかに設けられていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物が密閉可能な蓄熱材収容具に充填されている場合で、圧力制御弁を、例えば、蓄熱材収容具と収容本体部に設けていれば、相変化に伴う潜熱蓄熱材組成物の体積変動により、蓄熱材収容具内の圧力が変動しても、蓄熱材収容具の破損が抑止できるほか、蓄熱材収容具を収めている収容本体部にも影響してこの収容本体部に及ぼすダメージは、より確実に抑止できる。また、潜熱蓄熱材組成物が直接収容本体部に収容されている場合には、圧力制御弁を収容本体部に備えていれば、相変化に伴う潜熱蓄熱材組成物の体積変動が生じても、収容本体部内の圧力変動に起因した収容本体部や連結管の破損は、抑止できる。
【００２５】
（８）に記載する蓄熱システムにおいて、潜熱蓄熱材組成物は、収容本体部内に空隙部を設けた状態で、収容されていること、または熱媒体は、収容本体部内に空隙部を設けた状態で、貯められていること、を特徴とする。この特徴により、例えば、空隙部の圧力が予め適切に調整されている下で、潜熱蓄熱材組成物の体積が、液相と固相との相変化に伴って大きく変化したときに、収容本体部の内部空間における圧力変動が、空隙部で相殺できるため、区画部材（連結管、または蓄熱材収容具）や収容本体部等へのダメージが抑制できる。特に、空隙部と隣接する位置に圧力制御弁が設けられていると、気体が、圧力制御弁を介して、空隙部と蓄熱システムの外部との間を自由に行き来することができ、空隙部の圧力を、予め正圧または負圧に調整することなく、潜熱蓄熱材組成物の体積変動に対して、内部空間の圧力を一定に保つことができる。
【００２６】
（９）に記載する蓄熱システムにおいて、少なくとも収容本体部の内面と連結管の外周面は、潜熱蓄熱材組成物の接触に伴う腐食を防ぐ耐腐食部となっていること、を特徴とする。この特徴により、蓄熱装置は、耐久性の高い装置になる。
【００２７】
（１０）に記載する蓄熱システムにおいて、耐腐食部は、樹脂、ガラス、またはセラミックスのいずれかの材料により構成されていること、を特徴とする。この特徴により、蓄熱装置での耐腐食対策に関する製造工程が簡単である。
【００２８】
（１１）に記載する蓄熱システムにおいて、潜熱蓄熱材組成物は、収容本体部内に空隙部を設けた状態で、収容されており、潜熱蓄熱材組成物と空隙部との間には、潜熱蓄熱材組成物の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜が、形成されていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物の構成成分の拡散、特に水分の蒸発に起因して、潜熱蓄熱材組成物自体の蓄熱性能が劣化してしまうことや、潜熱蓄熱材組成物が、経時的に変性、変質してしまうこともない。
【００２９】
（１２）に記載する蓄熱システムにおいて、圧力制御弁は、区画部材として、潜熱蓄熱材組成物を密閉状態で収容可能な蓄熱材収容具に設けられていること、熱媒体は、収容本体部内に空隙部を設けた状態で貯められ、潜熱蓄熱材組成物を充填した蓄熱材収容具は、圧力制御弁を空隙部に直に晒した状態で、熱媒体に浸漬されていること、圧力制御弁を挟み、潜熱蓄熱材組成物と空隙部との間には、潜熱蓄熱材組成物の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜が、形成されていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物の構成成分の拡散、特に水分の蒸発に起因して、潜熱蓄熱材組成物自体の蓄熱性能が劣化してしまうことや、潜熱蓄熱材組成物が、経時的に変性、変質してしまうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１，２に係る蓄熱システムの概要を示す説明図である。
【図２】実施形態１，２に係る蓄熱システムで用いる潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図である。
【図３】実施形態１の実施例に係る蓄熱システムの蓄熱装置の要部を模式的に示す図である。
【図４】図３中、Ａ部の拡大図である。
【図５】図３中、Ｂ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】図３中、Ｃ−Ｃ矢視断面図である。
【図７】図３中、Ｄ部の拡大図である。
【図８】実施例の変形例１に係る蓄熱装置で、２つのパイプを並列配管した場合の熱媒体の流路を示す模式図である。
【図９】実施例の変形例２に係る蓄熱装置で、２つのパイプを直列配管した場合の熱媒体の流路を示す模式図である。
【図１０】実施形態２の実施例に係る蓄熱システムの蓄熱装置の要部を模式的に示す図である。
【図１１】実施形態２の変形例に係る蓄熱システムの蓄熱装置の要部を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施形態１）
以下、本発明に係る蓄熱システムについて、実施形態１，２を図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係る蓄熱システムは、車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体を介して、この車両内の活用先で使用する目的で、車両に搭載されるシステムである。本発明に係る蓄熱システムについて、本実施形態１，２では、例えば、エンジンとモータとの併用で駆動するハイブリッドカー、エンジンだけで駆動する自動車をはじめ、主としてエンジン付きの自動車や気動車等の車両に搭載する場合を挙げて、説明する。
【００３２】
図１は、実施形態１，２に係る蓄熱システムの概要を示す説明図である。車両Ｓには、周知の通り、エンジンと、作動時に冷却水を循環させてこのエンジン内の温度を調整するラジエータとが搭載されており、ラジエータは、作動状態にあるエンジン（熱源２）から放つ高温の熱、すなわちエンジンの排熱により加熱された冷却水（熱媒体４）の熱を、大気中下に放散して冷却水の温度上昇を抑えている。エンジン内とラジエータ内とを循環しながら流れる熱媒体４の総容量は、概ね数Ｌである。また、蓄熱装置１０と、熱源２で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体４を介して、車両６内で使用する熱エネルギの活用先３が、当該車両Ｓに搭載されており、図１に示すように、車両６内には、熱源２と蓄熱装置１０と活用先３とにより、蓄熱システム１が構築されている。この活用先３は、実施形態１，２では、冷却水の過熱を抑制するのに使用している前述のラジエータや、車両Ｓのエンジン本体である。
【００３３】
はじめに、蓄熱システム１の概要について、簡単に説明する。車両Ｓのエンジンが作動状態にあると、熱媒体４は高温になっている。蓄熱システム１では、エンジン作動時に、高温（例えば、７０〜８０℃）になっている熱媒体４を、熱交換前の熱媒体４ａとして、後に詳述する蓄熱装置１０に供給して、区画部材を介して、蓄熱装置１０内の潜熱蓄熱材組成物８０と熱媒体４との間で熱交換を行い、潜熱蓄熱材組成物８０にこの熱媒体４の熱を蓄えておく。
【００３４】
一方で、車両Ｓのエンジンにおいて、先の作動状態から停止後、次に始動するまでに、長い時間が経過していると、エンジンが低温になって、熱媒体４も冷たくなっている。蓄熱装置１０では、エンジン始動直前の一定時間、冷たくなっている熱媒体４と、熱交換前の熱媒体４ａの熱を蓄えた潜熱蓄熱材組成物８０との間で、区画部材を介して熱交換を行い、熱交換後の熱媒体４ｂに、潜熱蓄熱材組成物８０が有する熱エネルギを付与することにより、ラジエータ内の冷たい熱媒体４が、エンジン始動開始まで加温される。そして、ラジエータ内で循環する熱媒体４全体が、例えば、５０〜６０℃に温められた状態になった時点で、エンジンの始動が行われる。
【００３５】
あるいは、エンジン始動に合わせ、冷たくなっている熱媒体４と、熱媒体４ａの熱を蓄えた潜熱蓄熱材組成物８０との間で熱交換を行いながら、エンジン作動と同時に、熱交換後の熱媒体４ｂとして、熱媒体４をエンジン内に循環させて、熱交換後の熱媒体４ｂに有する熱エネルギ（例えば、７０〜８０℃）を、エンジン本体に付与する。蓄熱システム１では、熱交換後の熱媒体４ｂによる熱エネルギが、活用先３に付与され、この熱エネルギを活用先３で熱交換（消費）したことにより、冷めた熱媒体４（熱消費後の熱媒体４ｃ）は、次に熱源２から熱交換を行う熱媒体４として循環し、このような熱媒体４の循環サイクルが、複数回繰り返し行われる。
【００３６】
すなわち、実施形態１，２では、作動状態のエンジンが熱源２になり、高温状態にある熱媒体４の熱エネルギが活用先３で使用されず、熱媒体４に過熱の虞がある場合に、蓄熱システム１は、熱媒体４を蓄熱装置１０に供給して、熱媒体４と潜熱蓄熱材組成物８０との間で熱交換を行う。従来、ラジエータにおいて、熱媒体４の過熱を抑制するため、熱媒体４に有する熱エネルギは、大気中に放散されてきたが、蓄熱システム１により、熱媒体４のこの熱エネルギが、潜熱蓄熱材組成物８０に一時的に蓄えられる。
【００３７】
そして、エンジンが停止状態にあり、熱媒体４が低温活用先３にあるときのエンジン本体や、ラジエータの少なくとも何れかが、潜熱蓄熱材組成物８０に蓄えた熱エネルギの活用先３である。このような状態の下、活用先３がエンジン本体である場合には、潜熱蓄熱材組成物８０に蓄えた熱エネルギは、エンジンの暖機に用いられる。また、活用先３がラジエータである場合には、潜熱蓄熱材組成物８０に蓄えた熱エネルギは、車両Ｓに搭載した空気調和装置により車内を暖房するにあたり、より短い時間で車内を温める目的で用いられる。
【００３８】
なお、熱源２は、エンジン本体から放つ排熱以外にも、例えば、エンジン作動時の排気から放つ排熱等、車両Ｓ内で熱を放つ部分であれば、実施形態１，２に限定されるものではなく、適宜変更可能である。勿論、熱源２と活用先３とが、互いに独立関係にあり、別々の機能を有するユニットでも良い。
【００３９】
また、活用先３は、車内の暖房を補助するにあたり、潜熱蓄熱材組成物８０と熱交換する熱媒体４としての冷却水が循環するラジエータ以外にも、例えば、車内の冷暖房や除湿に伴い、送風する空気の状態を調整する空気調和装置向け等、熱源２で生じた排熱の熱エネルギを、潜熱蓄熱材組成物８０に蓄えて、同じ車両Ｓ内で二次的に使用できるものであれば、実施形態１，２に限定されるものではなく、適宜変更可能である。さらに、車両Ｓ等の車両が、ハイブリッドカーや電気自動車である場合に、駆動用モータの電源で、複数の組電池からなるバッテリパックに対し、その性能を高く維持する目的で、これらの組電池を適切な温度で保護する必要性に応じて、活用先が、その組電池の保護対策に用いられても良い。また、潜熱蓄熱材組成物８０からの放熱を、燃料電池車の暖機エネルギとして用いても良い。
【００４０】
次に、蓄熱装置１０に用いる潜熱蓄熱材組成物８０について、説明する。図２は、実施形態１，２に係る蓄熱システムで用いる潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図である。潜熱蓄熱材組成物８０は、図２に示すように、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材８１と、潜熱蓄熱材８１の物性を調整する添加剤８３を配合してなる。
【００４１】
潜熱蓄熱材８１は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材である。潜熱蓄熱材８１は、無機塩水和物として、例えば、水和水を（ｎ＝２）個有するヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（ＣＨ３ＮａＯ３Ｓ・２Ｈ２Ｏ）（単体での潜熱の蓄熱量は約１７０ｋＪ／ｋｇ）等のヒドロキシメタンスルフィン酸塩からなる蓄熱材である。また、水和水を（ｎ＝３）個有する酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ３ＣＯＯＮａ・３Ｈ２Ｏ）（単体での潜熱の蓄熱量は約２７０ｋＪ／ｋｇ）等の酢酸塩からなる蓄熱材である。また、水和水を（ｎ＝１０）個有する二リン酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ４Ｐ２Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ）（単体での潜熱の蓄熱量は約２４０ｋＪ／ｋｇ）等の二リン酸塩（ピロリン酸塩）、またはリン酸塩からなる蓄熱材である。
【００４２】
また、水和水を（ｎ＝１２）個有するミョウバン水和物からなる蓄熱材である。ミョウバン水和物は、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）や、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）をはじめ、クロムミョウバン１２水和物（ＣｒＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、鉄ミョウバン１２水和物（ＦｅＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）等、１価の陽イオンの硫酸塩ＭＩ２（ＳＯ４）と、３価の陽イオンの硫酸塩ＭＩＩＩ２（ＳＯ４）３との複硫酸塩をなす「ミョウバン水和物」である。この「ミョウバン水和物」に含まれる３価の金属イオンは、アルミニウムイオン、クロムイオン、鉄イオン以外に、例えば、コバルトイオン、マンガンイオン等の金属イオンでも良い。さらに、潜熱蓄熱材８１は、このような「ミョウバン水和物」に属する物質を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした蓄熱材であっても良い。
【００４３】
さらに、潜熱蓄熱材８１は、無機塩水和物として、例えば、水和水を（ｎ＝１４〜１８）個有する硫酸アルミニウム水和物（Ａｌ２（ＳＯ４）３・ｎＨ２Ｏ）（単体での潜熱の蓄熱量は約１９０ｋＪ／ｋｇ）等の硫酸塩からなる蓄熱材である。加えて、エチルマルトールは、無機塩水和物ではないが、エチルマルトールを含む潜熱蓄熱材が、蓄熱装置に用いられても良い。
【００４４】
次に、添加剤８３について、説明する。添加剤８３は２種（第１の添加剤、第２の添加剤）とも、潜熱蓄熱材８１の物性を調整する役割を担う水溶性の添加剤である。第１の添加剤８３は、潜熱蓄熱材８１の融点を、必要に応じて任意の温度に調整する融点調整剤８３Ａであり、融点調整剤８３Ａは、潜熱蓄熱材８１との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質からなる。第２の添加剤８３は、多糖類に属する水溶性の物質であり、潜熱蓄熱材組成物８０に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある潜熱蓄熱材組成物８０の融液の粘度を高める増粘剤８３Ｂである。
【００４５】
なお、本実施形態１では、潜熱蓄熱材組成物８０に配合する添加剤８３に、融点調整剤８３Ａと増粘剤８３Ｂとを挙げたが、潜熱蓄熱材組成物８０に配合する添加剤８３は、融点調整剤８３Ａと増粘剤８３Ｂだけに限らず、例えば、融液状態にある潜熱蓄熱材の結晶化の誘起を促す過冷却防止剤等も挙げることができる。
【００４６】
ここで、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」の定義について、説明する。前述したように、潜熱蓄熱材組成物８０は、アンモニウムミョウバン１２水和物等の無機塩水和物からなる潜熱蓄熱材８１を主成分に、融点調整剤８３Ａと増粘剤８３Ｂとを配合してなる。融点調整剤８３Ａが潜熱蓄熱材８１の水和水に溶解するとき、この融点調整剤８３Ａにおいて、外部から熱を吸収して吸熱反応が生じるものを、本実施形態１に係る潜熱蓄熱材組成物８０では、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」と定義している。
【００４７】
「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」には、例えば、エリスリトールやキシリトールのほか、マンニトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ソルビトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ラクチトール（Ｃ１２Ｈ２４Ｏ１１）等の「糖アルコール類に属する物質」がある。また、塩化カルシウム六水和物（ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、塩化マグネシウム六水和物（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の「塩化物に属する物質」がある。加えて、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）等の「硫酸塩に属する物質」がある。
【００４８】
また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上を含む場合のほか、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合や、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合も該当する。加えて、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。
【００４９】
さらに、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物（塩化物と硫酸塩との混晶をなす場合も含む）もある。
【００５０】
その他、取扱いに注意が必要となり、本実施形態１において、潜熱蓄熱材組成物としての使用は好ましくないが、例えば、硝酸アンモニウムや塩素酸カリウム等についても、水に溶解した際に吸熱反応を呈するため、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」には該当する。また、無水硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）は、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」に属さないが、アンモニウムミョウバン１２水和物等のミョウバン水和物を含む潜熱蓄熱材の融点を調整する添加剤として、無水硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）が、潜熱蓄熱材組成物に配合されていても良い。
【００５１】
潜熱蓄熱材組成物８０について、具体的に説明する。潜熱蓄熱材組成物８０は、前述したように、潜熱蓄熱材８１に、融点調整剤８３Ａと増粘剤８３Ｂとを添加してなる。本実施形態１の潜熱蓄熱材組成物８０では、潜熱蓄熱材８１は、水和水の数を１２とするアンモニウムミョウバン１２水和物であり、融点調整剤８３Ａは、糖アルコール類に属する物質のマンニトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）であり、増粘剤８３Ｂは、ゲランガム（gellan gum）の一種であるＬＡゲランガム(Low acyl gellan gum)である。
【００５２】
潜熱蓄熱材組成物８０全体に占める融点調整剤８３Ａ（マンニトール）の配合比率は、１ｍｏｌの潜熱蓄熱材８１に対し、１．５９〜５．５７ｍｏｌの範囲内である。また、この潜熱蓄熱材組成物８０全体の重量に占める増粘剤８３Ｂ（ＬＡゲランガム）の配合比率は、１ｗｔ％以下の範囲内である。このような潜熱蓄熱材組成物８０では、蓄えることができる潜熱の蓄熱量は、２２０ｋＪ／ｋｇ超である。
【００５３】
（実施例）
次に、蓄熱装置１０の構成について、説明する。図３は、実施形態１の実施例に係る蓄熱システムの蓄熱装置の要部を模式的に示す図である。図１及び図３に示すように、蓄熱装置１０は、内部空間２１に潜熱蓄熱材組成物８０を収容可能な収容本体部２０と、熱源２から供給される熱交換前の熱媒体４ａ（熱媒体４）を、収容本体部２０に流入する入力側流路１１と、収容本体部２０から流出した熱交換後の熱媒体４ｂ（熱媒体４）を活用先３へ流出させる出力側流路１２等を備える。入力側流路１１と出力側流路１２とは、区画部材として、本実施形態１では、２つのパイプ（１以上のパイプ）を巻回してなる連結管４０により、連通されている。
【００５４】
連結管４０は、例えば、熱伝導性に優れた銅、耐腐食性に優れたステンレス鋼等の金属製である。連結管４０は、収容本体部２０の内部空間２１に包含された態様で配設され、潜熱蓄熱材組成物８０は、収容本体部２０の内部空間２１に空隙部９１を設けた状態で、この内部空間２１に、連結管４０周りと密着した態様で収容されている。すなわち、蓄熱装置１０は、潜熱蓄熱材組成物８０を収容本体部２０に収容した状態で、収容本体部２０に熱媒体４を流通させ、連結管４０を介して、潜熱蓄熱材組成物８０との間で熱交換を行い、熱交換手段５として機能する。
【００５５】
出力側流路１２の収容本体部２０近傍には、熱媒体４の流路を開閉可能な開閉弁７１が配管されている。開閉弁７１を設ける理由として、収容本体部２０では、熱交換前の熱媒体４ａにより、潜熱蓄熱材組成物８０に貯めた熱（熱エネルギ）は、連結管４０内の熱媒体４に伝熱され、この熱媒体４を加温する。一方、連結管４０内の熱媒体４では、加温に基づく密度の減少により、浮力が生じて、対流が発生することもある。このような現象が生じると、収容本体部２０内の熱エネルギが、当該収容本体部２０の外部に散逸してしまい、蓄熱装置１０において、熱媒体４と潜熱蓄熱材組成物８０との熱交換効率を低下させる一因になる。
【００５６】
このような現象の回避策として、開閉弁７１が配管されていると、出力側流路１２を閉路して、熱交換後の熱媒体４ｂの流れを遮断することで、収容本体部２０において、連結管４０内に存在する熱媒体４の流れが規制され、熱媒体４による対流が収容本体部２０の内外を跨ぐのを抑制できることから、収容本体部２０内の熱エネルギの散逸を抑制することができる。従って、潜熱蓄熱材組成物８０は、より長い時間に亘って、熱交換後の熱媒体４ｂの潜熱に基づく蓄熱を、密度の高い状態で維持できる。なお、入力側流路１１の収容本体部２０近傍にも、熱媒体４の流路を開閉可能な開閉弁を配管することが、より好ましい。
【００５７】
収容本体部２０は、例えば、銅、ステンレス鋼等の金属製のほか、耐酸性を有すると共に、樹脂の中でも、熱伝導性が比較的低い性状の樹脂製の容器で、内部空間２１とその外部に連通した開口２２を、上端側に有している。開口２２には、圧力制御弁６０が配設されている。
【００５８】
図４は、図３中、Ａ部の拡大図である。図３及び図４に示すように、圧力制御弁６０は、水等の液体ＬＱが収容本体部２０の外部から内部空間２１に流入することを遮断すると共に、内部空間２１に収容されている潜熱蓄熱材組成物８０（その構成成分だけの場合を含む）が内部空間２１から外部に流出することを遮断する一方で、気体ＧＳが内部空間２１の内外に出入りを許容する弁体部６１を有している。
【００５９】
具体的には、圧力制御弁６０は、本実施形態１では、収容本体部２０の開口２２を閉塞する弁体部６１と、保持した弁体部６１を収容本体部２０に螺合または融着により固定するキャップ６２からなる。弁体部６１は、収容本体部２０の内部空間２１とその外部との間で、融液状態にある潜熱蓄熱材組成物８０の流通を阻む防水性と、気体ＧＳとして、空気と水蒸気だけを流通可能とする透湿性と、を兼ねた防水透湿素材として、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE：Polytetrafluoroethylene）製の防水透湿膜で形成されている。
【００６０】
蓄熱装置１０は、収容本体部２０の内部空間２１とその外部との間で熱を遮断可能な断熱構造で構成された断熱構造部２５を有している。断熱構造部２５は、本実施形態１では、収容本体部２０の周りを本体包囲部２８で気密に覆い、収容本体部２０と本体包囲部２８との間を、真空状態、または真空に近い状態に保持されて構成されている。なお、断熱構造部２５は、収容本体部２０と本体包囲部２８との間で、熱の出入りを遮断可能な発砲材等の断熱材を介在したものであっても良い。
【００６１】
連結管４０は、２つのパイプ（第１パイプ４１、第２パイプ４２）を螺旋状に、その径差を有して巻回してなる。すなわち、実施例として、図８に示すように、外側に巻かれた第１パイプ４１と、その内側に巻かれた第２パイプ４２とは、並列に配管されており、収容本体部２０上方の第１接続部４５で連通していると共に、収容本体部２０の深さ方向（図３中、上下方向下側）に対し、第１接続部４５より深い位置にある第２接続部４６で連通している。入力側流路１１から供給された熱媒体４は、第１接続部４５より、第１パイプ４１と第２パイプ４２とに分流して、互いに同方向、または逆方向に流れ、第２接続部４６で合流して出力側流路１２に流れる。
【００６２】
（変形例１）
図８は、実施例の変形例１に係る蓄熱装置で、２つのパイプを並列配管した場合の熱媒体の流路を示す模式図である。変形例１に係る蓄熱装置１０Ａでは、図８に示すように、外側に巻かれた第１パイプ４１と、その内側に巻かれた第２パイプ４２とが、入力側流路１１上の第１接続部４５で分流すると共に、出力側流路１２上の第２接続部４６で合流する態様により、並列に配管されている。入力側流路１１から供給される熱交換前の熱媒体４ａ（熱媒体４）が、第１パイプ４１と第２パイプ４２に流入すると、熱媒体４は、第１パイプ４１と第２パイプ４２を、互いに逆流する方向に流れ、収容本体部２０の底部で折返すと、第１パイプ４１と第２パイプ４２の双方とも、第２接続部４６に向けて同方向に流れる。第２接続部４６で合流した熱交換後の熱媒体４ｂは、活用先３へ流れる。
【００６３】
（変形例２）
図９は、実施例の変形例２に係る蓄熱装置で、２つのパイプを直列配管した場合の熱媒体の流路を示す模式図である。変形例２に係る蓄熱装置１０Ｂでは、図９に示すように、外側に巻かれた第１パイプ４１と、その内側に巻かれた第２パイプ４２とが、収容本体部２０の底部で折返す位置にある第３接続部４７で、直列に連結して配管されている。入力側流路１１から供給される熱交換前の熱媒体４ａ（熱媒体４）が、第１パイプ４１に流入すると、熱媒体４は、第１パイプ４１を通じて第３接続部４７に流れる。この熱媒体４は、第３接続部４７を経て、第２パイプ４２から出力側流路１２に向けた一方向の流通で、熱交換後の熱媒体４ｂとして、出力側流路１２を通じて活用先３に流れる。
【００６４】
実施形態１の実施例、及び変形例１，２のように、連結管４０による管路が２以上で、各管路が、互いに対向する配置関係にある場合や、ねじれの位置の配置関係にある場合に、連結管４０では、各管路を流通する熱媒体４の流れは、並行流や対向流のどちらでも良い。
【００６５】
特に、螺旋状に形成された連結管４０が、外周側管路と、この管路より径小な内周側管路との二重構造である場合、一の管路は、収容本体部の底側から上方へ流通する一方で、他の管路は、収容本体部の上方から底側に流通すると、収容本体部に収容されている潜熱蓄熱材組成物８０全体で、熱媒体４との熱交換を効率良く行うことができる。また、このような螺旋状の連結管４０で、一の管路と他の管路とも、熱媒体４の流れが、収容本体部の底側から上方への一方向の流通である場合には、収容本体部に収容された融液状態にある潜熱蓄熱材組成物８０全体のうち、この収容本体部の底部付近にある一部の潜熱蓄熱材組成物８０が、熱媒体４で急冷され易くなる。そのため、収容本体部に収容されている潜熱蓄熱材組成物８０全体の中で、当該潜熱蓄熱材組成物８０の固相化に必要な種結晶が、より数多く発生し易くなり、この潜熱蓄熱材組成物８０の結晶化が、効率良く誘起して促進され易くなるからである。
【００６６】
再び蓄熱装置１０の説明に戻る。図５は、図３中、Ｂ−Ｂ矢視断面図であり、図３中、Ｃ−Ｃ矢視断面図を、図６に示す。潜熱蓄熱材組成物８０を構成する成分の種別にもよるが、潜熱蓄熱材組成物８０の水素イオン濃度（ｐＨ値）が、一例として、ｐＨ３程度、あるいはｐＨ８程度になる場合等もある。そのため、潜熱蓄熱材組成物８０と接触する部分として、図５に示すように、連結管４０（第１パイプ４１、第２パイプ４２）の外周面４０ａと、図６に示すように、収容本体部２０の内部空間２１を形成する内面２０ａにはそれぞれ、耐腐食部５０が形成されている。耐腐食部５０は、実施形態１では、潜熱蓄熱材組成物８０の接触に伴う腐食を防ぐ耐腐食性を有した樹脂による被膜層であり、例えば、架橋ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE：Polytetrafluoroethylene）（テフロン(登録商標））等、耐酸性または耐アルカリ性を有した耐薬品性の樹脂を、外周面４０ａと内面２０ａにコーティングしたものである。
【００６７】
耐腐食部５０は、このような耐薬品性の樹脂以外にも、例えば、ガラス製の膜や、セラミック製等による被膜層のほか、ＴｉＮ化合物等の合金製の被膜層等、無機材料被膜であり、蓄熱装置１０は、耐腐食部５０の腐食防止効果により、耐久性の向上を図った装置となり得る。また、この耐腐食部５０は、その表面に撥水性を有するものであっても良い。万が一、潜熱蓄熱材組成物８０に含有する水分が、潜熱蓄熱材組成物８０の加熱により、揮発して収容本体部２０の耐腐食部５０の内壁面側に付着しても、この耐腐食部５０の撥水効果により、内壁面に伝って流下し、この収容本体部２０内の潜熱蓄熱材組成物８０に再び接触し、混合することができ、潜熱蓄熱材組成物８０の組成変化を防止することができるからである。
【００６８】
なお、収容本体部２０を構成する容器自体や、連結管４０に用いるパイプ材自体が、耐酸性または耐アルカリ性を有した耐薬品性の材質であれば、耐腐食部５０を形成することを省くこともできる。
【００６９】
ところで、潜熱蓄熱材組成物８０の使用時に、水等、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分が、加熱により揮発してしまうことも考えられ、構成成分が揮発してしまうと、潜熱蓄熱材組成物８０で、蓄熱とその放熱を行うことができなくなる虞がある。図７は、図３中、Ｄ部の拡大図である。蓄熱装置１０では、このような事態を回避するため、潜熱蓄熱材組成物８０と空隙部９１との間には、図７に示すように、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜９２が形成されている。遮断膜９２は、潜熱蓄熱材組成物８０自体や、潜熱蓄熱材組成物８０を構成する成分に対し、互いに混じり合うことなく、当該遮断膜９２に流動性と不揮発性を具備した材料からなる。具体的には、揮発成分が水である場合、遮断膜９２は油膜等である。
【００７０】
蓄熱システム１では、蓄熱装置１０は、車両Ｓの姿勢や動きに影響を受け、車両Ｓの姿勢に起因して、蓄熱装置１０で、収容本体部２０内に収容されている融液状態の潜熱蓄熱材組成物８０の液面が斜めに傾く場合がある。また、車両Ｓの走行時に生じる振動に起因して、融液状態の潜熱蓄熱材組成物８０の液面に揺れが伝わる場合もある。遮断膜９２に流動性があると、このような場合に、遮断膜９２は、潜熱蓄熱材組成物８０の液面の変化に追従することができる。そのため、遮断膜９２は、車両Ｓの姿勢や動きに対応して、潜熱蓄熱材組成物８０を覆うことができており、遮断膜９２により、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分が空隙部９１に放出するのを抑止できている。
【００７１】
次に、本実施形態１の蓄熱システム１の作用・効果について説明する。本実施形態１の蓄熱システム１では、車両Ｓの熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体４を介して、車両Ｓ内の活用先３で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材８１を、収容本体部２０に収容可能な態様で、収容本体部２０に熱媒体４を流通させ、熱媒体４と潜熱蓄熱材８１との間で熱交換を行う熱交換手段５であり、収容本体部２０に熱交換前の熱媒体４ａ（熱媒体４）を流す入力側流路１１と、収容本体部２０から流出した熱交換後の熱媒体４ｂ（熱媒体４）を活用先３へ流す出力側流路１２と、を有する蓄熱装置１０を、車両Ｓに搭載してなる蓄熱システム１において、潜熱蓄熱材８１は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、蓄熱装置１０には、潜熱蓄熱材８１の物性を調整する添加剤８３を配合してなる潜熱蓄熱材組成物８０が用いられていること、添加剤８３は、第１の添加剤として、潜熱蓄熱材８１の融点を調整する融点調整剤８３Ａであり、潜熱蓄熱材８１との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、潜熱蓄熱材組成物８０の融液は、潜熱蓄熱材８１に含む水和水と、融点調整剤８３Ａに含む糖アルコールとの溶解により、潜熱蓄熱材８１と融点調整剤８３Ａとを混合してなること、入力側流路１１と出力側流路１２とが、区画部材として、１以上のパイプを巻回してなる連結管４０により、連通されていること、連結管４０は、収容本体部２０に包含された態様で配設され、潜熱蓄熱材組成物８０は、連結管４０周りに密着した状態で、収容本体部２０に収容されていること、を特徴とする。
【００７２】
この特徴により、蓄熱装置１０では、収容本体部２０に収容された潜熱蓄熱材組成物８０と、連結管４０内を流通する熱媒体４とは、伝熱面積をより大きく確保できた状態、かつ熱量損失を抑えた状態となる。他方、アンモニウムミョウバン１２水和物（潜熱蓄熱材８１）とマンニトール（融点調整剤８３Ａ）とゲランガム（増粘剤８３Ｂ）からなる本実施形態１の潜熱蓄熱材組成物８０は、熱交換前の熱媒体４ａとの熱交換で、２２０ｋＪ／ｋｇ超の潜熱を効率良く蓄えることができる。また、この潜熱蓄熱材組成物８０は、蓄えている２２０ｋＪ／ｋｇ超の潜熱に基づき、連結管４０内を流通する熱媒体４と効率良く熱交換を行って放熱し、熱交換後の熱媒体４ｂとして、この熱媒体４は、出力側流路１２を通じて活用先３に供給される。そのため、蓄熱システム１が、車両Ｓ内の設置スペースに応じて、蓄熱装置１０を小型化して構成されても、活用先３で必要とする熱エネルギは、この蓄熱装置１０から十分な状態で供給することができる。
【００７３】
また、潜熱蓄熱材組成物８０は、隔絶されることなく、収容本体部２０の内部空間２１に一様に収容されているため、この潜熱蓄熱材組成物８０全体のうち、一部で過冷却が解除されていれば、この潜熱蓄熱材組成物８０全体に相変化が伝搬されるため、蓄熱システム１では、潜熱蓄熱材組成物８０に過冷却現象が生じ難くなっている。
【００７４】
また、種類が数多くある潜熱蓄熱材の中でも、潜熱蓄熱材組成物８０の蓄熱量は、２２０ｋＪ／ｋｇ超と非常に大きく、活用先３で時間あたりに付与できる熱エネルギも大きいため、車両Ｓにおいて、エンジンの暖機時間をより短くすることができる。ひいては、車両Ｓにおいて、エンジンを暖機するにあたり、燃料の消費量を削減して車両Ｓの省エネルギ化に貢献できるほか、二酸化炭素（ＣＯ２）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等の排気物質の排出量を抑制できる。さらに、冷えた状態のエンジンを作動すると共に、エンジン始動時に空気調和装置で送風を行う場合には、空気調和装置は、適度に温度調整された温風、または冷風を、エンジン始動後より短い時間内で送風することも可能になる。
【００７５】
従って、本実施形態１に係る蓄熱システム１によれば、潜熱蓄熱材８１を具備した蓄熱装置１０を搭載した車両Ｓでは、蓄熱装置１０を小型化しても、十分な熱エネルギをこの車両Ｓ内の活用先３に提供することができる、という優れた効果を奏する。
【００７６】
また、本実施形態１に係る蓄熱システム１では、添加剤８３は、第２の添加剤として、多糖類に属する水溶性の物質で、潜熱蓄熱材組成物に含まれる水とカチオンとの相互作用に基づいて、液相状態にある潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める増粘剤８３Ｂであり、増粘剤８３Ｂは、ゲランガム（gellan gum）であること、潜熱蓄熱材組成物８０全体の重量に占めるゲランガムの配合比率が、１ｗｔ％以下の範囲内であること、を特徴とする。
【００７７】
この特徴により、潜熱蓄熱材組成物８０が融液の状態にあるとき、潜熱蓄熱材組成物８０の粘度が高まって、潜熱蓄熱材８１の相分離現象が防止でき、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分は均一な状態で分散することができる。また、相分離現象のほか、増粘剤８３Ｂ以外に、例えば、融点調整剤８３Ａや、過冷却防止剤等の別の添加剤８３が、潜熱蓄熱材組成物に配合されている場合でも、構成成分の密度差に起因した、増粘剤８３Ｂ等以外の添加剤８３と潜熱蓄熱材８１との分離が防止でき、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分は均一な状態で分散することができる。
【００７８】
加えて、増粘剤８３ＢがＬＡゲランガムであるため、ＬＡゲランガム自体は、蓄熱性能を有さないものの、潜熱蓄熱材８１（アンモニウムミョウバン１２水和物）に増粘剤８３Ｂ（ＬＡゲランガム２１）を、例えば、僅か１．０ｗｔ％以下という少量添加するだけで、ＬＡゲランガム２１のゲル化が促進される。そのため、潜熱蓄熱材組成物８０の融液を、密度差に起因した構成成分の分離を抑制するのに足りる十分な粘度に増粘することができる。しかも、潜熱蓄熱材組成物８０の融液では、構成成分が均一な状態で分散され、かつ潜熱蓄熱材組成物８０における構成成分の分離を、より効果的に抑制できているため、潜熱蓄熱材組成物８０が、液相と固相との間で、相変化を複数回に亘って繰り返し行っても、構成成分の分布を均一に保つことができている。それ故に、潜熱蓄熱材組成物８０の融点・凝固点等の物性が変動するのを抑制することができる。
【００７９】
また、本実施形態１に係る蓄熱システム１では、潜熱蓄熱材８１の水和水の数は、１２以上であり、潜熱蓄熱材組成物８０全体に占める糖アルコールに属する物質の配合比率は、１ｍｏｌの潜熱蓄熱材８１に対し、１．５９〜５．５７ｍｏｌの範囲内であること、を特徴とする。
【００８０】
この特徴により、潜熱蓄熱材組成物８０は、概ね６０℃前後〜８０℃前後の範囲内を対象とした温度帯域の排熱に基づいて、蓄熱できるようになり、潜熱蓄熱材組成物８０の融点も、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物単体の融点（９３．５℃）より、３０℃以上等も低くすることができる。特に、車両Ｓにおいて、熱源２が、例えば、ラジエータの冷却水（熱媒体）等より出される排熱で、活用先３が、例えば、エンジンの暖機を補助するユニットや、車内の空気調和装置を補助するユニット等である場合、概ね６０℃前後〜８０℃前後の温度帯域は、このような排熱の熱エネルギを使用する上で、適した温度帯域となる。さらに、使用中に万一、潜熱蓄熱材組成物８０に含有する、糖アルコールに属する物質の配合比率に変動が生じても、その配合比率が、潜熱蓄熱材１ｍｏｌあたり、１．５９〜５．５７ｍｏｌの範囲内であれば、潜熱蓄熱材組成物８０の融点を、７５℃程度等の温度に保つことができている。また、潜熱蓄熱材８１が、例えば、ミョウバン水和物等、水和水を１２以上含む無機塩水和物で構成されていると、潜熱蓄熱材８１は高い蓄熱量を保持できるため、このような潜熱蓄熱材８１を含む潜熱蓄熱材組成物８０は、より高い蓄熱量を保持できる物性となる。
【００８１】
また、本実施形態１に係る蓄熱システム１では、熱交換手段５では、収容本体部２０は、内外で熱を遮断可能な断熱構造で構成された断熱構造部２５であること、を特徴とする。
【００８２】
この特徴により、潜熱蓄熱材組成物８０に蓄えられた熱や、連結管４０内を流れる熱媒体４の熱に対し、収容本体部２０の内部空間２１から外部に放熱される熱のロス分が低減できる。
【００８３】
また、本実施形態１に係る蓄熱システム１では、液体ＬＱが収容本体部２０の中に流入するのを遮断すると共に、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分が収容本体部２０の外へ流出するのを遮断する一方で、気体ＧＳが収容本体部２０の内部空間２１の内外に出入りするのを許容する圧力制御弁６０を、備えていること、を特徴とする。
【００８４】
この特徴により、潜熱蓄熱材組成物８０が、その融点を超える温度で加熱されて融解し、この潜熱蓄熱材組成物８０の体積増加により、収容本体部２０の内部空間２１の圧力が上昇しても、図４に示すように、内部空間２１に内在する空気や水蒸気等の気体ＧＳが、圧力制御弁６０の弁体部６１を通じて、蓄熱装置１０外に放出される。そのため、収容本体部２０は、内圧をほぼ一定の状態に維持することができており、収容本体部２０や連結管４０の破損に至る圧力上昇は抑止できる。また、潜熱蓄熱材組成物８０が、その凝固点を超える温度で冷却されて凝固し、この潜熱蓄熱材組成物８０の体積減少により、収容本体部２０の内部空間２１の圧力が減少しても、図４に示すように、蓄熱システム１の外部に存在する空気や水蒸気等の気体ＧＳが、圧力制御弁６０の弁体部６１を通じて、蓄熱装置１０内に流入する。そのため、収容本体部２０は、内圧をほぼ一定の状態に維持することができており、収容本体部２０や連結管４０の破損に至る圧力低下は抑止できる。
【００８５】
また、万が一、融液状態にある潜熱蓄熱材組成物８０や、その構成成分が、何らかの理由で、圧力制御弁６０付近まで飛散した場合でも、潜熱蓄熱材組成物８０や、その構成成分は、弁体部６１を通じて蓄熱装置１０外に流出することもない。
【００８６】
また、本実施形態１に係る蓄熱システムでは、潜熱蓄熱材組成物８０は、収容本体部２０の内部空間２１に空隙部９１を設けた状態で、収容されていること、を特徴とする。この特徴により、例えば、空隙部９１の圧力が予め適切に調整されている下で、潜熱蓄熱材組成物８０の体積が、液相と固相との相変化に伴って大きく変化したときに、収容本体部２０の内部空間２１における圧力変動が、空隙部９１で相殺できるため、収容本体部２０や連結管４０等へのダメージが抑制できる。特に、空隙部９１と隣接する位置に圧力制御弁６０が設けられていると、気体ＧＳが、圧力制御弁６０の弁体部６１を介して、空隙部９１と蓄熱システム１の外部との間を自由に行き来することができ、空隙部９１の圧力を、予め正圧または負圧に調整することなく、潜熱蓄熱材組成物８０の体積変動に対し、内部空間２１の圧力を一定に保つことができている。
【００８７】
また、本実施形態１に係る蓄熱システム１では、少なくとも収容本体部２０の内面２０ａと連結管４０の外周面４０ａは、潜熱蓄熱材組成物８０の接触に伴う腐食を防ぐ耐腐食部５０からなること、を特徴とする。この特徴により、蓄熱装置１０は、耐久性の高い装置になる。
【００８８】
また、本実施形態１に係る蓄熱システム１では、耐腐食部５０は、樹脂製の被膜であること、を特徴とする。この特徴により、蓄熱装置１０での耐腐食対策に関する製造工程が簡単になり、蓄熱装置１０のコストはより安価になる。
【００８９】
また、本実施形態１に係る蓄熱システム１では、潜熱蓄熱材組成物８０は、収容本体部２０の内部空間２１に空隙部９１を設けた状態で、収容されており、潜熱蓄熱材組成物８０と空隙部９１との間には、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜９２が、形成されていること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分の拡散、特に水分の蒸発に起因して、潜熱蓄熱材組成物８０自体の蓄熱性能が劣化してしまうことや、潜熱蓄熱材組成物８０が、経時的に変性、変質してしまうこともない。
【００９０】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係る蓄熱システム１０１について、説明する。図１０は、実施形態２の実施例に係る蓄熱システムの蓄熱装置の要部を模式的に示す図である。
【００９１】
実施形態１の蓄熱装置１０では、区画部材が、熱媒体４を流通させる連結管４０であり、潜熱蓄熱材組成物８０が、収容本体部２０の内部空間２１に配設した連結管４０の周りに、収容されている。これに対し、本実施形態２の蓄熱装置１１０では、区画部材が、潜熱蓄熱材組成物８０を収容する蓄熱材収容具１４０であり、内部空間２１に貯めた熱媒体４に浸漬されている。この点で、蓄熱装置１１０は、実施形態１の蓄熱装置１０と異なる。それ以外の部分は、実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同じ部分は同じ符号を用いて、実施形態１と異なる部分を中心に説明し、その他については説明を簡略または省略する。
【００９２】
（実施例）
蓄熱装置１１０の構成について、説明する。図１及び図１０に示すように、蓄熱装置１１０（熱交換手段１０５）は、内部空間１２１を有する収容本体部１２０と、熱源２から供給される熱交換前の熱媒体４ａ（熱媒体４）を、収容本体部１２０に流入する入力側流路１１と、収容本体部１２０から流出した熱交換後の熱媒体４ｂ（熱媒体４）を活用先３へ流出させる出力側流路１２等を備える。入力側流路１１と出力側流路１２とは、収容本体部１２０を介して、連通している。入力側流路１１と出力側流路１２には、熱媒体４の流路を開閉可能な開閉弁１７１，１７２が、配管されている。また、圧力制御弁１６０が、内部空間１２１とその外部に連通した収容本体部１２０の開口１２２に配設されている。圧力制御弁１６０は、収容本体部１２０の開口１２２を閉塞する弁体部１６１と、保持した弁体部１６１を収容本体部１２０に固定するキャップ１６２からなる。
【００９３】
蓄熱装置１１０は、収容本体部１２０の内部空間１２１とその外部との間で熱を遮断可能な断熱構造で構成された断熱構造部１２５を有している。断熱構造部１２５は、収容本体部１２０の周りを本体包囲部１２８で気密に覆い、収容本体部１２０と本体包囲部１２８との間を、真空状態、または真空に近い状態に保持されて構成されている。
【００９４】
熱媒体４は、入力側流路１１から収容本体部１２０の内部空間１２１に流入し、この内部空間１２１に空隙部１９１を設けた状態で、貯められている。潜熱蓄熱材組成物８０は、区画部材として、本実施形態２では、密閉可能な蓄熱材収容具１４０に充填されている。蓄熱材収容具１４０は、例えば、袋状やカプセル状のほか、円筒状、球形状等に形成されている。潜熱蓄熱材組成物８０を充填した蓄熱材収容具１４０は、この熱媒体４に浸漬した状態で配設されている。
【００９５】
（変形例）
図１１は、実施形態２の変形例に係る蓄熱システムの蓄熱装置の要部を模式的に示す図である。蓄熱装置２１０（熱交換手段２０５）は、収容本体部１２０の内部空間１２１とその外部との間で熱を遮断可能な断熱構造で構成された断熱構造部１２５を有している。潜熱蓄熱材組成物８０は、区画部材として、密閉状態で収容可能な蓄熱材収容具２４０に充填されている。この蓄熱材収容具２４０は、本変形例では、潜熱蓄熱材組成物８０を収容する本体部の外形を、例えば、図１１に示すように、潜熱蓄熱材組成物８０の充填率をより大きくできる細長の円筒形状や、略直方体形状等、熱媒体４との接触面積をより大きく取ることができる形状に形成されている。この本体部の上部に取り付けられたキャップは、本実施形態１で説明した圧力制御弁６０と同じ構造の圧力制御弁２６０を備えている。
【００９６】
熱媒体４は、入力側流路１１から収容本体部１２０の内部空間１２１に流入し、この内部空間１２１に空隙部１９１を設けた状態で、貯められている。潜熱蓄熱材組成物８０を充填した蓄熱材収容具２４０は、圧力制御弁２６０を空隙部１９１に直に晒した状態で、圧力制御弁２６０より下方の本体部だけを熱媒体４に浸漬した状態で収容されている。このように、蓄熱材収容具２４０のキャップに圧力制御弁２６０が装着されていると、潜熱蓄熱材組成物８０の体積変動に対応して、蓄熱材収容具２４０内の圧力を一定に保つことができるため、蓄熱材収容具２４０の破損を抑制することができる。さらに、圧力制御弁１６０が収容本体部１２０に設けられていると、蓄熱材収容具２４０内での潜熱蓄熱材組成物８０の体積変動に影響して、この収容本体部１２０に及ぼすダメージは、より確実に抑止できる。
【００９７】
本実施形態１で説明した遮断膜９２と同様、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分の拡散を防ぐ遮断膜２９２が、蓄熱材収容具２４０の内部において、圧力制御弁２６０を挟み、潜熱蓄熱材組成物８０と空隙部１９１との間に張設されていても良い。遮断膜２９２により、潜熱蓄熱材組成物８０の構成成分の拡散や、水分の蒸発、特に本来不要な空気や水蒸気等による気体との接触に起因して、潜熱蓄熱材組成物８０自体の蓄熱性能が劣化してしまうことや、潜熱蓄熱材組成物８０が、経時的に変性、変質してしまうことも抑制できるからである。
【００９８】
次に、本実施形態２の蓄熱システム１０１，２０１の作用・効果について説明する。本実施形態２の蓄熱システム１０１，２０１では、車両Ｓの熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体４を介して、車両Ｓ内の活用先３で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材８１を、収容本体部１２０に収容可能な態様で、収容本体部１２０に熱媒体４を流通させ、熱媒体４と潜熱蓄熱材８１との間で熱交換を行う熱交換手段１０５，２０５であり、収容本体部１２０に熱交換前の熱媒体４ａ（熱媒体４）を流す入力側流路１１と、収容本体部２０から流出した熱交換後の熱媒体４ｂ（熱媒体４）を活用先へ流す出力側流路１２と、を有する蓄熱装置１１０，２１０を、車両Ｓに搭載してなる蓄熱システム１０１，２０１において、潜熱蓄熱材８１は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、蓄熱装置１１０には、潜熱蓄熱材８１の物性を調整する添加剤８３を配合してなる潜熱蓄熱材組成物８０が用いられていること、添加剤８３は、第１の添加剤として、潜熱蓄熱材８１の融点を調整する融点調整剤８３Ａであり、潜熱蓄熱材８１との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、潜熱蓄熱材組成物８０の融液は、潜熱蓄熱材８１に含む水和水と、融点調整剤８３Ａに含む糖アルコールとの溶解により、潜熱蓄熱材８１と融点調整剤８３Ａとを混合してなること、入力側流路１１と出力側流路１２とが、収容本体部１２０を介して、連通していること、潜熱蓄熱材組成物８０は、区画部材として、密閉可能な蓄熱材収容具１４０，２４０に充填されており、収容本体部１２０には、熱媒体４が貯められ、潜熱蓄熱材組成物８０を充填した蓄熱材収容具１４０，２４０が、熱媒体４に浸漬した状態で配設されていること、を特徴とする。
【００９９】
この特徴により、蓄熱装置１１０，２１０では、蓄熱材収容具１４０，２４０を介した潜熱蓄熱材組成物８０と熱媒体４との伝熱面積が、より大きく確保できた状態となる。他方、アンモニウムミョウバン１２水和物（潜熱蓄熱材８１）とマンニトール（融点調整剤８３Ａ）とゲランガム（増粘剤８３Ｂ）からなる本実施形態２の潜熱蓄熱材組成物８０は、熱交換前の熱媒体４ａとの熱交換で、２２０ｋＪ／ｋｇ超の潜熱を蓄えることができる。また、この潜熱蓄熱材組成物８０は、蓄熱材収容具１４０，２４０を介して、蓄えている２２０ｋＪ／ｋｇ超の潜熱に基づき、収容本体部１２０を流通する熱媒体４と効率良く熱交換を行って放熱し、熱交換後の熱媒体４ｂとして、この熱媒体４は、出力側流路１２を通じて活用先３に供給される。そのため、蓄熱システム１０１，２０１が、車両Ｓ内の設置スペースに応じて、蓄熱装置１１０，２１０を小型化して構成されても、活用先３で必要とする熱エネルギは、この蓄熱装置１１０，２１０から十分な状態で供給することができる。
【０１００】
本実施形態２の蓄熱システム１０１，２０１の効果は、本実施形態１の蓄熱システム１と同じであるため、その記載を割愛する。また、本実施形態２の蓄熱システム１０１，２０１の作用についても、本実施形態１の蓄熱システム１の作用と重複する部分もあるため、区画部材の点で、連結管４０と蓄熱材収容具１４０，２４０との違い、収容本体部に貯める対象の点で、熱媒体４と潜熱蓄熱材組成物８０との違いを考慮した上で、蓄熱システム１の作用の記載を参照することとして、ここでの記載は割愛する。
【０１０１】
以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
【０１０２】
（１）例えば、実施形態１，２では、蓄熱材として、相変化に伴う潜熱の移動により蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材を挙げた。しかしながら、本発明に係る蓄熱システムに用いる潜熱蓄熱材組成物の対象ではないが、蓄熱システムに用いる蓄熱材は、水との化学反応に伴う反応熱の出入りを利用して蓄熱または放熱を行う化学蓄熱材のほか、顕熱蓄熱材、吸着蓄熱材、収着蓄熱材等にも適用できる場合があるものと考えられる。
【０１０３】
（２）また、実施形態１では、連結管４０において、第１パイプ４１と第２パイプ４２を、螺旋状に形成したパイプとしたが、区画部材として、連結管に用いるパイプの形状は、螺旋状に限らず、例えば、巻回により生じるリード方向の断面視で、四角枠形状等、収容される収容本体部の内部空間の形状に対応して収容可能となっていれば、種々変更可能である。また、パイプは、断面を円筒形状とする管以外にも、例えば、波形のスパイラル状形状とする管等であっても良い。
【０１０４】
（３）また、実施形態１では、連結管４０において、第１パイプ４１と第２パイプ４２の形状を螺旋状としたが、区画部材として、連結管に用いるパイプの外周りに、凹凸形状等のフィンが設けられていても良い。熱媒体との接触面積がより増えて、熱媒体との熱交換の効率が向上するからである。
【０１０５】
（４）また、実施形態１，２で、潜熱蓄熱材組成物８０を利用した蓄熱装置１０，１１０，２１０の模式図を、図１、図１０、及び図１１に例示したが、本発明の蓄熱システムに具備する蓄熱装置について、収容本体部内で潜熱蓄熱材組成物と熱媒体とを区画し、潜熱蓄熱材組成物と熱媒体との間で、熱交換を行うことができる構造であれば、蓄熱装置の構成・形状・仕様は、何でも良い。
（５）本発明の蓄熱システムに太陽熱集熱器を設け、入力側流路の管、出力側流路の管、連結管等、熱媒体を流通させる管路に、太陽熱集熱器が接続されていても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１，１０１，２０１  蓄熱システム
２  熱源
３  活用先
４  熱媒体
４ｂ  熱交換後の熱媒体
５，１０５，２０５  熱交換手段
１０，１１０，２１０  蓄熱装置
１１  入力側流路
１２  出力側流路
２０，１２０  収容本体部
２０ａ  収容本体部の内面
４０  連結管（区画部材）
４０ａ  連結管の外周面
４１  第１パイプ（パイプ）
４２  第２パイプ（パイプ）
６０，１６０，２６０  圧力制御弁
６１，１６１  弁体部
８０  潜熱蓄熱材組成物
８１  潜熱蓄熱材
８３  添加剤
８３Ａ  融点調整剤
８３Ｂ  増粘剤
９１，１９１  空隙部
９２，２９２  遮断膜
１４０，２４０  蓄熱材収容具（区画部材）
Ｓ  車両
【図１】
2019157830.tif 000003
【図２】
2019157830.tif 000004
【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】
2019157830.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月13日(2019.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体を介して、該車両内の活用先で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、収容本体部に収容可能な態様で、該収容本体部に該熱媒体を流通させ、区画部材を介して、該熱媒体と該潜熱蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換手段であり、該収容本体部に該熱媒体を流す入力側流路と、該収容本体部から流出した熱交換後の該熱媒体を該活用先へ流す出力側流路と、を有する蓄熱装置を、該車両に搭載してなる蓄熱システムにおいて、
前記潜熱蓄熱材は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、前記蓄熱装置には、前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物が用いられていること、
前記添加剤は、第１の添加剤として、前記潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、前記潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、前記潜熱蓄熱材組成物の融液は、前記潜熱蓄熱材に含む前記水和水と、前記融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、前記潜熱蓄熱材と前記融点調整剤とを混合してなること、
前記入力側流路と前記出力側流路とが、前記区画部材として、１以上のパイプを螺旋状に巻回してなる連結管により、連通されていること、
前記連結管は、前記収容本体部に包含された態様で配設され、前記潜熱蓄熱材組成物は、前記連結管周りに密着した状態で、前記収容本体部に収容されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項２】
請求項１に記載する蓄熱システムにおいて、
前記パイプは、第１パイプと第２パイプとを並列に配管してなると共に、前記収容本体部の底側に位置する折返し部で折り返されて、前記入力側流路と前記出力側流路とに連結されていること、
前記第１パイプと前記第２パイプは何れも、前記折返し部を挟む前記パイプの前記入力側流路側で、螺旋状に配管されている一方、前記折返し部を挟む前記パイプの前記出力側流路側では、直線状に配管されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項３】
請求項１に記載する蓄熱システムにおいて、
前記パイプは、前記収容本体部の底側に位置する折返し部で折り返されて、前記入力側流路と前記出力側流路とに連結されており、前記折返し部を挟み、前記入力側流路側と前記出力側流路側とも、螺旋状に配管されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する蓄熱システムにおいて、
前記出力側流路には、熱交換後の前記熱媒体の流路を開閉可能とする開閉弁が配管されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項５】
請求項４に記載する蓄熱システムにおいて、
前記入力側流路にも、熱交換後の前記熱媒体の流路を開閉可能とする開閉弁が配管されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項６】
車両の熱源で生じた排熱の熱エネルギを、熱媒体を介して、該車両内の活用先で使用するにあたり、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を、収容本体部に収容可能な態様で、該収容本体部に該熱媒体を流通させ、区画部材を介して、該熱媒体と該潜熱蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換手段であり、該収容本体部に該熱媒体を流す入力側流路と、該収容本体部から流出した熱交換後の該熱媒体を該活用先へ流す出力側流路と、を有する蓄熱装置を、該車両に搭載してなる蓄熱システムにおいて、
前記潜熱蓄熱材は、ｎ（２≦ｎ）個の水和水を含有する無機塩水和物を、少なくとも一種含む蓄熱材であり、前記蓄熱装置には、前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物が用いられていること、
前記添加剤は、第１の添加剤として、前記潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、前記潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質のうち、少なくとも糖アルコール類に属する物質を含んでおり、前記潜熱蓄熱材組成物の融液は、前記潜熱蓄熱材に含む前記水和水と、前記融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、前記潜熱蓄熱材と前記融点調整剤とを混合してなること、
前記入力側流路と前記出力側流路とが、前記収容本体部を介して、連通していること、
前記潜熱蓄熱材組成物は、前記区画部材として、密閉可能な蓄熱材収容具に充填されており、前記収容本体部には、前記熱媒体が貯められ、前記潜熱蓄熱材組成物を充填した前記蓄熱材収容具が、前記熱媒体に浸漬した状態で配設されていること、
前記出力側流路には、熱交換後の前記熱媒体の流路を開閉可能とする開閉弁が配管されていること、
を特徴とする蓄熱システム。
【請求項７】
請求項６に記載する蓄熱システムにおいて、
前記入力側流路にも、熱交換後の前記熱媒体の流路を開閉可能とする開閉弁が配管されていること、
を特徴とする蓄熱システム。