(57)【要約】【課題】相変化材が相変化することにともなう蓄熱装置の変形を抑制する。【解決手段】本発明の蓄熱パネル１は、外部と熱交換する表板１１と、表板１１と対向する対向面を有する裏板１７と、表板１１および裏板１７の間に設けられ、表板１１および裏板１７とともに内部に収容空間１３９を形成する枠体１３と、収容空間１３９に収容され外部と交換される熱により相変化する相変化材と、収容空間１３９内において表板１１と裏板１７の対向面とを接続し表板１１と裏板１７との間を所定の距離に維持する第１支持部１３５とを備える。【選択図】図２
2015140988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部と熱交換する部材である熱交換部材と、
前記熱交換部材と対向する対向面を有する対向部材と、
前記熱交換部材および前記対向部材の間に設けられ、当該熱交換部材および当該対向部材とともに内部に密閉空間を形成する枠体と、
前記密閉空間に収容され外部と交換される熱により相変化する相変化材と、
前記密閉空間内において前記熱交換部材と前記対向部材の前記対向面とを接続し、当該熱交換部材と当該対向部材との間を所定の距離に維持する接続部材と
を備えることを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記接続部材は、
前記熱交換部材に沿って延びるとともに、前記枠体における前記密閉空間を挟んで互いに対向する箇所を接続する第１接続部と、
前記第１接続部と交差する方向でかつ前記熱交換部材に沿って延びるとともに、前記枠体における前記密閉空間を挟んで互いに対向する他の箇所を接続する第２接続部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記接続部材は、炭素繊維強化樹脂により形成され、
前記炭素繊維強化樹脂の炭素繊維は、前記枠体における前記密閉空間を挟んで互いに対向する箇所を結ぶ方向に沿って配置されることを特徴とする請求項１または２記載の蓄熱装置。
【請求項４】
外部と熱交換する部材である熱交換部材と、
外部の温度変化にともない温度が変化する領域である温度変化領域と、
前記熱交換部材と前記温度変化領域との間に設けられ、当該熱交換部材と対向する対向面を有する対向部材と、
前記熱交換部材および前記対向部材の間に設けられ、当該熱交換部材および当該対向部材とともに内部に密閉空間を形成する枠体と、
前記密閉空間に収容され外部と交換される熱により相変化する相変化材と、
前記密閉空間内において前記熱交換部材と前記対向部材の前記対向面とを接続し、当該熱交換部材と当該対向部材との間を所定の距離に維持する接続部材と
を備えることを特徴とする構造体。
【請求項５】
外部と熱交換する熱交換部材と、当該熱交換部材に対向して設けられる対向面を有する対向部材と、当該熱交換部材と当該対向部材との間に設けられ当該熱交換部材および当該対向部材とともに内部に密閉空間を形成する枠体と、当該密閉空間に収容され外部と交換される熱により相変化する相変化材と、当該密閉空間内において当該熱交換部材と当該対向部材の当該対向面とを接続し、当該熱交換部材と当該対向部材との間を所定の距離に維持する接続部材とを備える蓄熱装置の製造方法であって、
前記熱交換部材あるいは前記対向部材の一方と、前記枠体とにより、当該枠体における当該熱交換部材あるいは当該対向部材の他方が固定される側が開放された空間であり前記相変化材が注入される注入空間を形成する工程と、
前記開放された箇所を介して前記注入空間に液体の相変化材を注入する工程と、
前記他方を前記枠体に対して固定し、前記液体の相変化材が注入された前記注入空間を密閉することで前記密閉空間を形成する工程と
を有することを特徴とする蓄熱装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱装置、構造体および蓄熱装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、宇宙機に適用可能で、軽量且つ、安価な蓄熱部材を提供するため、多数のセルを有するハニカム構造体を備え、各セル内に、蓄熱材が内包されたカプセルと、熱伝導フィラーと、が充填されてなる蓄熱部材が開示されている。そして、ハニカム構造体に蓄熱材が内包されたカプセルと熱伝導フィラーとを充填させることによって、蓄熱部材が厚い場合であっても熱伝導性の良い、軽量且つ、安価な蓄熱部材とし得ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７８８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、外部と交換される熱により相変化する相変化材を内部に備える蓄熱装置において、蓄熱装置を設置するために必要とする空間を抑制するべく、蓄熱装置の厚みを薄くする構成が考えられる。この構成においては相変化材の相変化にともないその体積が変化することで、蓄熱装置が変形することも想定される。
【０００５】
本発明は、相変化材が相変化することにともなう蓄熱装置の変形を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、外部と熱交換する部材である熱交換部材と、前記熱交換部材と対向する対向面を有する対向部材と、前記熱交換部材および前記対向部材の間に設けられ、当該熱交換部材および当該対向部材とともに内部に密閉空間を形成する枠体と、前記密閉空間に収容され外部と交換される熱により相変化する相変化材と、前記密閉空間内において前記熱交換部材と前記対向部材の前記対向面とを接続し、当該熱交換部材と当該対向部材との間を所定の距離に維持する接続部材とを備えることを特徴とする蓄熱装置である。
ここで、前記接続部材は、前記熱交換部材に沿って延びるとともに、前記枠体における前記密閉空間を挟んで互いに対向する箇所を接続する第１接続部と、前記第１接続部と交差する方向でかつ前記熱交換部材に沿って延びるとともに、前記枠体における前記密閉空間を挟んで互いに対向する他の箇所を接続する第２接続部とを備えるとよい。
また、前記接続部材は、炭素繊維強化樹脂により形成され、前記炭素繊維強化樹脂の炭素繊維は、前記枠体における前記密閉空間を挟んで互いに対向する箇所を結ぶ方向に沿って配置されるとよい。
【０００７】
他の観点から捉えると、本発明は、外部と熱交換する部材である熱交換部材と、外部の温度変化にともない温度が変化する領域である温度変化領域と、前記熱交換部材と前記温度変化領域との間に設けられ、当該熱交換部材と対向する対向面を有する対向部材と、前記熱交換部材および前記対向部材の間に設けられ、当該熱交換部材および当該対向部材とともに内部に密閉空間を形成する枠体と、前記密閉空間に収容され外部と交換される熱により相変化する相変化材と、前記密閉空間内において前記熱交換部材と前記対向部材の前記対向面とを接続し、当該熱交換部材と当該対向部材との間を所定の距離に維持する接続部材とを備えることを特徴とする構造体である。
【０００８】
他の観点から捉えると、本発明は、外部と熱交換する熱交換部材と、当該熱交換部材に対向して設けられる対向面を有する対向部材と、当該熱交換部材と当該対向部材との間に設けられ当該熱交換部材および当該対向部材とともに内部に密閉空間を形成する枠体と、当該密閉空間に収容され外部と交換される熱により相変化する相変化材と、当該密閉空間内において当該熱交換部材と当該対向部材の当該対向面とを接続し、当該熱交換部材と当該対向部材との間を所定の距離に維持する接続部材とを備える蓄熱装置の製造方法であって、前記熱交換部材あるいは前記対向部材の一方と、前記枠体とにより、当該枠体における当該熱交換部材あるいは当該対向部材の他方が固定される側が開放された空間であり前記相変化材が注入される注入空間を形成する工程と、前記開放された箇所を介して前記注入空間に液体の相変化材を注入する工程と、前記他方を前記枠体に対して固定し、前記液体の相変化材が注入された前記注入空間を密閉することで前記密閉空間を形成する工程とを有することを特徴とする蓄熱装置の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、相変化材が相変化することにともなう蓄熱装置の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る蓄熱パネルを示す概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係る容器を示す分解図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ面で切断した断面図である。
【図４】図１の矢印ＩＶから見た図である。
【図５−１】（ａ）乃至（ｂ）は、蓄熱パネルの製造方法を示す概念図である。
【図５−２】（ｃ）乃至（ｅ）は、蓄熱パネルの製造方法を示す概念図である。
【図６】（ａ）乃至（ｄ）は、枠体の変形例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態について詳細に説明する。
＜蓄熱パネル１の構成＞
まず、図１を参照して、本実施の形態が適用される蓄熱パネル１の構成を説明する。ここで、図１は、本実施の形態に係る蓄熱パネル１を示す概略構成図である。
【００１２】
本実施の形態が適用される蓄熱パネル（蓄熱装置）１は、構造体の一例である人工衛星、住宅、自動車等（以下、単に「人工衛星」）に設けられ、外部の温度変化に対して、ある期間予め定められた温度に保つことができるよう構成されている。さらに説明をすると、蓄熱パネル１は、例えば外部温度の影響を受けて、人工衛星におけるある領域（温度変化領域）の温度が急激に変化することを緩和させるよう、この温度変化領域に対向して設けられる。
図１に示すように、本実施の形態の蓄熱パネル１は、熱伝導を促進する材料(熱伝導促進材料)から形成される容器１０と、容器１０内に充填されるとともに外部からの熱により固相と液相とで相変化する相変化材（Phase Change Material（ＰＣＭ））２０とを備えている。
【００１３】
容器１０は、炭素系複合材料である炭素繊維強化樹脂（Carbon Fiber Reinforced Plastics（ＣＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック）により形成される概形が平板状の部材である。より詳細には、容器１０は、コールタールまたは石油重質分を原料として得られるピッチから製造される所謂ピッチ系炭素繊維に、エポキシ樹脂等の樹脂を含浸させた炭素繊維強化樹脂により構成される。
なお、エポキシ樹脂は、熱硬化性樹脂であり、硬化点は例えば１３０℃程度である。また、一般的に、ピッチ系炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）から製造される所謂ＰＡＮ系炭素繊維と比較して、熱伝導率が高い。さらに説明をすると、ＰＡＮ系の炭素繊維強化樹脂は、例えば熱伝導率１０Ｗ／ｍＫ程度であるのに対して、ピッチ系の炭素繊維強化樹脂は、例えば熱伝導率８０〜１１００Ｗ／ｍＫ程度である。
【００１４】
相変化材２０には、固相−液相変化における融解熱を利用することで蓄熱が可能な材料が用いられる。例えば、相変化材２０には、エイコサン（パラフィン）、水、酢酸ナトリウム、硫酸ナトリウム等の一般的に融解熱が大きい材料が用いられる。なお、この相変化材２０の材料は、蓄熱パネル１の使用環境において想定される温度と、相変化材の融点との関係等に基づいて選択される。なお、エイコサンの融点は、例えば５０〜６０℃であり、エポキシ樹脂の硬化点よりも低い。
【００１５】
次に、図２を参照して、蓄熱パネル１の容器１０の構成を詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る容器１０を示す分解図である。
図２に示すように、容器１０は、表板１１と、表板１１に積層される枠体１３と、枠体１３に積層される裏板１７とを備える。
ここで、表板１１、枠体１３、および裏板１７は、ピッチ系の炭素繊維強化樹脂により形成される板状の部材である。また、これら表板１１、枠体１３、および裏板１７の炭素繊維は、繊維方向が板平面に沿うように積載されている。付言すると、表板１１、枠体１３、および裏板１７の面方向における熱伝導率は、厚さ方向における熱伝導率よりも大きくなる。
【００１６】
熱交換部材の一例である表板１１は、蓄熱パネル１が備えられる人工衛星Ａ（図３参照）の外側に向けて配置される板状の部材である。ここで、図示の例における表板１１の板面は略長方形であり、その４辺を次のように呼ぶ。すなわち図２において右手前の端を第１端１１１、第１端１１１と対向する端を第２端１１２、第１端１１１と第２端１１２との間の端であり図１において左手前側の端を第３端１１３、第３端１１３に対向する端を第４端１１４とする。
【００１７】
枠体１３は、表板１１と裏板１７との間に設けられ、表板１１と裏板１７との間に収容空間１３９（後述）を形成するよう表板１１と裏板１７とを支持する板状の部材である。この枠体１３は、板面が略長方形状である。また、枠体１３は、相変化材２０（図１参照）を収容する収容空間（密閉空間）１３９を囲う第１端部１３１乃至第４端部１３４と、この収容空間１３９内に設けられる第１支持部１３５乃至第３支持部１３７とを備える。
第１端部１３１乃至第４端部１３４は、それぞれ表板１１の第１端１１１乃至第１端１１４に沿って設けられる略長方形状の部材である。
【００１８】
接続部材および第１接続部の一例である第１支持部１３５は、収容空間１３９内部に設けられる略長方形状の部材であり、いわば収容空間１３９を貫通するように配置される。具体的には、第１支持部１３５の両端は、第１端部１３１および第２端部１３２の長手方向中央部にそれぞれ接続される。言い替えると、第１支持部１３５は、枠体１３における収容空間１３９を挟んで互いに対向する箇所を接続する。また、第１支持部１３５における表板１１および裏板１７と対向する面（図中上下の面）は、それぞれ表板１１および裏板１７と接続（接着）される。
【００１９】
第２支持部１３６は、収容空間１３９内部にて第１支持部１３５と交差する向きに設けられる略長方形状の部材である。この第２支持部１３６の両端は、第３端部１３３および第１支持部１３５の長手方向中央部にそれぞれ接続される。また、第２支持部１３６における表板１１および裏板１７と対向する面（図中上下の面）は、それぞれ表板１１および裏板１７と接続（接着）される。
【００２０】
第３支持部１３７は、収容空間１３９内部にて第１支持部１３５と交差する向きに設けられる略長方形状の部材である。この第３支持部１３７の両端は、第４端部１３４および第１支持部１３５の長手方向中央部にそれぞれ接続される。また、第３支持部１３７における表板１１および裏板１７と対向する面（図中上下の面）は、それぞれ表板１１および裏板１７と接続（接着）される。
ここで、第２支持部１３６および第３支持部１３７は、第２接続部の一例であり、枠体１３における収容空間１３９を挟んで互いに対向する箇所を接続する。
なお、第１支持部１３５、第２支持部１３６および第３支持部１３７は、収容空間１３９内部を複数（図示の例においては４個）に分割する構成として捉えることができる。
【００２１】
対向部材の一例である裏板１７は、蓄熱パネル１が備えられる人工衛星Ａ（図３参照）の内側に向けて（温度変化領域に対向して）配置される板状の部材である。この裏板１７は、板面が略長方形状である。また、裏板１７は、表板１１と予め定めた間隔を隔てて、表板１１に沿うように形成されている。また、図示の例の裏板１７においては、表板１１の炭素繊維の方向と交差する（異なる向き）向きに沿って、炭素繊維が積層されている。しかしながら、表板１１の炭素繊維の方向に沿って設けてももちろんよい。
【００２２】
＜蓄熱パネル１の動作＞
次に、本実施の形態が適用される蓄熱パネル１の動作を説明する。
まず、蓄熱パネル１が設けられた人工衛星Ａ（図３参照）の外部の温度が急激に上昇した際における、蓄熱パネル１の動作を説明する。なお、外部の温度が上昇する前の蓄熱パネル１内には固相の相変化材２０が配置されているものとする。
外部の温度上昇に伴い、表板１１（あるいは表板１１に加えて枠体１３および裏板１７）を介して、蓄熱パネル１の外部からの熱が蓄熱パネル１内の相変化材２０へ伝わる。そして、熱を受けた相変化材２０が、固相から液相へと相変化する。
【００２３】
ここで、蓄熱パネル１内の相変化材２０において固相から液相への相変化が進行している際に、相変化材２０の温度は相変化材２０の融点に保たれる。すなわち、外部からの熱を相変化材２０が吸収している状態となる。そして、相変化材２０の固相から液相への相変化が終了した後に、液相の相変化材２０の温度が融点を超えて上昇する。
このことから、蓄熱パネル１は、人工衛星Ａ（図３参照）の外部の温度が急激に上昇した際に、人工衛星Ａの内部温度の急激な上昇を緩和する。
【００２４】
次に、人工衛星Ａ（図３参照）の外部の温度が急激に下降した際における、蓄熱パネル１の動作を説明する。なお、外部の温度が下降する前の蓄熱パネル１内には液相の相変化材２０が配置されているものとする。
外部の温度下降に伴い、蓄熱パネル１内に配置された相変化材２０が液相から固相へと相変化する。ここで、蓄熱パネル１内の相変化材２０において液相から固相への相変化が進行している際に、相変化材２０の温度は相変化材２０の融点に保たれ、相変化材２０が外部へ熱を放出している状態となる。そして、相変化が終了した後に、固相の相変化材２０の温度が融点を超えて下降する。
このことから、蓄熱パネル１は、人工衛星Ａの外部の温度が急激に下降した際に、人工衛星Ａの内部温度の急激な下降を緩和する。
【００２５】
＜蓄熱パネル１の厚み＞
次に、図３を参照して、蓄熱パネル１の厚みについて説明をする。ここで、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ面で切断した断面図である。
本実施の形態が適用される蓄熱パネル１は、蓄熱パネル１を設置するために必要とする空間を小さくするべく、蓄熱パネル１の厚み（高さ）ｔ１を抑制して形成される。厚みｔ１を抑制することで、例えば人工衛星Ａを構成する壁部材や床部材（図示せず）の一部として（あるいは壁部材や床部材とともに）蓄熱パネル１を設置する際に、設置場所の寸法についての制限が抑制される。
【００２６】
ここで、蓄熱パネル１の厚みｔ１を抑制した場合、蓄熱パネル１内の相変化材２０の体積が抑制されることから、相変化材２０が蓄熱パネル１の外部と交換可能な熱量が制限される。
また、図示の例において相変化材２０は、容器１０よりも熱伝導率が低い。したがって、仮に、蓄熱パネル１の内部に配置される相変化材２０により交換可能な熱量を大きくするために、表板１１と裏板１７との間隙すなわち枠体１３の厚みｔ２を大きくすると、表板１１（あるいは表板１１に加えて枠体１３および裏板１７）から伝わる熱が、相変化材２０全体に均一に伝わらない状態となり得る。
【００２７】
そして、相変化材２０全体に熱が伝わらない状態となると、相変化材２０全体の相変化が終了する前に、既に相変化が終了した一部の相変化材２０の温度が変化し得る。
具体的に説明をすると、まず、蓄熱パネル１の外部の温度が上昇した際に、内部の急激な温度上昇をより抑制するには、蓄熱パネル１内の相変化材２０全体が固相から液相へ変化した後に、液相の相変化材２０の温度が融点を超えて上昇することが好ましい。しかしながら、枠体１３の厚みｔ２が大きく、相変化材２０全体に熱が伝わりにくい場合、相変化材２０における熱が十分に伝わらない領域がまだ固相の状態であるにもかかわらず、それ以外の領域では液相に相変化した相変化材２０の温度が上昇し得る。
この場合、蓄熱パネル１内の相変化材２０全体を蓄熱に十分利用できていない状態となる。言い替えると、相変化材２０全体に熱が均一に伝わらない状態となることにより、相変化材２０が蓄熱パネル１の外部と交換可能な総熱量が制限される。したがって、蓄熱パネル１によって人工衛星Ａの内部の温度変化を緩和させる能力が制限されることとなる。
【００２８】
そこで、本実施の形態においては、蓄熱パネル１内に配置された相変化材２０全体の相変化が終了した後に、相変化が終了した相変化材２０の温度が融点を超えて変化するように、枠体１３の厚みｔ２を定める。付言すると、本実施の形態においては、蓄熱パネル１が外部と交換することが必要な熱量に応じて、枠体１３の厚みｔ２が定められる。
【００２９】
例えば、蓄熱パネル１の容器１０をピッチ系の炭素繊維強化樹脂により形成し、相変化材２０にエイコサンを用いるとともに、蓄熱パネル１の厚みｔ１が２ｍｍ、かつ表板１１および裏板１７の厚みｔ３が０．５ｍｍとなるようにした場合、表板１１と裏板１７との間隙、すなわち枠体１３の厚みｔ２が１ｍｍとなる。付言すると、枠体１３の厚みｔ２は、表板１１（あるいは裏板１７）の厚みｔ３の約０．２倍〜５倍の範囲であり、より好ましくは、０．５倍〜２倍の範囲である。
また、例えば、枠体１３の厚みｔ２は、蓄熱パネル１の厚みｔ１が、例えば０．５ｍｍ〜１０ｍｍとなるようにした場合、０．２５ｍｍ〜５ｍｍの範囲で構成される。ここで、枠体１３の厚みｔ２が０．２５ｍｍより小さい場合は、表板１１と裏板１７との間の空間を安定して作成することが困難となり得る。また、枠体１３の厚みｔ２が５ｍｍよりも大きい場合は、相変化材２０の相変化が終了する前に、一部の相変化材２０の温度が融点を超えて変化し得る。
【００３０】
＜第１支持部１３５乃至第３支持部１３７の作用＞
次に、図３および図４を参照しながら、第１支持部１３５、第２支持部１３６および第３支持部１３７の作用について説明をする。ここで、図４は、図１の矢印ＩＶから見た図である。なお、図４において裏板１７の記載は省略している。
【００３１】
まず、上述のように、第１支持部１３５、第２支持部１３６および第３支持部１３７における表板１１および裏板１７と対向する面は、それぞれ表板１１の対向面１１Ａおよび裏板１７の対向面１７Ａと接続（接着）される。
この第１支持部１３５乃至第３支持部１３７と、表板１１および裏板１７との接着により、相変化材２０が例えば固相から液相あるいは液相から気相など、相変化することにともない体積が増加した場合に、蓄熱パネル１が厚み方向において膨張すること（図中矢印参照）が抑制される。特に、蓄熱パネル１の厚みｔ１を抑制することにともない表板１１および裏板１７の厚みｔ３が薄くなることで、表板１１および裏板１７が変形しやすくなる構成においても、蓄熱パネル１が厚み方向において膨張すること（図中矢印参照）が抑制される。
【００３２】
あるいは、相変化材２０の相変化にともない体積が減少した際には、第１支持部１３５乃至第３支持部１３７が、表板１１および裏板１７を支持することにより、蓄熱パネル１が厚み方向において収縮することが抑制される。
付言すると、第１支持部１３５乃至第３支持部１３７は、表板１１および裏板１７の間を所定の距離に維持する構成として捉えることができる。
【００３３】
次に、図４に示すように、第１支持部１３５と、第２支持部１３６および第３支持部１３７は、収容空間１３９内に交差する向きに延びる。また、第１支持部１３５の両端は、第１端部１３１および第２端部１３２に接続されており、第２支持部１３６の両端は、第３端部１３３および第１支持部１３５に接続されており、第３支持部１３７の両端は、第４端部１３４および第１支持部１３５に接続されている。
【００３４】
したがって、例えば蓄熱パネル１が、図中円内のように蓄熱パネル１の一部のみが外部から加熱（あるいは冷却）された場合であっても、相変化材２０よりも熱伝導率が高い第１支持部１３５乃至第３支持部１３７による伝熱の作用により、相変化材２０の一部のみが昇温（あるいは降温）することが抑制される。このことにともない、相変化材２０の一部の体積が変化し、蓄熱パネル１の一部が厚さ方向において膨張あるいは収縮することが抑制される。なお、枠体１３は、第１端部１３１乃至第４端部１３４および第１支持部１３５乃至第３支持部１３７が一体として形成されていることにより、枠体１３内における伝熱が促進される。
【００３５】
＜蓄熱パネル１の製造方法＞
次に、図５−１（ａ）乃至（ｂ）および図５−２（ｃ）乃至（ｅ）を参照して、蓄熱パネル（蓄熱装置）１の製造方法について説明をする。ここで、図５−１（ａ）乃至（ｂ）および図５−２（ｃ）乃至（ｅ）は、蓄熱パネル１の製造方法を示す概念図である。
まず、図５−１（ａ）に示すように、炭素繊維を一方向に引き揃えたテープや織物に樹脂を含浸させて作った中間素材（プリプレグ）を積層することにより、表板１１、枠体１３、および裏板１７（図５−１（ａ）において図示せず）の形状をそれぞれ形成する。ここで、図示の例においては、枠体１３を構成する第１端部１３１乃至第４端部１３４および第１支持部１３５乃至第３支持部１３７をそれぞれ別体として形成する。すなわち、第１端部１３１乃至第４端部１３４および第１支持部１３５乃至第３支持部１３７をそれぞれ略長方形（梁状）に形成する。
【００３６】
次に、図５−１（ｂ）に示すように、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、オレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、あるいはポリエステル等の離型材により、収容空間１３９（図２参照）に対応する形状（図示の例においては略直方体）の支持材４０を形成する。なお、ポリテトラフルオロエチレンの融点は、例えば３２０℃であり、エポキシ樹脂の硬化点よりも高い。
【００３７】
そして、この支持材４０の周囲に表板１１、枠体１３（第１端部１３１乃至第４端部１３４および第１支持部１３５乃至第３支持部１３７）を配置する。そして、プリプレグに含まれる余分な樹脂や空気等を除去するため、オートクレーブ（窯）内で、加圧しながらプリプレグに含まれる樹脂の硬化点以上に加熱する（オートクレーブ成形）。このことにより、プリプレグに含まれる樹脂が硬化し、かつ表板１１および枠体１３が一体となる。なお、図４−１（ｂ）においては図示を省略するが、裏板１７も別途オートクレーブ成形により形成される。
【００３８】
次に、図５−２（ｃ）に示すように、一体となって硬化した表板１１および枠体１３から、支持材４０が取り除かれる（図中矢印参照）。ここで、上述のように支持材４０が離型材により形成されていることから、支持材４０の取り除き作業は容易となる。そして、支持材４０が配置されていた表板１１および枠体１３には、収容空間（注入空間）１３９が形成される。なお、上述のように支持材４０を用いることで、オートクレーブ成形時に収容空間１３９が押し潰されることが抑制される。
【００３９】
次に、図５−２（ｄ）に示すように、収容空間１３９へ液相の相変化材２０が注入される。ここで、液相の相変化材２０を収容空間１３９内に充填することにより、後述するように収容空間１３９を密閉した際に、収容空間１３９内に空気が残ることが抑制される。なお、収容空間１３９に対応する形状の固相の相変化材２０を形成し、この相変化材２０を収容空間１３９内に挿入する構成であってももちろんよい。
【００４０】
そして、図５−２（ｅ）に示すように、収容空間１３９内に相変化材２０が収容された表板１１および枠体１３に対して裏板１７を固定する。具体的には、枠体１３の上面に例えばエポキシ樹脂等の樹脂を塗付し裏板１７を接着させる。この上面に塗付される樹脂は、所謂接着剤として機能する。このことにより、収容空間１３９内に相変化材２０が封止される。なお、このとき第１支持部１３５乃至第３支持部１３７は、裏板１７に接着された状態となる。
そして、表板１１、枠体１３および裏板１７に不要部分がある場合には、裁断を行う。
【００４１】
ここで、図５−２（ｄ）に示すように、表板１１および枠体１３における上面側に開口した収容空間１３９は、その開口（解放された箇所）が大きいため、相変化材２０を収容空間１３９内に収容する作業が容易となる。また、枠体１３の上面、すなわち裏板１７を接着する領域に相変化材２０が触れることを抑制しながら、相変化材２０を収容空間１３９内に収容することが可能となる。したがって、相変化材２０が接着する領域に触れることにともない枠体１３と裏板１７との接着強度が低下することが回避される。
【００４２】
＜変形例＞
次に、図６を参照して、枠体１３の変形例について説明をする。ここで、図６（ａ）乃至（ｄ）は、枠体１３の変形例を示す概念図である。
まず、上述の実施の形態においては、収容空間１３９内に第１支持部１３５乃至第３支持部１３７を設けることを説明したが、枠体１３において収容空間１３９を挟んで対向する部分を接続する部分を有する構成であればよい。
【００４３】
したがって、例えば図６（ａ）に示すように、枠体２３が、収容空間１３９を囲う第１端部２３１乃至第４端部２３４と、両端が第１端部２３１および第２端部２３２の軸方向中央部を接続し収容空間１３９を貫通するように配置される第１支持部２３５とを備える構成であってもよい。
【００４４】
また、例えば図６（ｂ）に示すように、枠体３３が、収容空間１３９を囲う第１端部３３１乃至第４端部３３４と、この収容空間１３９内に設けられる第１支持部３３５乃至第３支持部３３７とを備える構成であってもよい。
ここで、第１支持部３３５は、両端が第１端部３３１および第２端部３３２の軸方向中央部を接続し収容空間１３９を貫通するように配置される。また、第２支持部３３６および第３支持部３３７は、収容空間１３９内部にて第１支持部３３５と交差する向きに設けられる。さらに説明をすると、第２支持部３３６および第３支持部３３７は、第３端部３３３あるいは第４端部３３４の長手方向中央部から第１支持部３３５に向けて延びる。ここで、第２支持部３３６および第３支持部３３７の長手方向における第１支持部３３５側は、第１支持部３３５との間に間隙３４１、３４３を形成する。
【００４５】
また、例えば図６（ｃ）に示すように、枠体４３が、収容空間１３９を囲う第１端部４３１乃至第４端部４３４と、収容空間１３９を貫通するように配置される第１支持部４３５とを備える構成であってもよい。この第１支持部４３５は、第３端部４３３の長手方向中央部よりも第１端部４３１側と、第４端部４３４の長手方向中央部よりも第２端部４３２側の箇所とを接続するように傾斜して延びる。
【００４６】
また、例えば図６（ｄ）に示すように、枠体５３が、収容空間１３９を囲う第１端部５３１乃至第４端部５３４と、収容空間１３９内部を複数に分割する格子体５３５とを備える構成であってもよい。この格子体５３５は、第１方向（図中上下方向）に延び第１端部５３１と第２端部５３２とを接続する第１部材５３６と、第１方向と直交する方向である第２方向（図中左右方向）に延び第３端部５３３と第４端部５３４とを接続する第２部材５３７とを複数組有する。図示の例においては、格子体５３５は、第１部材５３６および第２部材５３７を３組備え、収容空間１３９内部を１６個に分割する。
【００４７】
ここで、例えば図２に示す枠体１３のように収容空間１３９内部を４個に分割する構成と比較して、図６（ｄ）に示す枠体５３のように、分割する数を増やす、すなわち格子の目を細かくすることにより、表板１１と裏板１７との支持がより強固となり、構造的な特性が向上する。また、格子の目を細かくすることにより、第１端部５３１乃至第４端部５３４の幅を小さくする（細くする）ことが可能となり、収容空間１３９を広げ得る。この場合、蓄熱パネル１が内部に備える相変化材２０の量（体積）を増やすことも可能となる。
【００４８】
さて、上記の説明においては、図５−２（ｅ）に示すように、収容空間１３９内に相変化材２０を収容した表板１１および枠体１３に対して、別途オートクレーブ成形により硬化させた裏板１７を固定することを説明したが、表板１１、枠体１３および裏板１７が互いに固定され、相変化材２０を封止する構成であれば、この構成に限定されない。
例えば、枠体１３および裏板１７を一体として形成するとともに収容空間１３９内に相変化材２０を収容し、その後に別途オートクレーブ成形により硬化させた表板１１を固定する構成であってもよい。また、表板１１、枠体１３および裏板１７のそれぞれをオートクレーブ成形により硬化させた後に、互いにエポキシ樹脂を用いて接着させ固定する構成であってもよい。あるいは、表板１１、枠体１３および裏板１７の一部または全部を、オートクレーブ成形を用いることなく例えば室温で硬化させながら互いに固定する構成であってもよい。
【００４９】
また、上記の説明においては、第１端部１３１乃至第４端部１３４および第１支持部１３５乃至第３支持部１３７をオートクレーブ成形し枠体１３を一体として形成することを説明したが、各々をオートクレーブ成形により硬化させた後に、エポキシ樹脂を用いる等して互いに固定させる構成や、各々をオートクレーブ成形を用いることなく例えば室温で硬化させながら互いに固定する構成であってもよい。
【００５０】
また、上記の説明においては、表板１１および枠体１３を互いに固定した後に、収容空間１３９に相変化材２０を収容し、その後に枠体１３に対して裏板１７を固定することを説明した。しかしながら、裏板１７および枠体１３を互いに固定した後に、収容空間１３９に相変化材２０を収容し、その後に枠体１３に対して表板１１を固定する構成であってもよい。
【００５１】
さて、上記の説明においては独立して形成される蓄熱パネル１を、人工衛星Ａ（図３参照）に取り付ける構成として説明をしたが、炭素繊維強化樹脂により形成される容器１０内に、相変化材２０が封止される態様であればよい。したがって、例えば容器１０の一部を、人工衛星Ａを形成する部材により構成してもよい。さらに説明をすると、例えば人工衛星Ａを構成する壁部材や床部材（図示せず）が、炭素繊維強化樹脂によって形成されている場合に、壁部材（図示せず）を表板１１とする。すなわち、壁部材（図示せず）、枠体１３、および裏板１７により相変化材２０を封止する構成であってもよい。この構成により、表板１１が不要となるだけでなく、表板１１を介することなく、壁部材（図示せず）から相変化材２０へ直接熱が伝わるため、熱交換が促進され得る。
【００５２】
また、上述の実施の形態においては、蓄熱パネル１を平面状の部材として説明したが、表板１１と裏板１７とが予め定めた間隔を隔てて設けられ、かつ表板１１と裏板１７との間に相変化材２０が配置される構成であれば、曲面状の蓄熱パネル１として形成してもよい。
また、上述の実施の形態においては、容器１０が上面略長方形である構成を説明したが、容器１０の上面が正方形や、三角形等の多角形、円形、楕円形等、他の形状であってももちろんよい。
【００５３】
また、上述の実施の形態においては、容器１０を炭素繊維強化樹脂により構成することを説明したが、炭素繊維に限定するものではなく、例えば熱伝導率が、約３０Ｗ／ｍＫ以上、好ましくは約５０Ｗ／ｍＫ以上、さらに好ましくは約８０Ｗ／ｍＫ以上等の所謂熱伝導率が高い繊維を用いた繊維強化樹脂であれば他の繊維を用いてももちろんよい。
【００５４】
また、上述の実施の形態においては、相変化材２０の固相−液相変化における融解熱を利用することを説明したが、相変化材２０には、液相−気相変化における潜熱を利用することで蓄熱が可能な材料を用いてもよい。液相−気相変化における蒸発潜熱は、固相−液相変化における融解熱よりも大きいため、相変化材２０の量（体積）を抑制し得る。
【００５５】
さらに、相変化材２０の固相−固相変化における熱エネルギーを利用することで蓄熱してもよい。固相−固相変化における熱エネルギーを用いることにより、相変化材２０が容器１０から漏出することが抑制される。したがって、容器１０の内部圧力を考慮して容器１０を設計することが不要となり、例えば容器１０を構成する部材である表板１１、枠体１３あるいは裏板１７を薄くするなど容器１０の構成を簡略化することが可能となる。
付言すると、容器１０の構成を簡略化することにより、容器１０の軽量化が図れる。また、例えば表板１１あるいは裏板１７を薄くすることにより、人工衛星Ａから相変化材２０への熱伝導を向上させ、より効率的に蓄熱を行うことが可能となる。
【００５６】
さて、上記では種々の変形例を説明したが、これらの変形例どうしを組み合わせて構成してももちろんよい。
また、本開示は上記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…蓄熱パネル、１０…容器、１１…表板、１３…枠体、１７…裏板、２０…相変化材、１３５…第１支持部材、１３６…第２支持部材、１３７…第３支持部材、１３９…収容空間
【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５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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