(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気と連通する通気孔を有する蓄熱容器を備え、当該蓄熱容器内には、蓄熱溶液層および蒸発防止層が下側からこの順で形成され、前記蒸発防止層の上部は外気に連通しており、前記蓄熱溶液層は、少なくとも水からなる蓄熱溶液により構成されているとともに、空気層は、前記通気孔から流入する外気により形成されており、前記蒸発防止層は、少なくとも下記（ａ），（ｂ）の条件を満たす結晶性高級α−オレフィンを含んで構成されることを特徴とする蓄熱装置。
（ａ）α−オレフィン単量体の炭素数が１６以上４４以下の範囲であり、これらの少なくとも１種の単量体を用いた重合体。
（ｂ）示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用いた融解挙動測定において、融点が少なくとも３５℃を超え、ピーク温度が一つだけ観測される重合体。
【請求項２】
前記結晶性高級α−オレフィンは、側鎖部の結晶性が高いことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記蓄熱容器内には、さらに少なくとも１層の副蒸発防止層が、前記蒸発防止層と混合されるか、または、前記蒸発防止層の下方に独立層として形成され、当該副蒸発防止層は、少なくとも１種の不水溶性溶媒からなる溶媒組成物から構成され、当該溶媒組成物の融点は常温未満であることを特徴とする、請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項４】
前記結晶性高級α−オレフィンの比重は、前記溶媒組成物の比重よりも小さいことを特徴とする、請求項３に記載の蓄熱装置。
【請求項５】
前記溶媒組成物の融点は、前記蓄熱溶液の凝固点より低いことを特徴とする、請求項３または４に記載の蓄熱装置。
【請求項６】
前記溶媒組成物は、前記不水溶性溶媒として、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素の少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする、請求項３から５のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項７】
前記蓄熱溶液が、二価アルコールを含む水溶液であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項８】
前記蓄熱溶液を加熱する加熱源と、前記蓄熱溶液に蓄熱された熱を回収する蓄熱用熱交換器と、をさらに備えていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項９】
前記加熱源は、前記蓄熱溶液層の外部に設けられ、前記蓄熱用熱交換器は、前記蓄熱容器の内部で、前記蓄熱溶液に浸漬する位置に設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の蓄熱装置。
【請求項１０】
前記蓄熱容器は、前記加熱源を囲むように設けられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の蓄熱装置。
【請求項１１】
前記蓄熱容器は、熱伝導性部材を介して前記加熱源と接触していることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の蓄熱装置を備えることを特徴とする、空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱溶液として水溶液を利用した蓄熱装置と、当該蓄熱装置を備える空気調和装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
水は、その比熱容量が他の物質と比較して相対的に大きく、常温で液体であり、さらに低価格であることから、蓄熱装置の蓄熱溶液（蓄熱材、蓄熱媒）として広く利用されている。水を蓄熱溶液として利用する場合、一般的には、エチレングリコール等の二価アルコールを「不凍液」として添加した、二価アルコール水溶液として用いられる。このような蓄熱溶液を用いた蓄熱装置が大気開放型であれば、蓄熱動作を繰り返し行うことに伴って、蓄熱溶液の一部が蒸発してしまう。それゆえ、蓄熱装置に対して、定期的に蓄熱溶液を補充する必要が生じる。
【０００３】
そこで、従来から、蓄熱溶液の蒸発を抑制するための技術が種々提案されている。具体的には、例えば、特許文献１には、空気調和機の冷凍サイクルに組み込まれ、水を主成分とする蓄熱材を有する蓄熱容器を備えた大気開放型の蓄熱装置において、蓄熱容器に蓄熱材の蒸発抑制手段を設けている構成が開示されている。具体的には、蓄熱材として、水を主成分とし３０％のエチレングリコールを混合したブラインが例示され、当該蓄熱材の表面に１ｍｍ以上の油膜を形成して蒸発抑制手段とする構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、水和塩を主成分とする潜熱蓄熱材を蓄熱槽内に充填した蓄熱装置において、潜熱蓄熱材の表面上に水分蒸発防止膜を設けた構成が開示されている。具体的には、潜熱蓄熱材として、酢酸ナトリウム三水和塩に増粘剤としてのキサンタンガムを１〜２％混ぜたものが例示され、当該潜熱蓄熱材の表面上に、水分蒸発防止膜としてパラフィンまたは高分子膜等が例示されている。なお、水分蒸発防止膜は、水分を透過させにくい材質であれば基本的に何でもよく、液体状でも固体状でもよいが、蓄熱材の表面との間に空隙があると水分がある程度蒸発してしまうことから、可撓性のある材質が好ましいことが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、家庭用の暖房・給湯機器用、及び電子部品の冷却用に用いる蓄熱材組成物であって、水分蒸発防止剤を含む構成が開示されている。具体的には、蓄熱材組成物として、酢酸ナトリウム３水塩等の水和塩型蓄熱材に、過冷却防止剤、水、増粘剤および、伝熱促進材を所定範囲の組成で混合し融解攪拌したものが例示され、さらに、当該蓄熱材組成物に、水分蒸発防止剤として流動パラフィンを添加したものが例示されている。なお、水分蒸発防止剤は、蓄熱材に不溶で比重が軽く沸点の高いものであれば流動パラフィンに限定されず、例えば、動植物油、シリコーンオイル等の合成油、有機溶剤等も例示されている。
【０００６】
このように、従来では、蓄熱溶液（蓄熱材）の蒸発を抑制するために、当該蓄熱溶液の上面に蒸発防止層を形成する構成の蓄熱装置が知られている。このような蓄熱装置について、空気調和機に応用した構成も含めて、より具体的な一例を図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【０００７】
図６（ａ）は、特許文献１に開示される従来の蓄熱装置９１０の断面を示している。蓄熱装置９１０は、金属製の蓄熱槽９０１および金属製の蓋体９０２から蓄熱容器が構成され、蓄熱槽９０１の内部空間には蓄熱材９０３が収納されている。この蓄熱材９０３としては、低温における凍結を防止するために、水を主成分とし３０％のエチレングリコールを混合したブラインが用いられている。また、蓄熱槽９０１の内部空間であって、蓄熱材９０３に浸漬する位置には、複数の放熱用熱交換器４および複数の吸熱用熱交換器５が設けられている。
【０００８】
蓄熱材９０３は、蓄熱容器の外部に設けられた蓄熱ヒータ９０６および放熱用熱交換器９０４からの放出される熱を蓄え、当該熱を吸熱用熱交換器９０５で回収する。吸熱用熱交換器９０５の内部には冷媒（図示せず）が流れているので、蓄熱材９０３から熱を回収することで、冷媒に熱が伝達されて高温となる。従来の蓄熱装置９１０は、このような蓄熱および熱回収を利用して、特許文献１に開示される冷凍サイクル（図示せず）における暖房立ち上げ特性を改善する。
【０００９】
蓄熱材９０３の表面には、例えば３ｍｍの膜厚を有する油膜９０７が設けられており、この油膜９０７によって、蓄熱材９０３の蒸発による減少を抑制するように構成されている。また、蓋体９０２には、開口９０８が設けられているので、蓄熱材９０３の蒸発または熱膨張により蓄熱容器の内部圧力を過度に高めないように構成されている。また、開口９０８には、大気に蒸気を過度に放出しないように、蒸気抑制手段（図示せず）が設けられている。さらに、油膜９０７および蓋体９０２の間には、空気層９０９が形成されている。これにより、蓄熱材９０３の温度上昇に伴う熱膨張により、その一部が開口９０８（および蒸気抑制手段）を経由して蓄熱容器の外に溢れないように構成されている。
【００１０】
図６（ｂ）は、前記構成の蓄熱装置９１０を空気調和機の冷凍サイクルに組み込んだ構成を示している。空気調和機は、室内ユニット９１１、膨張弁（図示せず）、室外ユニット９１２、圧縮機９１３およびこれらをつなぐ配管９１６を備えている。室内ユニット９１１は、室内側熱交換器（図示せず）を備え、室外ユニット９１２は室外側熱交換器（図示せず）を備え、配管の内部には冷媒が流れている。また、室内ユニット９１１、膨張弁、室外ユニット９１２および圧縮機９１３によって暖房用ヒートポンプが構成されている。
【００１１】
さらに、室内ユニット９１１につながる配管９１６のうち、冷媒が流れる方向の下流側と、圧縮機９１３につながる配管９１６のうち、冷媒が流れる方向の上流側とをつなぐように、バイパス配管９１４が設けられている。このバイパス配管９１４は、吸熱用熱交換器９０５を備えており、二方弁９１５を開くことで、冷媒が流れるように構成されている。
【００１２】
前記構成によれば、冷媒は圧縮機９１３によって高温高圧となり、図中矢印ｍ１（黒く塗りつぶしたブロック矢印）に沿って配管９１６内を流れ、蓄熱装置９１０に達する。そして、放熱用熱交換器９０４により高温の冷媒から熱が放熱され、蓄熱装置９１０内の蓄熱材９０３に蓄熱される。同時に、蓄熱材９０３は、蓄熱装置９１０に併設された蓄熱ヒータ９０６によってさらに加熱されて、例えば９３〜９７℃まで昇温するので、蓄熱ヒータ９０６からの熱も蓄熱材９０３に蓄熱される。
【００１３】
これら蓄熱により高温となった蓄熱材９０３は、二方弁９１５を開くことにより、図中矢印ｍ３（白抜きのブロック矢印）で示す方向に沿ってバイパス配管９１４に流れる冷媒を、吸熱用熱交換器９０５を介して加熱する。蓄熱材９０３により温められた（蓄熱材９０３から熱を回収した）冷媒は圧縮機９１３へ達し、最終的には室内側熱交換器を備える室内ユニット９１１まで流れ、この室内ユニット９１１で熱交換することにより、暖房用温風が生成される。なお、熱交換後に低温となった冷媒は、図中矢印ｍ２で示す方向に沿って配管９１６を流れ、室外ユニット９１２を介して圧縮機９１３まで戻ることになる。
【００１４】
ところで、最近、特許文献４に開示されるような新規な低融点ポリマー（結晶性高級α−オレフィン共重合体）が開発されている。このポリマーは、分子量分布等の組成を均一するとともに主鎖の立体規則性を制御することで側鎖結晶性を高めたポリオレフィン系材料であり、３０〜５０℃の低温でシャープに溶融するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−２８８３５９号公報
【特許文献２】特開昭６４−１００９８号公報
【特許文献３】特開２０００−１１９６４３号公報
【特許文献４】特開２００５−７５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、前記従来の構成では、油膜などの蒸発抑制手段や水分蒸発防止膜（以下、蒸発防止層と記す）が液体であっても固体であっても、蓄熱容器内で蓄熱溶液を安定して保持することが不十分となる場合がある。
【００１７】
まず、蒸発防止層が液体で構成されていれば（液体層であれば）、蓄熱装置が大気開放型であるため、例えば、蓄熱装置を運搬する際に、通気孔から蓄熱溶液が漏れ出すおそれがある。それゆえ、蓄熱溶液の漏れ出しを回避するために、蓄熱装置が過剰に揺れ動かないように取り扱う必要がある。つまり、蓄熱装置の取扱性を良好なものとする観点においては、蒸発防止層に対しては、蓄熱溶液の蒸発を防止または抑制する機能（以下、蒸発防止機能と称する。）に加え、蓄熱溶液の漏れ出しを防止または抑制する機能（以下、漏出防止機能と称する。）が要求される。
【００１８】
これに対して、蒸発防止層が固体で構成されていれば（固体層であれば）、当該固体層によって蓄熱溶液の上面における気密性を高めることができるため、蒸発防止機能も漏出防止機能も良好に実現することができる。
【００１９】
ところが、蒸発防止層に対しては、蓄熱溶液の圧力が上昇したときに、当該圧力の上昇を緩和して、蓄熱容器内で蓄熱溶液を安定して保持する機能（以下、圧力緩和機能と称する。）も要求される。蒸発防止層が固体層であって、蓄熱溶液の上面における気密性が高ければ、圧力緩和機能を有効に実現することが困難となり、長期間の間欠的な使用の結果、蓄熱容器の破損を招くこともあり得る。この場合、破損箇所から蓄熱溶液が漏れ出る可能性があるので、蓄熱溶液を安定して保持することができなくなる。また、固体層における圧力緩和機能を良好なものとするために、蓄熱溶液の上面における気密性を低下させれば、蒸発防止機能および漏出防止機能が低下する。
【００２０】
ここで、蒸発防止層が固体層であっても、蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能のいずれも同時に満足させるように、当該蒸発防止層として用いられる固体層の材料設計を行うことは可能である。例えば、固体層となる材料の選択、組成の設計、成形加工方法の工夫等により、固体層の可撓性を高め、液体（蓄熱溶液）の遮断性を確保しつつ、気体（蒸気または溶存酸素等）の通気性の確保を図ることが想定される。ところが、このような材料設計は、相反する機能を実現させるものであるため、材料の選択、組成の設計、成形加工方法の工夫といった、固体層の製造条件が複雑化し、結果として蒸発防止層の高コスト化を招く。
【００２１】
また、特許文献４に開示されるようなポリオレフィン系の低融点ポリマーは、ワックス、熱可塑性樹脂、または潤滑油等としての用途が主である。それゆえ、この低融点ポリマーを蓄熱装置の蒸発防止層として使用することは従来知られておらず、さらに、蒸発防止層として用いるには材料設計が好適化されていないため、当該低融点ポリマーを蒸発防止層として用いた場合、蒸発防止機能、漏出防止機能、並びに圧力緩和機能を同時に満足させることはできなかった。
【００２２】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、蓄熱容器内で蓄熱溶液を安定して保持でき、取扱性に優れた蓄熱装置と、これを備える空気調和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】
【００２３】
本発明に係る蓄熱装置は、前記の課題を解決するために、外気と連通する通気孔を有する蓄熱容器を備え、当該蓄熱容器内には、蓄熱溶液層および蒸発防止層が下側からこの順で形成され、前記蒸発防止層の上部は外気に連通しており、前記蓄熱溶液層は、少なくとも水からなる蓄熱溶液により構成されているとともに、空気層は、前記通気孔から流入する外気により形成されており、前記蒸発防止層は、少なくとも下記（ａ），（ｂ）の条件を満たす結晶性高級α−オレフィンを含んで構成されている。
（ａ）α−オレフィン単量体の炭素数が１６以上４４以下の範囲であり、これらの少なくとも１種の単量体を用いた重合体。
（ｂ）示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用いた融解挙動測定において、融点が少なくとも３５℃を超え、ピーク温度が一つだけ観測される重合体。
【００２４】
α−オレフィンの単量体の炭素数が１６以上であると、これを重合して得られる結晶性高級α−オレフィンは、結晶性が高く、べたつきもなく強度が向上した組成物となる。一方、α−オレフィンの単量体の炭素数が４４以下であると、これを重合して得られる結晶性高級α−オレフィンは、未反応モノマーが少なく、融解や結晶化の温度域が狭い均質な組成物となる。
【００２５】
このため、炭素数が１６〜４４のα−オレフィン単量体のいずれかを用いて重合して得た結晶性高級α−オレフィンは、融点や結晶性（硬度）の制御が容易となり、比重が約０．９ｇ／ｃｍ3 前後で、融点が３５℃以上に１個ある均一な高結晶性の組成物の合成が可能となる。
【００２６】
その結果、結晶性ポリα−オレフィンを用いた蒸発防止層は、結晶性が高いので蒸発防止機能に優れ、蓄熱溶液である水より比重が小さいので蓄熱溶液の上部に浮く。また、融点が常温（２０℃±１５℃）より高いので、蓄熱動作を行わない常温状態では固体となっている。このように、常温の範囲内では固体の蒸発防止層が形成されるため、蓄熱溶液の過剰な蒸発を有効に防止できるとともに、蓄熱装置の運搬時に蓄熱溶液が外部へ漏れ出したり空気層へ露出したりすることを抑制できる。また、蓄熱動作時に蓄熱溶液の温度が上昇しても、前記蒸発防止層は高粘度の液体層となるので、蓄熱溶液の過剰な蒸発を有効に防止できるだけでなく、蓄熱溶液の圧力上昇にも十分対応することができる。以上のように、この結晶性ポリα−オレフィンを用いた蒸発防止層は、蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能のいずれも同時に満足させることができる。
【００２７】
また、前記構成によれば、蒸発防止層を構成する結晶性高級α−オレフィンは、その側鎖部の結晶性が高いことが好ましい。この結晶性高級α−オレフィンは、側鎖部の炭化水素が規則性をもって同じ側に配置されたアイソタクチック構造であるので、側鎖部の結晶性が高くなる。そのため、液体層の通気穴が極めて小さくなり、蓄熱溶液の蒸発防止機能、漏出防止機能などが極めて優れていた。
【００２８】
前記蓄熱装置においては、前記蓄熱容器内には、さらに少なくとも１層の副蒸発防止層が、前記蒸発防止層と混合されるか、または、前記蒸発防止層の下方に独立層として形成され、当該副蒸発防止層は、少なくとも１種の不水溶性溶媒からなる溶媒組成物から構成され、当該溶媒組成物の融点は常温未満であることが好ましい。
【００２９】
前記構成によれば、蓄熱容器内には、さらに少なくとも１層の副蒸発防止層が、蒸発防止層と混合される形態か、または、蒸発防止層の下方に独立層として形成された形態となっているので、蓄熱溶液は複数層の「蒸発防止層」で保護されることになる。しかも、蓄熱動作時においては、蒸発防止層が高粘度の液体層となり、副蒸発防止層は、使用時または不使用時に関わらず相対的に低粘度の液体層で維持されるので、互いの層の密着度が高まる。その結果、それぞれの単独使用の場合と比較して、これら各層における蒸気通過穴が狭くなり、蒸発防止の機能が向上するにもかかわらず、これら各層からは、余分な蓄熱溶液の蒸気を逃がすことが可能となる。また、蓄熱動作の後に、蒸発防止層が硬化した後に生じるクラックを、副蒸発防止層により穴埋めすることもできる。それゆえ、蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能を、さらに一層確実に実現することができる。
【００３０】
前記蓄熱装置においては、前記結晶性高級α−オレフィンの比重は、前記溶媒組成物の比重よりも小さいことがより好ましい。
【００３１】
前記構成によれば、副蒸発防止層を構成する前記溶媒組成物の比重が大きいことになるので、蒸発防止層の主成分である結晶性高級α−オレフィンが固体でも液体でも、必ず副蒸発防止層の上層に「浮く」ことになる。それゆえ、蒸発防止層が高温において液相となっても、蓄熱溶液の蒸発防止をさらに一層確実なものとすることができる。これに加えて、液体である副蒸発防止層は、蒸発防止層の下方に位置するほどその量が多くなる。それゆえ、蓄熱動作の後に、蒸発防止層が硬化した後に生じるクラックを、副蒸発防止層によりさらに一層確実に穴埋めすることができる。その結果、蓄熱装置の運搬時に蓄熱溶液が空気層側へ漏れ出すことを有効に抑制することができる。
【００３２】
前記蓄熱装置においては、前記溶媒組成物の融点は、前記蓄熱溶液の凝固点より低いことがより好ましい。
【００３３】
前記構成によれば、蓄熱溶液が凝固するまで温度が低下しても、前記副蒸発防止層を構成する溶媒組成物は流動性を保持できるので、低温の状態でも蓄熱溶液の蒸発防止を有効に実現することができる。また、蓄熱溶液が凝固しても溶媒組成物は凝固していないので、蓄熱溶液の凝固に伴う体積膨張を緩和することが可能となり、これに起因する蓄熱溶液内の圧力上昇の緩和をさらに一層確実なものとすることができる。
【００３４】
前記蓄熱装置においては、前記溶媒組成物は、前記不水溶性溶媒として、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素の少なくともいずれかを含んでいることがより好ましい。
【００３５】
前記構成によれば、前記副蒸発防止層を構成する溶媒組成物は、不水溶性溶媒として炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素を含んでいるので、低温での流動性保持をよりさらに一層確実なものとすることができる。
【００３６】
前記蓄熱装置においては、前記蓄熱溶液の具体的な構成は特に限定されないが、蓄熱溶液が二価アルコールを含む水溶液である例を好ましく挙げることができる。
【００３７】
前記構成によれば、蓄熱溶液が水だけでなく、二価アルコールを含む水溶液であるので、蓄熱溶液が氷点以下となっても凍結を回避することができる。
【００３８】
前記蓄熱装置においては、前記蓄熱溶液を加熱する加熱源と、前記蓄熱溶液に蓄熱された熱を回収する蓄熱用熱交換器と、をさらに備えている構成であってもよい。また、前記加熱源は、前記蓄熱溶液層の外部に設けられ、前記蓄熱用熱交換器は、前記蓄熱容器の内部で、前記蓄熱溶液に浸漬する位置に設けられている構成であると好ましい。
【００３９】
前記構成によれば、加熱源を備えることで、より好適な蓄熱が可能となるとともに、蓄熱用熱交換器を備えることで、蓄熱した熱を好適に回収できるとともに、加熱源として、例えば、蓄熱溶液層の外部に位置する圧縮機等、加熱機能以外の機能を有する機器を用いれば、廃熱を有効に蓄熱して回収することができる。
【００４０】
前記蓄熱装置においては、前記蓄熱容器は、前記加熱源を囲むように設けられていることが好ましい。
【００４１】
前記構成によれば、加熱源の周囲に蓄熱容器が位置するため、加熱源からの熱を効率的に蓄熱することができる。
【００４２】
前記蓄熱装置においては、前記蓄熱容器は、熱伝導性部材を介して前記加熱源と接触していることが好ましい。
【００４３】
前記構成によれば、熱伝導性部材を介して蓄熱容器および加熱源が接触しているので、加熱源からの熱を効率的に蓄熱容器に伝導させることができる。
【００４４】
本発明に係る蓄熱装置は、蓄熱を行うためのどのような分野にも好適に用いることができるが、代表的な一例として、空気調和装置を挙げることができる。つまり、本発明には、前記構成の蓄熱装置を備える空気調和装置も含まれる。
【発明の効果】
【００４５】
以上のように、本発明によれば、蓄熱容器内で蓄熱溶液を安定して保持でき、取扱性に優れた蓄熱装置と、これを備える空気調和装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る蓄熱装置の構成の一例を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す蓄熱装置の内部に形成される蓄熱溶液層および蒸発防止層において、温度変化に伴う相状態の変化を示す模式図である。
【図２】図１（ａ）に示す蓄熱装置の蒸発防止層に用いられる結晶性高級α−オレフィンを示差走査型熱量計を用いて分析した融解曲線である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る蓄熱装置の構成の一例を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す蓄熱装置の内部に形成される蓄熱溶液層および蒸発防止層において、温度変化に伴う相状態の変化を示す模式図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る蓄熱装置の構成の一例を示す横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す蓄熱装置の縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は、従来の蓄熱装置の構成の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す蓄熱装置を備える空気調和装置の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００４８】
（実施の形態１）
［蓄熱装置の構成］
まず、本実施の形態に係る蓄熱装置の具体的な構成について、図１（ａ）を参照して具体的に説明する。
【００４９】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る蓄熱装置２０Ａは、蓄熱容器２１および蓄熱用熱交換器２２を備え、蓄熱容器２１内には、蓄熱溶液が貯えられることで蓄熱溶液層１１が形成されているとともに、当該蓄熱溶液１１の上方に蒸発防止層１３および空気層１２が形成されている。
【００５０】
蓄熱容器２１は、箱部２１１および蓋部２１２から構成されている。箱部２１１は、蓄熱容器２１の本体であって、略直方体形状を有し、その上面が上部開口２１３となっている。箱部２１１の内部空間は、蓄熱溶液１１を貯えることができるように構成され、当該内部空間は上部開口２１３を介して外部空間とつながっている。蓋部２１２は、箱部２１１の上部開口２１３を覆うように設けられ、その一部に、箱部２１１の内部空間とつながる通気孔２１４が設けられている。したがって、蓄熱容器２１の内部空間は、箱部２１１の上部開口２１３が蓋部２１２で閉じられた状態であっても、通気孔２１４を介して外気と連通している。
【００５１】
箱部２１１および蓋部２１２は、内部空間で蓄熱溶液１１を安定して保持できる材料および形状で構成されていればよく、材料としては、一般的には、ステンレス（ＳＵＳ）または繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が用いられ、形状としては、一般的には、直方体状または立方体状等が挙げられる。また、箱部２１１の内部容積についても特に限定されず、蓄熱装置２０Ａの使用条件等に応じて適切な容積となるように設計されればよい。
【００５２】
蓋部２１２に設けられる通気孔２１４は、蓄熱容器２１の内部の圧力上昇を緩和するために、空気層１２を形成する内部空気を蓄熱容器２１の外部に流出させたり、蓄熱溶液から生ずる蒸気または溶存空気等を外部に放出させたりするよう構成されている。また、蓄熱容器２１の内外で空気層１２を構成する空気が必要以上に流動したり、蓄熱容器２１から生ずる蒸気が必要以上に放出されて蓄熱溶液等が減少したりすることを抑制するように、その開口面積は最適化されていればよい。なお、通気孔２１４の位置、形状、個数等の具体的構成については特に限定されず、前記圧力上昇の緩和と、蓄熱溶液等の減少の抑制を実現できるような構成であればよい。また、通気孔２１４は、蓋部２１２ではなく箱部２１１の上部に設けられても良いし、双方に設けられても良い。
【００５３】
蓄熱用熱交換器２２は、図１に示すように、蓄熱容器２１の内部全体に広がるように設けられる配管状の構成であり、内部に熱交換用の熱媒体（便宜上、熱交換媒体と称する。）を流動可能とする構成となっている。また、蓄熱用熱交換器２２が設けられる位置は、蓄熱容器２１の内部で、蓄熱溶液層１１に浸漬する位置となっている。
【００５４】
蓄熱用熱交換器２２の両端である流入口部２２１および流出口部２２２は、蓋部２１２を貫通して蓄熱容器２１の上方から外部に露出しており、これら流入口部２２１および流出口部２２２に、熱交換媒体を流動させる外部配管が接続される。また、蓄熱用熱交換器２２の大部分を構成する本体配管部２２３は、大部分がつづら折れ状に構成されており、流入口部２２１から流出口部２２２に至るまで、本体配管部２２３が一筆書き可能（unicursal）な形状となっている。この本体配管部２２３のほとんどは、蓄熱溶液層１１に浸漬されている。そして、流入口部２２１から流出口部２２２に向かって本体配管部２２３の内部を熱交換媒体が流通することにより、蓄熱溶液層１１と熱交換媒体との間で熱交換を行う。蓄熱用熱交換器２２の具体的な構成は特に限定されず、公知の構成を好適に用いることができる。
【００５５】
蓄熱用熱交換器２２による蓄熱および熱回収の方法は特に限定されないが、例えば、次の２種類の方法を用いることができる。
【００５６】
まず、第一の方法は、蓄熱用熱交換器２２を放熱源として利用する方法である。具体的には、高温の熱交換媒体（例えば、温水または高温の冷媒等）を本体配管部２２３内で流通させる間に、熱交換媒体が蓄熱している熱を蓄熱溶液層１１に放熱することで、蓄熱溶液層１１に熱を蓄熱する。そして、図１には示さないが、蓄熱用熱交換器２２とは別に、熱交換器を設け、この熱交換器内に低温の熱交換媒体（例えば、冷水または低温の冷媒等）を流通させることで、蓄熱溶液層１１から熱を回収する。
【００５７】
次に、第二の方法は、蓄熱容器２１の外部または内部に、図１には図示しない熱供給機器（蓄熱用熱交換器２２とは別の熱交換器、あるいは加熱源）を併設する方法である。具体的には、熱供給機器から蓄熱溶液層１１に熱が蓄熱され、蓄熱用熱交換器２２内に低温の熱交換媒体を流通させることにより、蓄熱溶液層１１から熱を回収し、蓄熱用熱交換器２２の流出口部２２２に接続された図示しない熱利用機器に伝達する。
【００５８】
［蓄熱容器内の層構成］
次に、蓄熱容器２１内に形成される各層の構成について、図１（ａ）も参照して具体的に説明する。蓄熱容器２１の内部には、前記のとおり、蓄熱溶液が貯えられることで蓄熱溶液層１１が形成されているが、この蓄熱溶液層１１の上方には、当該蓄熱溶液層１１に積層される形で蒸発防止層１３が形成されている。また、蒸発防止層１３の上方には、通気孔２１４から流入する外気により空気層１２が形成されている。したがって、蓄熱容器２１の内部には、蓄熱溶液層１１、蒸発防止層１３および空気層１２が下側からこの順で形成されていることになる。
【００５９】
蓄熱溶液層１１および空気層１２の層厚については、特に限定されず、蓄熱容器２１の形状、内部空間の容積、熱膨張による蓄熱溶液の体積の増分等の諸条件に応じて、適切な厚みが設定されればよい。つまり、熱膨張によって蓄熱溶液が通気孔２１４から漏れ出さない空間的余裕（空気層１２）が形成されるのであれば、蓄熱溶液層１１および空気層１２の層厚はどのような値であってもよい。
【００６０】
蓄熱溶液層１１を構成する蓄熱溶液は、少なくとも水から構成される蓄熱媒（thermal-storage medium）であればよい。蓄熱溶液は、水のみから構成されてもよいが、水に溶解または分散が可能な種々の添加剤を含んでもよい。特に本実施の形態では、凍結防止剤（不凍液）として、二価アルコールを含んでいることが好ましい。蓄熱溶液が、二価アルコールを含む水溶液であれば、氷点（常温常圧で０℃）以下であっても、当該蓄熱溶液の凍結を回避することができる。
【００６１】
前記二価アルコールとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、３−メチルペンタジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール等が挙げられる。これらの中でも、コスト面および凍結防止剤としての使用実績の観点から、エチレングリコールまたはプロピレングリコールが好ましく用いられる。これら二価アルコールは、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、凍結防止剤は、前記二価アルコールに限定されず、二価アルコール以外の化合物または組成物であってもよい。
【００６２】
また、蓄熱溶液に添加される添加剤の具体的な種類も特に限定されず、前記凍結防止剤以外に、過冷却防止剤、増粘剤、伝熱促進材、水分蒸発防止剤、腐食防止剤、防錆剤（蓄熱容器２１が金属製の場合）等、蓄熱材組成物の分野で公知の種々の添加剤を用いることができる。これら添加剤の添加量、添加方法等も特に限定されず、公知の範囲または手法を好適に用いることができる。
【００６３】
蒸発防止層１３は、蓄熱溶液層１１の上に積層され、蓄熱溶液の蒸発を防止または抑制するものである。この蒸発防止層１３を構成する蒸発防止組成物は、少なくとも熱変形温度が常温以上である結晶性ポリα−オレフィンで構成されている。
【００６４】
また、蒸発防止層１３は、後述する蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能を実現する上で好ましい物性を付与したり、蒸発防止層１３が蓄熱容器２１内で安定して保持するための物性を付与したりするために、結晶性ポリα−オレフィン以外に公知の他の成分を含んでもよい。具体的には、例えば、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、流動点降下剤、消泡剤、粘度調整剤等を例示することができる。これら添加剤の添加量、添加方法等も特に限定されず、公知の範囲または手法を好適に用いることができる。
【００６５】
したがって、蓄熱溶液層１１および蒸発防止層１３のいずれも、複数の成分を特定の組成で調製した組成物となっていてもよい。
【００６６】
［結晶性ポリα−オレフィンの構成］
次に、蒸発防止層１３の主成分として含まれる結晶性ポリα−オレフィンの具体的な構成について、具体的に説明する。
【００６７】
本実施の携帯において、蒸発防止層１３として用いられる結晶性ポリα−オレフィンは、下記（ａ），（ｂ）の条件を満たすものである。
（ａ）α−オレフィン単量体の炭素数が１６以上４４以下の範囲であり、これらの少なくとも１種の単量体を用いた重合体
（ｂ）示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用いた融解挙動測定において、融点が少なくとも３５℃以上であり、ピーク温度が一つだけ観測される重合体
α−オレフィンの単量体の炭素数が１６以上であると、これを重合して得られる結晶性高級α−オレフィンは、結晶性が高く、べたつきもなく強度が向上した組成物となる。一方、α−オレフィンの単量体の炭素数が４４以下であると、これを重合して得られる結晶性高級α−オレフィンは、未反応モノマーが少なく、融解や結晶化の温度域が狭い均質な組成物となる。
【００６８】
このため、炭素数が１６〜４４のα−オレフィン単量体のいずれかを用いて重合して得た結晶性高級α−オレフィンは、融点や結晶性（硬度）の制御が容易となり、比重が約０．９ｇ／ｃｍ3 前後で、融点が３５℃以上に１個ある均一な高結晶性の組成物が簡単に合成できる。この結果、この結晶性ポリα−オレフィンを用いた蒸発防止層１３は、結晶性が高いので蒸発防止機能に優れ、蓄熱溶液層１１である水より比重が軽いのでその上部に浮き、融点が常温（２０℃±１５℃）より高いので蓄熱動作を行わない常温状態では固体となっている。
【００６９】
それゆえ、常温の範囲内では固体の蒸発防止層１３が形成されるため、蓄熱溶液層１１の過剰な蒸発を有効に防止できるとともに、蓄熱装置の運搬時に蓄熱溶液層１１が外部へ漏れ出したり空気層へ露出したりすることを抑制できる。また、蓄熱動作時に蓄熱溶液層１１の温度が上昇しても、蒸発防止層１３は高粘度の液体層となるので、蓄熱溶液層１１の過剰な蒸発を有効に防止できるだけでなく、蓄熱溶液層１１の圧力上昇にも十分対応することができる。これらのことにより、この結晶性ポリα−オレフィンを用いた蒸発防止層１３は、蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能のいずれも同時に満足させることができる。
【００７０】
さて、蓄熱溶液層１１は、少なくとも水からなるので、沸点最大値は約１００℃である。蒸発防止層１３は、その機能を考慮すると融点の最大値は、蓄熱溶液層１１の沸点より低温であることが好ましく、特に８０℃が良好である。
【００７１】
逆に、α−オレフィンの単量体が炭素数１６未満だと、これの重合物は、結晶性がなくべたつくが多く強度が弱い組成物であった。また、α−オレフィンの単量体は炭素数が４５以上であると、これの重合物は、未反応モノマーが多く、融解や結晶化の温度域が広い不均質な組成物であった。そのため、α−オレフィンの単量体が炭素数１６未満や４５以上を用いたこれら結晶性ポリα−オレフィンの蒸発防止層１３は、蒸発防止機能、漏出防止機能、圧力緩和機能を同時に満足させることができなかった。
【００７２】
またさらに、蒸発防止層としての結晶性高級α−オレフィンは、その側鎖部の結晶性が高いことが好ましい。この結晶性高級α−オレフィンは、側鎖部の炭化水素が規則性をもって同じ側に配置されたアイソタクチック構造であるので、側鎖部の結晶性が高くなる。そのため、液体層の通気穴が極めて小さくなり、この結晶性ポリα−オレフィンを用いた蒸発防止層１３は、蓄熱溶液の蒸発防止機能、漏出防止機能などが極めて優れていた。
【００７３】
示差走査型熱量計を用いた融点および融解潜熱の測定は、公知の方法を用いることができるが、本実施の形態では、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１に準拠して、示差走査型熱量計としては、ＤＳＣ−７（商品名、パーキンエルマー社製）を用いて、融点および融解潜熱を測定している。
【００７４】
具体的には、試料を室温から１５０℃まで、１００℃／分で昇温し、１５０℃で５分保持した後、−３０℃まで、１０℃／分で降温させ、−３０℃で５分保持した後、１５０℃まで１０℃／分で昇温させることで、吸熱ピークを示す融解曲線、例えば図２に示す融解曲線を得ることができる。図２に示すように、この融解曲線におけるピークトップの温度が融点（Ｔｍ）であり、融解潜熱は、図２に示す斜線領域である。この融解潜熱について具体的に説明すると、高温側のベースラインを低温側に延長した直線をｋとし、当該直線ｋと融解曲線とが低温側で交わる温度を（Ｔｌ）とし、高温側で交わる温度を（Ｔｈ）とすると、温度ＴｌからＴｈの範囲の吸熱量（単位Ｊ／ｇ）が融解潜熱（△Ｈ）となる。
【００７５】
蒸発防止層１３の主成分である結晶性ポリα−オレフィンの製造は、特許文献４に記載される新規な低融点ポリマー（結晶性高級α−オレフィン共重合体）を基本としたものである。具体的には、例えば、α−オレフィンとして炭素数１６〜４４の単量体を使用し、この炭素数の単量体を２種以上、または１種以上と炭素数２〜３０のオレフィン１種以上を併用して重合して得る例が挙げられる。また、この例に限定されることなく、α−オレフィンとして炭素数１６〜４４の単量体の１種を用いて重合することも可能である。これら重合体は、独自の構造のメタロセン触媒を用い、反応条件を工夫して共重合して得られる。共重合に用いたα−オレフィン単量体の種別と物性の事例を、試作例１〜４で示す。
【００７６】
なお、下記の試作例に係る結晶性ポリα−オレフィンの製造方法は、特許文献４に記載されており、本実施の形態では、特許文献４に開示の範囲内で各種の条件等を適宜変更または修正することによって下記試作例の結晶性ポリα−オレフィンを得ている。なお、特許文献４に記載されている内容は、本明細書で参照することにより本明細書の記載の一部とする。
【００７７】
試作例１の結晶性ポリα−オレフィンは、炭素数２０，２２，２４のα−オレフィン単量体の混合体から得た重合体であり、その物性は、［１］α−オレフィンの単位含有率が１００％、［２］融点が４９℃、［３］融解時の潜熱が８２Ｊ／ｇ、［４］重量平均分子量（Ｍｗ）が４８０００、［５］広角Ｘ線散乱強度分布法で測定した単一のピーク角度Ｘ１が２１°であり、その強度比が１００％である。
【００７８】
試作例２の結晶性ポリα−オレフィンは、炭素数１８のα−オレフィン単量体に炭素数２のオレフィンを少量混合して得た重合体であり、その物性は、［１］α−オレフィンの単位含有率が９２％、［２］融点が４０℃、［３］融解時の潜熱が８８Ｊ／ｇ、［４］重量平均分子量（Ｍｗ）が１１００００、［５］広角Ｘ線散乱強度分布法で測定した単一のピーク角度Ｘ１が２１°であり、その強度比が１００％である。
【００７９】
試作例３の結晶性ポリα−オレフィンは、炭素数２０，２２，２４のα−オレフィン単量体の混合体に炭素数４のオレフィンを少量混合して得た重合体であり、その物性は、［１］α−オレフィンの単位含有率が６０％、［２］融点が３９℃、［３］融解時の潜熱が５７Ｊ／ｇ、［４］重量平均分子量（Ｍｗ）が９２０００、［５］広角Ｘ線散乱強度分布法で測定した単一のピーク角度Ｘ１が２１°であり、その強度比が１００％である。
【００８０】
試作例４の結晶性ポリα−オレフィンは、炭素数２０，２２，２４のα−オレフィン単量体の混合体に炭素数４のオレフィンを少量混合して得た重合体であり、その物性は、［１］α−オレフィンの単位含有率が７６％、［２］融点が４３℃、［３］融解時の潜熱が６２Ｊ／ｇ、［４］重量平均分子量（Ｍｗ）が８４０００、［５］広角Ｘ線散乱強度分布法で測定した単一のピーク角度Ｘ１が２１°であり、その強度比が１００％である。
【００８１】
なお、結晶性高級α−オレフィンは、前述の試作例１〜４以外に、α−オレフィンの種別や合成用のメタロセン触媒、反応条件を工夫することで、種々の重合物が合成できるがいずれも、炭素数１６〜４４の単量体のα−オレフィンの単位含有率が５０％以上であることが望ましい。融点は、示差走査型熱量計を用いて、例えば前述の方法にて測定し、融点が少なくとも３５℃以上でそのピーク温度が一つだけ観測され、融解時の潜熱が少なくとも５７Ｊ／ｇ以上を有する重合体が望ましい。
【００８２】
側鎖部の結晶性は、例えば、広角Ｘ線散乱強度分布法を用いて測定し、１５ｄｅｇ＜２θ＜３０ｄｅｇに単一のピークＸ１が観測されると、側鎖結晶化があると判断することができる。つまり、本発明においては、広角Ｘ線散乱強度分布において１５ｄｅｇ＜２θ＜３０ｄｅｇに単一のピークが観測されると、側鎖部の結晶性が高いと判断する。分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフ（ＧＰＣ）法により測定し、ポリスチレン換算重量平均分子量（Ｍｗ）が１，０００〜１，０００，０００であることが好ましく、更に好ましくは１０，０００〜１０，０００，０００である。なお、広角Ｘ線散乱強度分布法による結晶性の測定および分子量測定について、その条件の一例を以下に示すが、結晶性および分子量の測定方法は下記の条件に限定されないことはいうまでもない。
（広角Ｘ線散乱測定）
本実施の形態で用いられる結晶性ポリα−オレフィンは、広角Ｘ線散乱強度分布において、１５ｄｅｇ＜２θ＜３０ｄｅｇに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークＸ１が観測される。広角Ｘ線散乱強度分布測定方法および測定条件の一例は以下の通りである。
【００８３】
すなわち、理学電機社製対陰極型ロータフレックスＲＵ−２００を用い、３０ｋＶ，１００ｍＡ出力のＣｕＫα線（波長＝１．５４２Å）の単色光を１．５ｍｍのピンホールでコリメーションし、位置敏感型比例計数管を用い、露光時間１分で広角Ｘ線散乱（ＷＡＸＳ）強度分布を測定した。
（分子量測定）
本実施の形態で用いられる結晶性ポリα−オレフィンは、ゲルパーミエイションクロマトグラフ（ＧＰＣ）法によりポリスチレン換算重量の平均分子量（Ｍｗ）を測定している。その条件の一例は以下の通りである。
ＧＰＣ測定装置
カラム：ＴＯＳＯ ＧＭＨＨＲ−Ｈ（Ｓ）ＨＴ
検出器：液体クロマトグラム用ＲＩ検出器 ＷＡＴＥＲＳ １５０Ｃ
測定条件
溶媒：１，２，４−トリクロロベンゼン
測定温度：１４５℃
流速：１．０ミリリットル／分
試料濃度：２．２ｍｇ／ミリリットル
注入量：１６０マイクロリットル
検量線：Universal Calibration
解析プログラム：ＨＴ−ＧＰＣ（Ｖｅｒ．１．０）
［蒸発防止層の機能］
次に、前記結晶性ポリα−オレフィンを含む蒸発防止層１３の具体的な機能について、図１（ｂ）を参照して具体的に説明する。
【００８４】
本実施の形態では、蒸発防止層１３が、結晶性ポリα−オレフィンを含んでいるために、結晶性が高く、また、比重が水より軽くなる。蒸発防止層１３は、融点が３５℃以上であり、融点最大値は、蓄熱溶液層１１の沸点より低温であることが好ましく、蒸発防止機能を考慮すると特に８０℃が良好である。そのため、蓄熱動作を行わない室温状態では固体となっている。
【００８５】
蓄熱溶液層１１および蒸発防止層１３について、温度変化に伴う固相から液相への相状態の変化を対比する。図１（ｂ）に示すように、温度が低温であればいずれの層も固体（図中網掛けの領域）であるが、温度が徐々に高くなれば、蓄熱溶液層１１は、凝固点Ｔｆで固体から液体に相変化し、沸点Ｔｂに達するまでは液体で維持される。一方、蒸発防止層１３は、蓄熱溶液の凝固点Ｔｆでは固体であって、さらに、常温の範囲（図中一点鎖線で挟まれる領域）であっても固体のままである。
【００８６】
蒸発防止層１３を構成する結晶性ポリα−オレフィンは、蓄熱溶液層１１を構成する蓄熱溶液（水溶液）と比較して高分子であるため、融点Ｔｍに達して高粘度の液体として液化する。なお、本実施の形態では、日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ  ８７０３に従って、常温の範囲を２０℃±１５℃（５℃以上３５℃以下）の範囲と規定する。それゆえ、結晶性ポリα−オレフィンの融点Ｔｍは３５℃を超えていればよい。
【００８７】
蓄熱溶液層１１の温度がさらに上昇すれば、沸点Ｔｂに達した時点で、蓄熱溶液が沸騰して気化が開始されるが、蒸発防止層１３は高粘度の液体のままで維持される。なお、蒸発防止層１３を構成する結晶性ポリα−オレフィンは、温度が十分に高くなると気化せずに熱分解するので、図１（ｂ）では、熱分解開始温度Ｔｔも図示している。
【００８８】
このように、常温の範囲内では、蒸発防止層１３は固体となるため、蓄熱溶液の過剰な蒸発を有効に防止できる（蒸発防止機能の実現）とともに、蓄熱装置２０Ａの運搬時に蓄熱溶液層１１を構成する蓄熱溶液が蓄熱容器２１の外部に漏れ出したり空気層１２へ露出したりすることを抑制できる（漏出防止機能の実現）。また、蓄熱動作時に蓄熱溶液の温度が上昇しても、蒸発防止層１３は高粘度の液体層となるので、蓄熱溶液の過剰な蒸発を有効に防止できる。
【００８９】
さらに、蓄熱溶液の蒸発によって蒸気圧が上昇したり、蓄熱溶液に含まれる溶存酸素等の気体が遊離したりしても、蒸発防止層１３が高粘度の液体であることから、蓄熱溶液層１１が膨張してもその上面は蒸発防止層１３で良好に覆われる。しかも、圧力が大きく上昇しても、蒸気または遊離気体の一部が液状の蒸発防止層１３から空気層１２に抜け出るため、圧力が過剰に上昇することがなく、蓄熱溶液の圧力上昇にも十分対応することができる（圧力緩和機能の実現）。それゆえ、蒸発防止機能、漏出防止機能および圧力緩和機能のいずれも良好に実現することができる。その結果、蓄熱容器２１内で蓄熱溶液を安定して保持することができ、取扱性に優れた蓄熱装置２０Ａを得ることができる。
【００９０】
さらに、蒸発防止層１３として用いられる結晶性ポリα−オレフィンの融点Ｔｍは、前記のとおり常温以上であればよいが、図１（ｂ）に示すように、蓄熱溶液の沸点Ｔｂよりも低いことが好ましい。本実施の形態では、蓄熱溶液として水溶液が用いられているので、沸点Ｔｂは実質的に１００℃となる。したがって、結晶性ポリα−オレフィンの融点Ｔｍは、３５℃以上１００℃未満であると好ましい。また、蒸発防止機能を考慮すると、３５℃以上８０℃以下とするとより好ましい。これにより、結晶性ポリα−オレフィンは、融点Ｔｍが蓄熱溶液の沸点Ｔｂより低いため、蓄熱動作が行われている温度範囲内で確実に融解することができる。それゆえ、蒸発防止機能、漏出防止機能および圧力緩和機能のいずれも良好に実現することができる。
【００９１】
また、蒸発防止層１３が前述した結晶性ポリα−オレフィンを主成分として構成されていれば、当該蒸発防止層１３は蓄熱溶液層１１の上に積層するだけで形成することができ、かつ、有機酸が多量に生成して蓄熱溶液の品質を劣化する可能性を抑制することができる。それゆえ、蓄熱装置２０Ａの製造コストまたは維持コストの増大を回避することもできる。
【００９２】
（実施の形態２）
前記実施の形態１における蓄熱装置２０Ａは、蓄熱容器２１内には、下から順に、蓄熱溶液層１１、蒸発防止層１３および空気層１２の３層が形成されている構成となっていたが、本実施の形態では、蓄熱溶液層１１の上部であり、蒸発防止層１３の下方に、さらに１層以上の副蒸発防止層１４を備える構成となっている。そして、この副蒸発防止層１４は、少なくとも１種の不水溶性溶媒からなる溶媒組成物から構成され、溶媒組成物の融点は常温未満である。当該構成について、図３（ａ），（ｂ）を参照して具体的に説明する。
【００９３】
［蓄熱容器内の層構成］
図３（ａ）に示すように、本実施の形態に係る蓄熱装置２０Ｂは、前記実施の形態１に係る蓄熱装置２０Ａと同一の構成を有しているが、蓄熱容器２１内には、下から順に、蓄熱溶液層１１、副蒸発防止層１４、蒸発防止層１３、空気層１２の４層が形成されている。
【００９４】
副蒸発防止層１４は、蒸発防止層１３とともに蓄熱溶液層１１を構成する蓄熱溶液の蒸発を防止または抑制する（蒸発防止機能を実現する）層であり、本実施の形態では、蒸発防止層１３の下方に独立層として形成されている。このため常温では常に、蒸発防止層１３が上方に配置され、漏出防止機能を有するようになっている。
【００９５】
また、図３（ａ）には示さないが、副蒸発防止層１４は、蒸発防止層１３と混合されて実質的に１層となってもよい。この場合、両者を積層して高温に保持すると、蒸発防止層１３と副蒸発防止層１４は液体の混合物となる。これを常温まで温度低下させても、この混合状態がそのまま維持されたゲル状態となるので、上部側にも固体の蒸発防止層１３が形成されて結晶性ポリα−オレフィンが多く露出しているので、漏出防止機能を有する様になっている。
【００９６】
この副蒸発防止層１４は、少なくとも１種の不水溶性溶媒からなる溶媒組成物で構成されている。副蒸発防止層１４は、８５％〜１００％弱（重量％）が、少なくとも１種の不水溶性溶媒からなる溶媒組成物であって、残部が酸化防止剤等の添加剤の混合物で構成されている例を好ましく用いることができる。
【００９７】
副蒸発防止層１４を構成する溶媒組成物は、融点Ｔｐが常温未満である。融点Ｔｐは、固体が液体に変化する温度であるが、少なくとも１種の不水溶性溶媒からなる溶媒組成物の様に、多成分の混合物となると、融点を示さない。そこで、副蒸発防止層１４が、多成分の溶媒組成物からなる場合は、一定の条件で流動しなくなる温度（流動点）を求め、流動点を融点の代替表示として採用している。本実施の形態では、流動点は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ２２６９に従って測定した値を採用しており、その測定方法は以下の通りである。すなわち試験管にとった試料を４６℃まで予備加熱したあと、規定方法で冷却していき、予期流動点より１０℃高い温度から測定を開始して、２．５℃下がるごとに試験管を冷却浴から取り出して観察する。こうして試験管を横にしても５秒間全く動かなくなる温度を求めて、それより２．５℃高い温度を流動点としている。
【００９８】
なお、２層以上の副蒸発防止層１４が形成されている場合、それぞれの副蒸発防止層１４は異なる組成の溶媒組成物で構成され、互いに混合せずに独立して層形成されてもよいし、副蒸発防止層１４同士で混合したり、蒸発防止層１３に混合したりするように構成されてもよい。
【００９９】
前記溶媒組成物を構成するために１種以上用いられる不水溶性溶媒は、極性が実質的に無い無極性溶媒、常温で水と実質的に混合せずに水層から遊離した単層となる程度に極性が低い低極性溶媒等であって、少なくとも常温の範囲内で液体を示せばよい。
【０１００】
前記不水溶性溶媒としては、具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、シクロヘキサン等の飽和アルカン類；トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族アルカン類；１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン（ジクロロメタン）等のハロアルカン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル等のエステル類；ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、エチルtert-ブチルエーテル、フラン等のエーテル類；ポリアルファオレフィンワックス、パラフィンワックス、シリコーンオイル等の鉱油類；コーン油、大豆油、ごま油、菜種油、米油、椿油、ベニバナ油、パーム核油、ヤシ油、綿実油、ヒマワリ油、エゴマ油、オリーブオイル、ピーナッツオイル、アーモンドオイル、グレープシードオイル、マスタードオイル、魚油等の食用油脂；ひまし油、アブラキリ油等の工業用油脂；等を挙げることができるが、これらに限定されない。これら不水溶性溶媒は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、溶媒組成物が複数種類の不水溶性溶媒を含む場合、有効な蒸発防止機能を実現できるのであれば、それぞれの溶媒の組成も特に限定されない。
【０１０１】
本実施の形態で、特に好ましい不水溶性溶媒の一例としては、前記飽和アルカン類、芳香族アルカン類等の炭化水素のうち、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素の少なくともいずれかを挙げることができる。より具体的には、前記範囲内の炭素数を有する成分を含むポリアルファオレフィンワックスまたはパラフィンワックス等を例示することができる。
【０１０２】
溶媒組成物がこのような不水溶性溶媒を含んでいるということは、当該溶媒組成物が特定範囲の分子量を有する炭化水素を含んでいることになる。そのため、後述するように、副蒸発防止層１４の低温における流動性保持をより確実なものとすることができる。さらに望ましくは、副蒸発防止層１４は、溶媒組成物の主成分をなす不水溶性溶媒が、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素を含んでいれば、低温での流動性保持をよりさらに一層確実なものとすることができる。
【０１０３】
前記溶媒組成物を構成する不水溶性溶媒の炭素構造について説明する。一般論であるが、飽和アルカン類（飽和炭化水素とも称する）は、炭素数が４以下だと常温で気体、炭素数が５〜約１８で常温で液体、炭素数が約１８を越えると常温で固体である。この一般論の規則性は、炭素が直線状に配列して枝分かれのない直鎖構造の飽和アルカン類で成立する話しであり、枝分かれのある飽和アルカン類にすると、炭素数が約１８を越えても常温で液体となる。そこで例えば、炭素８〜１０のα−オレフィン（末端に二重結合があり他は単結合の構造を有する不飽和アルケン）を重合反応したあと水素化処理すると、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素の少なくともいずれかを含んでいる飽和アルカン類（もしくは、限りなく飽和アルカン類に近い炭化水素）が生成する。しかも、この飽和和アルカンは、重合反応の工夫で枝分かれを多く有する飽和アルカン類になっているので、常温で液体となっている。合成油や半合成油はこの製法を用いて得られるが、原油を精製して得られる鉱油は、原油の中にこの様な特性の炭化水素からなる不水溶性溶媒が存在するので、この不水溶性溶媒を使用している。
【０１０４】
この様な数字領域の炭素数の炭化水素は、炭素数を制御することが現在の技術では難しいので、成り行き任せのところが多い。そのため、炭素数が２４未満の炭化水素になると、直鎖構造の飽和アルカン類になり易いので揮発性の高い液体が生成して、直ぐに揮発して寿命が短い課題がある。また逆に、炭素数が４４を超える炭化水素になると、常温で固体に成り易いので取り扱いが難しくなり、特に炭素数が５０以上を越えるとさらに一層難しくなるという課題がある。この様に、揮発し難くて寿命が長い、常温で固体に難くて取り扱いが簡単の理由から、不水溶性溶媒は、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素の少なくともいずれかを含んでいるとした組成物とした。
【０１０５】
またこれに加えて、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素は、有機酸が生成し難く、気密性が高いので蓄熱溶液の蒸発を防止または抑制ししかも空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入しがたい利点も有する。
【０１０６】
さらに、前記溶媒組成物は、前記不水溶性溶媒以外に公知の他の成分を含んでもよい。具体的には、例えば、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、消泡剤等を例示することができる。これら添加剤の添加量、添加方法等も特に限定されず、公知の範囲または手法を好適に用いることができる。
【０１０７】
前記副蒸発防止層１４の具体的な組成は特に限定されないが、本実施の形態では、前述したように、少なくとも１種以上の不水溶性溶媒が８５〜１００重量％弱の範囲内であり、前記添加剤を含む混合物が残部（０％強〜１５重量％の範囲内）である構成を好ましく挙げることができる。もちろん、副蒸発防止層１４に要求される性能、蓄熱装置２０Ａの使用環境等の諸条件により、組成を適宜設計できることはいうまでもない。
【０１０８】
前記溶媒組成物の温度条件は特に限定されないが、常温の範囲内で液体であることが好ましいため、融点は常温未満であると好ましい。また、後述するように、前記副蒸発防止層１４を構成する溶媒組成物の融点Ｔｐは、蓄熱溶液の凝固点Ｔｆより低いことが好ましい。この構成にすると、蓄熱溶液が凝固するまで温度が低下しても、前記溶媒組成物は流動性を保持できるので、低温の状態でも蓄熱溶液の蒸発防止を有効に実現することができる。また、蓄熱溶液が凝固しても溶媒組成物は凝固していないので、蓄熱溶液の凝固に伴う体積膨張を緩和することが可能となり、これに起因する蓄熱溶液内の圧力上昇の緩和をさらに一層確実なものとすることができる。
【０１０９】
［副蒸発防止層の機能］
次に、前記不水溶性溶媒を含む副蒸発防止層１４の具体的な機能について、図３（ｂ）を参照して具体的に説明する。
【０１１０】
蓄熱溶液層１１、蒸発防止層１３および副蒸発防止層１４について、温度変化に伴う固相から液相への相状態の変化を対比する。図３（ｂ）に示すように、蓄熱溶液層１１および蒸発防止層１３の相変化は、前記実施の形態１で説明したとおりであるが、副蒸発防止層１４は、図３（ｂ）に示す例では、常温の範囲内であっても常温を超えても液体のままで実質的に維持される。
【０１１１】
このように、常温の範囲内では、副蒸発防止層１４は液体であるが、その上部に配置した蒸発防止層１３は固体であるので、蒸発防止層１３により、蓄熱溶液について蒸発防止機能を実現できるとともに、蓄熱溶液および副蒸発防止層１４について漏出防止機能を実現することができる。さらに、蓄熱動作時に蓄熱溶液の温度が上昇すると、蒸発防止層１３が高粘度の液体層となり、副蒸発防止層１４は、使用時または不使用時に関わらず相対的に低粘度の液体層で維持されるので、蓄熱溶液は二層の液体層で保護されることになり、しかも、互いの液体層の密着度が高まることになる。
【０１１２】
その結果、それぞれの単独使用の場合と比較して、これら層においては、蒸気通過穴が狭くなり、蒸発防止の機能が向上するにもかかわらず、余分な蓄熱溶液の蒸気または溶存酸素等を逃がすことが可能となる（圧力緩和機能の向上）。また、蓄熱動作の後に、蒸発防止層１３が硬化した後に生じるクラックを、副蒸発防止層１４により穴埋めすることも可能となる（蒸発防止機能および漏出防止機能の向上）。
【０１１３】
また、図３（ｂ）に示すように、副蒸発防止層１４を構成する溶媒組成物の融点Ｔｐは、蓄熱溶液の凝固点Ｔｆより低くなっている。これにより、蓄熱溶液が凝固するまで蓄熱装置２０Ｂの温度が低下しても、溶媒組成物からなる蒸発防止層１４は流動性を保持できるので、低温の状態でも蒸発防止機能を有効に実現することができる。また、蓄熱溶液層１１が凝固してもからなる副蒸発防止層１４溶媒組成物は凝固していないので、蓄熱溶液の凝固に伴う体積膨張を緩和することが可能となり、圧力緩和機能をさらに一層確実なものとすることができる。特に、溶媒組成物が、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素の不水溶性溶媒を含んでいれば、副蒸発防止層１４の低温における流動性をより良好に保持することができる。
【０１１４】
このように、蒸発防止層１３に加えて副蒸発防止層１４が蓄熱容器２１内に形成されることで、蒸発防止層１３による蒸発防止機能、漏出防止機能および圧力緩和機能のいずれの機能も良好に実現できるだけでなく、各機能をより一層向上させることができる。それゆえ、蓄熱容器２１内で蓄熱溶液を安定して保持することができ、取扱性に優れた蓄熱装置２０Ｂを得ることができる。
【０１１５】
蒸発防止層１３を構成する結晶性ポリα−オレフィンは、比重が約０．９０ｇ／ｃｍ3 である。副蒸発防止層１４を構成する溶媒組成物の比重は、炭化水素系の場合は約０．８３〜０．８７ｇ／ｃｍ3 である。両者を積層して高温に保持すると、蒸発防止層１３と副蒸発防止層１４は液体の混合物となる。これを常温まで温度低下させても、この混合状態がそのまま維持されたゲル状態となるので、上部側にも固体の蒸発防止層１３が形成されて結晶性ポリα−オレフィンが多く露出しているので、漏出防止機能を有する様になっている。
【０１１６】
一方、例えば、副蒸発防止層１４として約０．９３〜０．９７ｇ／ｃｍ3 の有機シリコーン系を使用した場合には、比重の関係より、結晶性ポリα−オレフィン系の蒸発防止層１３が上側に、有機シリコーン系の副蒸発防止層１４が下側になり、漏出防止機能を良好に発揮することができる。そのため、蒸発防止層１３を構成する結晶性ポリα−オレフィン（またはこれを含む蒸発防止組成物）の比重は、副蒸発防止層１４を構成する溶媒組成物の比重よりも小さいことが好ましい。これにより、蒸発防止層１３は、主成分である結晶性ポリα−オレフィンが固体でも、副蒸発防止層１４よりも軽くなるので、当該蒸発防止層１３は、必ず副蒸発防止層１４の上層に「浮く」ことになる。それゆえ、蒸発防止層１３が高温において液相となっても、蒸発防止機能をより一層確実なものとすることができる。
【０１１７】
これに加えて、液体である副蒸発防止層１４は、蒸発防止層１３の下方に位置するほどその量が多くなる。それゆえ、蓄熱動作の後に、蒸発防止層１３が硬化した後に生じるクラックを、副蒸発防止層１４によりさらに一層確実に穴埋めすることができる。その結果、蒸発防止機能および漏出防止機能をさらに一層向上することができる。さらに、蒸発防止層１３も副蒸発防止層１４も蓄熱溶液層１１の上に積層するだけで容易に形成することができ、かつ、蒸発防止層１３が、前記のとおり結晶性ポリα−オレフィンを主成分としているため、有機酸が多量に生成して蓄熱溶液の品質を劣化する可能性を抑制することができる。それゆえ、蓄熱装置２０Ｂの製造コストまたは維持コストの増大を回避することができる。
【０１１８】
なお、蒸発防止層１３と副蒸発防止層１４との上下位置関係が逆であっても、漏出防止機能を発揮できることはいうまでもない。すなわち、蒸発防止層１３が硬化した後にクラックが生じた場合でも、副蒸発防止層は液体であるのでクラックを穴埋めすることができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
前記実施の形態１に係る蓄熱装置２０Ａ、または前記実施の形態２に係る蓄熱装置２０Ｂは、いずれも蓄熱容器２１および蓄熱用熱交換器２２から構成されていたが、本実施の形態に係る蓄熱装置は、さらに加熱源を備え、当該加熱源の廃熱を蓄熱可能とする構成となっている。当該構成について、図４（ａ），（ｂ）を参照して具体的に説明する。
【０１２０】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る蓄熱装置２０Ｃは、蓄熱容器２３、蓄熱用熱交換器２４に加えて、熱伝導性部材２５および加熱源としての圧縮機２６を備えている。なお、図４（ａ）におけるＶ１−Ｖ１矢視断面が図４（ｂ）に示す蓄熱装置２０Ｃの縦断面図に相当し、図４（ｂ）におけるＶ２−Ｖ２矢視断面が図４（ａ）に示す蓄熱装置２０Ｃの横断面図に相当する。
【０１２１】
蓄熱容器２３は、前記実施の形態１における蓄熱容器２１と同様に、箱部２３１および蓋部２３２から構成され、箱部２３１の上部開口２３３を閉じるように蓋部２３２が取り付けられているが、箱部２３１の形状は、前記実施の形態１または２における箱部２１１と同様に、実質的に略直方体形状であるが、蓄熱溶液を蓄えるための内部空間の形状は、前記箱部２１１とは異なり、図４（ａ）に示すように、圧縮機２６の側面を囲むように、略Ｕ字状の横断面を有している。箱部２３１の内部には、図４（ｂ）に示すように、蓄熱用熱交換器２４が設けられ、この大部分を浸漬するように、蓄熱溶液層１１が形成されている。また、蓄熱溶液層１１の上方には、副蒸発防止層１４および蒸発防止層１３がこの順で積層され、さらに、蒸発防止層１３の上方には、蓋部２３２に設けられる通気孔２３４を介して流入する外気によって空気層１２が形成されている。
【０１２２】
圧縮機２６は空気調和装置に用いられる冷媒を圧縮するものであって、公知の構成を有するものが用いられる。なお、図４（ａ），（ｂ）では、説明の便宜上、圧縮機２６は模式的に外形のみを示している。圧縮機２６の外形は、本実施の形態では、図４（ａ），（ｂ）に示すように、略直方体形状であって、当該直方体形状の４つの側面のうち、３つの側面を囲むように蓄熱容器２３が位置している。蓄熱容器２３（箱部２１１）の内部空間は、前記のとおり略Ｕ字状の横断面を有しているので、当該Ｕ字状の横断面における陥凹部位となる領域に圧縮機２６が位置することで、圧縮機２６の周囲の少なくとも一部が蓄熱容器２３により囲まれることになる。
【０１２３】
このように圧縮機２６の周囲に蓄熱容器２３が位置していれば、圧縮機２６は蓄熱容器２３と実質的に一体化しているため、圧縮機２６で生じた廃熱は、蓄熱容器２３の外部に逃げることがほとんど無く、蓄熱容器２３内の蓄熱溶液層１１に伝達される。それゆえ、外部機器である圧縮機２６を加熱源として用いることができ、当該圧縮機２６からの廃熱を効率的に蓄熱することができる。
【０１２４】
ここで、圧縮機２６の側面と蓄熱容器２３との間には、層状の熱伝導性部材２５が設けられていることが特に好ましい。圧縮機２６は蓄熱容器２３内で蓄熱溶液層１１に直接接しても良いが、この場合、圧縮機２６の側面に防水処理を施す必要がある。一方、蓄熱容器２３の形状を圧縮機２６に合わせて、略Ｕ字状の断面を有するように構成してもよいが、蓄熱容器２３の加工が煩雑となってコストが上昇することに加え、蓄熱容器２３の外面と圧縮機２６の側面との密着性を高めることが難しくなる。それゆえ、本実施の形態のように、熱伝導性部材２５を設けることが好ましい。
【０１２５】
熱伝導性部材２５の具体的な構成は特に限定されず、圧縮機２６の周囲を覆うことができ、かつ、圧縮機２６からの熱を蓄熱溶液層１１に良好に伝達できるものであればよい。具体的には、例えば、銅、銀、アルミニウムまたはこれらの合金で形成される金属シート；黒鉛または金属の粒子を樹脂組成物中に分散させた熱伝導シート；黒鉛または金属の粒子をゲル状組成物中に分散させた熱伝導グリース；等を挙げることができる。
【０１２６】
このように、蓄熱容器２３が熱伝導性部材２５を介して圧縮機２６と接触していることで、圧縮機２６からの熱を蓄熱装置２０Ｃにより良好に回収することができる。特に、熱伝導性部材２５が熱伝導シートであれば、樹脂組成物として可撓性材料、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）、シリコーンゴム等のエラストマー材料を選択すれば、圧縮機２６の側面に凹凸が存在しても、当該圧縮機２６と蓄熱容器２３との接触性を良好なものとできるため、圧縮機２６から蓄熱容器２３への熱伝導を、より一層円滑なものとすることができる。
【０１２７】
そして、本実施の形態においても、蓄熱容器２３内には、前記実施の形態１および２で説明した蒸発防止層１３と副蒸発防止層１４とが形成されている。それゆえ、これら層によって蒸発防止機能、漏出防止機能および圧力緩和機能のいずれの機能も良好に実現されるので、蓄熱容器２３内で蓄熱溶液を安定して保持することができ、取扱性に優れた蓄熱装置２０Ｃを得ることができる。
【０１２８】
なお、本実施の形態においては、加熱源として圧縮機２６を例示したが、これに限定されず、空気調和装置等、本発明に係る蓄熱装置２０Ｃが適用される機器が備える他の加熱源であってもよい。また、加熱源は、蓄熱溶液層１１の外部に設けられているものであればよく、必ずしも蓄熱容器２３の外部でなくてもよい。また、加熱源は、その周囲が蓄熱容器２３に囲まれていなくてもよい。例えば、圧縮機２６が広い平坦な側面を有しているのであれば、蓄熱溶液層１１を平坦面同士で接触させるのみの構成としてもよい。また、本実施の形態では、蓄熱容器２３は、圧縮機２６の周囲を囲んでいるが、例えば、圧縮機２６の底面または上面を囲んでもよい。加熱源が圧縮機２６以外のものであっても同様である。
【０１２９】
（実施の形態４）
前記実施の形態１ないし３は、いずれも蓄熱装置の構成を例示するものであったが、本実施の形態においては、前記構成の蓄熱装置の代表的な適用例である空気調和装置の一例について、図５を参照して具体的に説明する。
【０１３０】
［空気調和装置の構成］
図５に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置３０は、冷媒配管により互いに接続された室内機３１および室外機３２から構成されており、室外機３２は、前記実施の形態３に係る蓄熱装置２０Ｃを備えている。室内機３１および室外機３２および外部配管３１０は、管継手４０を介して室内機内部配管３１１と室外機内部配管である第１配管３０１および第２配管３０２に接続されている。
【０１３１】
室内機３１の内部には、室内機内部配管３１１および室内熱交換器３３等が設けられ、室外機３２の内部には、蓄熱装置２０Ｃ、圧縮機２６、室外機内部配管、室外熱交換器３４、各種弁部材等が設けられている。そして、室内機３１および室外機３２は、前記のとおり、外部配管３１０により互いに接続されているので、前記構成によって空気調和装置３０の冷凍サイクルが構成されている。なお、以下の説明では、冷媒配管（室内機内部配管３１１、外部配管３１０、および室外機内部配管）内において、冷媒の流れる方向の上流側または下流側を、単に上流側または下流側と略す。
【０１３２】
室内機３１の構成について具体的に説明すると、外部配管３１０に接続されている室内機内部配管３１１は、室内熱交換器３３に接続されている。また、室内機３１の内部には、室内熱交換器３３に加えて、送風ファン（図示せず）、上下羽根（図示せず）、左右羽根（図示せず）等が設けられている。
【０１３３】
室内熱交換器３３は、送風ファンにより室内機３１の内部に吸込まれた室内空気と、室内熱交換器３３の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行い、暖房時には熱交換により暖められた空気を室内に吹き出す（図中ブロック矢印）一方、冷房時には熱交換により冷却された空気を室内に吹き出す。上下羽根は、室内機３１から吹き出される空気の方向を必要に応じて上下に変更し、左右羽根は、室内機３１から吹き出される空気の方向を必要に応じて左右に変更する。なお、図５においては、説明の便宜上、室内機３１の詳細な構成（前記送風ファン、上下羽根、左右羽根等）については、記載を省略している。
【０１３４】
室外機３２の構成について具体的に説明すると、室外機３２の内部には、圧縮機２６、蓄熱装置２０Ｃおよび室外熱交換器３４に加えて、ストレーナ３５、膨張弁４２、四方弁４１、第１電磁弁４３、第２電磁弁４４、アキュームレータ３６等が設けられている。また、外部配管３１０に接続されている第１配管３０１および第２配管３０２のうち、第１配管３０１は圧縮機２６の吐出口（図示せず）に接続されている。それゆえ、圧縮機２６は、室内機３１内の室内熱交換器３３に接続されていることになる。
【０１３５】
圧縮機２６は、前記実施の形態３で説明したように、蓄熱装置２０Ｃの蓄熱容器２３に実質的に一体化するように設けられており、圧縮機２６の周囲は、熱伝導性部材２５を介して蓄熱溶液層１１が位置している。蓄熱溶液層１１の上面には副蒸発防止層１４および蒸発防止層１３がこの順で形成されている。なお、図４においては、説明の便宜上、蓄熱容器２３を構成する蓋部２３２と空気層１２については記載を省略している。蓄熱容器２３の内部には、蓄熱溶液層１１に浸漬するように蓄熱用熱交換器２４が設けられ、流入口部（図示せず）が第６配管３０６に接続されている。第６配管３０６には第２電磁弁４４が設けられている。
【０１３６】
また、外部配管３１０に接続されている第１配管３０１および第２配管３０２のうち、第２配管３０２は、室外機内部配管である第３配管３０３と第６配管３０６とに分岐している。第２配管３０２はストレーナ３５を備えており、前記のとおり一方が外部配管３１０に接続され、他方が膨張弁４２を介して第３配管３０３に接続されている。また、第６配管３０６は、ストレーナ３５の上流側において第２配管３０２から分岐している。
【０１３７】
第３配管３０３は、膨張弁４２および室外熱交換器３４を接続し、室外熱交換器３４は、第４配管３０４を介して圧縮機２６の吸入口（図示せず）に接続されている。また、第４配管３０４における圧縮機２６側には、液相冷媒および気相冷媒を分離するためのアキュームレータ３６が設けられている。また、圧縮機２６の吐出口は、第１配管３０１に接続されているとともに、当該第１配管３０１における圧縮機２６の吐出口と四方弁４１との間からは、第５配管３０５が分岐している。第５配管３０５には第１電磁弁４３が設けられている。第１配管３０１は、この第５配管３０５を介して第３配管３０３の膨張弁４２および室外熱交換器３４との間に接続されている。
【０１３８】
第２配管３０２から分岐した第６配管３０６は、前記のとおり、蓄熱用熱交換器２４の流入口部（図示せず）に接続されているが、蓄熱用熱交換器２４の流出口部（図示せず）は、第７配管３０７を介して第４配管３０４に接続されている。第７配管３０７は、アキュームレータ３６から見て上流側の位置で、第４配管３０４から分岐している。
【０１３９】
また、第１配管３０１および第４配管３０４の中間部は、四方弁４１により接続されている。具体的には、第１配管３０１においては、第５配管３０５が分岐する位置から上流側に四方弁４１が設けられ、第４配管３０４においては、第７配管３０７が分岐する位置から上流側で、室外熱交換器３４に接続する位置から下流側となる位置に四方弁４１が設けられている。
【０１４０】
ここで、室外機内部配管のうち、第４配管３０４はヒートポンプ循環路を構成し、第５配管３０５および第６配管３０６は、冷媒バイパス路を構成している。つまり、本実施の形態に係る空気調和装置３０は、ヒートポンプ式の構成を有している。この構成であれば、後述するように、除霜運転に並行してノンストップで暖房運転を行うことができる。この点については後述する。
【０１４１】
なお、圧縮機２６および蓄熱装置２０Ｃを除く各機器または部材（冷媒配管、管継手４０、室内熱交換器３３、送風ファン、上下羽根、左右羽根、室外熱交換器３４、ストレーナ３５、膨張弁４２、四方弁４１、第１電磁弁４３、第２電磁弁４４、アキュームレータ３６等）の具体的な構成は特に限定されず、公知の構成を好適に用いることができる。また、圧縮機２６および蓄熱装置２０Ｃを含む各機器および部材の個数、配置等についても、図５に示す構成に限定されず、ヒートポンプ式の構成を実現できる他の配置であってもよい。
【０１４２】
また、圧縮機２６、送風ファン、上下羽根、左右羽根、四方弁４１、膨張弁４２、第１電磁弁４３、第２電磁弁４４等は、制御装置（図示せず、例えばマイクロコンピュータ）に電気的に接続されており、当該制御装置により制御される。
【０１４３】
［空気調和装置の動作］
次に、前記構成の空気調和装置３０の動作について、通常暖房運転、並びに、除霜・暖房運転を例に挙げて、図５を参照して具体的に説明する。
【０１４４】
まず、通常暖房運転について説明する。この場合、第１電磁弁４３および第２電磁弁４４は閉制御されており、圧縮機２６の吐出口から吐出された冷媒は、第１配管３０１を流れて四方弁４１から外部配管３１０、室内機内部配管３１１を介して室内熱交換器３３に達する。室内熱交換器３３では、室内空気との熱交換により冷媒が凝縮する。この冷媒は、室内熱交換器３３から、第２配管３０２を流れて膨張弁４２に達し、膨張弁４２で減圧される。減圧された冷媒は、第３配管３０３を通って室外熱交換器３４に達する。室外熱交換器３４では、室外空気との熱交換により冷媒が蒸発し、この冷媒は、第４配管３０４を流れて四方弁４１から圧縮機２６の吸入口へ戻る。圧縮機２６で発生した熱（廃熱）は、圧縮機２６の外壁から熱伝導性部材２５を介して、蓄熱容器２３内の蓄熱溶液層１１に蓄積される。
【０１４５】
次に、除霜・暖房運転について説明する。前記通常暖房運転中に室外熱交換器３４に着霜が発生し、さらに着霜した霜が成長すると、室外熱交換器３４の通風抵抗が増加して風量が減少し、室外熱交換器３４内の蒸発温度が低下する。そこで、室外熱交換器３４の配管温度を検出する温度センサ（図示せず）が、非着霜時に比べて、蒸発温度が低下したことを検出すると、制御装置から通常暖房運転から除霜・暖房運転への指示が出力される。
【０１４６】
通常暖房運転から除霜・暖房運転に移行すると、第１電磁弁４３および第２電磁弁４４は開制御され、上述した通常暖房運転時の冷媒の流れに加え、圧縮機２６の吐出口から出た気相冷媒の一部は第５配管３０５および第１電磁弁４３を流れ、第３配管３０３を流れる冷媒に合流して、室外熱交換器３４を加熱し、凝縮して液相化する。その後、第４配管３０４を流れて四方弁４１およびアキュームレータ３６を介して圧縮機２６の吸入口へと戻る。
【０１４７】
また、第２配管３０２における室内熱交換器３３およびストレーナ３５の間で分流した液相冷媒の一部は、第６配管３０６および第２電磁弁４４を介して、蓄熱用熱交換器２４で蓄熱溶液層１１から吸熱することで、蒸発および気相化する。気相冷媒は、第７配管３０７を流れて、第４配管３０４を流れる冷媒に合流し、アキュームレータ３６から圧縮機２６の吸入口へ戻る。
【０１４８】
アキュームレータ３６に戻る冷媒には、室外熱交換器３４から戻る液相冷媒が含まれているが、この液相冷媒に、蓄熱用熱交換器２４から戻る高温の気相冷媒が混合されることで、液相冷媒の蒸発が促進され、アキュームレータ３６を通過して液相冷媒が圧縮機２６に戻ることが回避され、圧縮機２６の信頼性の向上を図ることができる。
【０１４９】
除霜・暖房開始時に霜の付着により氷点下となった室外熱交換器３４の温度は、圧縮機２６の吐出口から出た気相冷媒によって加熱されて、零度付近で霜が融解する。霜の融解が終わると、室外熱交換器３４の温度は再び上昇し始める。この室外熱交換器３４の温度上昇を前記温度センサで検出すれば、制御装置は除霜が完了したと判断し、当該制御装置から除霜・暖房運転から通常暖房運転への指示が出力される。
【０１５０】
このように、本実施の形態では、空気調和装置３０がヒートポンプ式であるので、暖房運転時、または、冬季に室外熱交換器３４に着霜が生じた場合であっても、冷媒バイパス路である第５配管３０５および第６配管３０６に冷媒を流して、蓄熱の回収および除霜を行うことができる。それゆ、除霜運転に並行して暖房運転を行うことができるので、例えば、冬季の寒い朝等であっても、短時間で暖房を行うことができる。また、圧縮機２６からの廃熱を有効に回収できるので、省エネルギーの運転が可能となる。
【０１５１】
さらに、蓄熱装置２０Ｃが、前記実施の形態３で説明したように、蓄熱容器２３内に蒸発防止層１３および副蒸発防止層１４が形成されているので、蓄熱溶液の過剰な蒸発を有効に防止できる（蒸発防止機能の実現）とともに、蓄熱溶液が蓄熱容器２１の外部に漏れ出したり空気層１２へ露出したりすることを抑制でき（漏出防止機能の実現）、さらに、蓄熱溶液層１１の圧力が大きく上昇しても、蒸気または遊離気体の一部が液状の蒸発防止層１３から空気層１２に抜け出るため、圧力が過剰に上昇することがなく、蓄熱溶液の圧力上昇にも十分対応することができる（圧力緩和機能の実現）。
【０１５２】
なお、本実施の形態では、空気調和装置３０がヒートポンプ式の構成となっているが、これに限定されず、ヒートポンプ式以外の構成であってもよいことはいうまでもない。また、蓄熱装置２０Ｃに代えて、前記実施の形態１または２で説明した蓄熱装置２０Ａまたは２０Ｂを備えてもよいし、本発明の範囲内である他の構成の蓄熱装置を備えてもよい。さらに、本実施の形態では、加熱源として圧縮機２６を用いているが、加熱源としては、電気ヒータ等の他の機器を用いてもよい。
【０１５３】
さらに、本実施の形態では、本発明に係る蓄熱装置２０Ａ〜２０Ｃを適用する例として空気調和装置を例示したが、もちろん本発明はこれに限定されず、空気調和装置以外でも、蓄熱装置を備える各種機器に好適に用いることができる。具体的には、例えば、冷蔵庫、給湯器、ヒートポンプ式洗濯機を挙げることができる。
【実施例】
【０１５４】
本発明について、実施例および比較例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。なお、以下の実施例および比較例における各種・評価は次に示すようにして行った。
【０１５５】
（評価項目の詳細）
［蒸発速度］
この評価項目は、蒸発防止機能を評価するものであり、１００℃における特性で評価した。具体的には、蓄熱容器内に、蓄熱溶液としてエチレングリコール３１％水溶液を充填し、その上部に蒸発防止層を２０ｍｍ積層し、１００℃乾燥器に５日間放置して、重量減少を測定した。
【０１５６】
重量減少量（Ｘｍｇ）を、蒸発防止層の断面積（Ｓｃｍ2 ）および試験期間（Ｙ日）で除算して、蒸発速度〔Ｘ／（Ｓ＊Ｙ）ｍｇ／（ｃｍ2 ・日）〕を算出した。算出値が小さいほど、蒸発防止効果が優れた材料であることを意味している。なお、蒸発速度は、蓄熱溶液を充填せずに蒸発防止層だけでも評価し、蒸発防止層を構成する材料そのものの重量減少速度も考慮して、蒸発速度の値を算出した。
【０１５７】
算出値が１以下であれば「◎」、２〜４であれば「○」、５〜６であれば「△」、７を超えれば「×」と評価した。
【０１５８】
［運搬便利性］
この評価項目は、漏出防止機能を評価するものであり、蒸発速度の評価の終了後、この時点ですでに常温であるが、蓄熱容器を４５度傾斜させ、蓄熱溶液（エチレングリコール３１％水溶液）が蒸発防止層からはみ出るかを評価した。まったくはみ出ない場合には「◎」、溶液がはみ出る量が雫程度の極めて微量であれば「○」、溶液がゆっくりであるが徐々にはみ出たれば「△」、溶液が一瞬にしてその多くがはみ出れば「×」と評価した。
【０１５９】
［対圧力性］
この評価項目は、圧力緩和機能を評価するものであり、蒸発速度の評価の終了後、蒸発防止層が、初期からどれだけ上側に移動しているかを評価した。
【０１６０】
まったく移動なしであれば「◎」、１ｍｍ前後（蒸発防止層の高さ２０ｍｍに対して５％相当）の移動であれば「○」、４±１ｍｍ程度（蒸発防止層の高さ２０ｍｍに対して１．５〜２．５％相当）の移動であれば「△」、６ｍｍ以上（蒸発防止層の高さ２０ｍｍに対して３％以上相当）の移動であれば「×」と評価した。
【０１６１】
［加工性］
この評価項目は、蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能の評価には関係しないが、蒸発防止層が簡単に形成できれば、蓄熱装置のコスト増を抑制できることから、評価を行った。具体的には、加工性は、簡単な手法および品質管理で蒸発防止層を形成できるか否かを評価した。
【０１６２】
原料材料を容器に収納し、実験のための加熱で、液漏れのない全く蒸発防止層が簡単に形成できれば「◎」、主原料材料を容器に収納し、その端面を補助となる接着材で簡単に覆うことで、液漏れの少ない蒸発防止層が形成できれば「○」、主原料材料を容器に収納し、その端面を補助となる部材で複雑な手法で覆うことで、液漏れの少ない蒸発防止層が形成できれば「△」、蒸発防止層となる原料材料を容器に収納し、複雑な手法を用いても、液漏れのない蒸発防止層が形成できないのであれば「×」と評価した。
【０１６３】
［有機酸生成量］
この評価項目も、蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能の評価には関係しないが、蒸発防止層から有機酸が生成しなければ、蓄熱溶液の品質の劣化を抑制することができ、蓄熱溶液の補充または交換を過剰に行う必要がなくなることから、蓄熱装置のコスト増を抑制できることから、評価を行った。具体的には、有機酸生成量は、ＡＳＴＭ−Ｄ２６１９に定められる試験方法に基づいて、この方法を一部改良した試験方法を採用した。
【０１６４】
まず、蒸発防止層として使用する材料１５０ｇを、脱イオン水５０ｇと銅粉３．３ｇと混合して三角フラスコに入れ、その上部に水冷管を取り付けて水温９５℃で４８時間還流試験を行なった。試験終了後、直ちに銅粉と上澄み油を分離して、水だけを取り出し、溶出した蟻酸および酢酸の濃度を分析した。蟻酸および酢酸の合計濃度が、１０ｐｐｍ未満であれば極微量と判断して「◎」、１０〜４０ｐｐｍ未満の範囲内であれば微量と判断して「○」、４０〜１００ｐｐｍ未満の範囲内であれば中量と判断して「△」、１００ｐｐｍ以上であれば多量と判断して「×」と評価した。
【０１６５】
［総合判定］
総合判定は、前記蒸発速度、運搬便利性、対圧力性、加工性および有機酸生成量の各評価項目を総合的に評価した。
【０１６６】
各評価項目いずれも◎または○であり、△および×がなければ、総合判定を「◎」として評価した。また、各評価項目のいずれも○であり、◎、△および×がなければ、総合判定を「○」として評価した。また、各評価項目のうち１個でも△があれば、他に◎と○があっても、総合判定を「△」として評価した。また、各評価項目のうち１個でも×があれば、他に◎、○または△があっても、総合判定を「×」として評価した。
【０１６７】
（結晶性ポリα−オレフィンの製造）
特許文献４に開示される製造方法を用いて、炭素数が１６〜４４のα−オレフィン単量体のいずれかを使用して重合することにより、２種類の結晶性ポリα−オレフィンＡおよび結晶性ポリα−オレフィンＢを製造した。以下の実施例では、これらいずれかの結晶性ポリα−オレフィンを蒸発防止層として用いた。
【０１６８】
（実施例１）
蓄熱容器内に、蓄熱溶液であるエチレングリコール３１％水溶液により蓄熱溶液層を形成し、当該蓄熱溶液層の上に、結晶性ポリα−オレフィンＡ（融点６０℃、△Ｈ＝１２０Ｊ／ｇ、密度０．９０ｇ／ｃｍ3 ）を積層して蒸発防止層を形成し、前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１６９】
（実施例２）
蒸発防止層として、結晶性ポリα−オレフィンＢ（融点４０℃、△Ｈ＝８０Ｊ／ｇ、密度０．９０ｇ／ｃｍ3 )を使用しこれを、蓄熱溶液層に積層した以外は、前記実施例１と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７０】
（実施例３）
蓄熱容器内に、蓄熱溶液であるエチレングリコール３１％水溶液で蓄熱溶液層を形成し、当該蓄熱溶液層の上に、副蒸発防止層として、炭素数２４〜４４のポリα−オレフィンからなる炭化水素系オイルＡ（密度０．８３、流動点−５０℃）と、蒸発防止層として、前記実施例１で用いた結晶性ポリα−オレフィンＡを混合積層して前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７１】
（実施例４）
副蒸発防止層として、炭素数２４〜４６の鉱油からなる炭化水素系オイルＢ（密度０．８７、流動点−２５℃）を使用しこれを、前記実施例１で用いた結晶性ポリα−オレフィンＡからなる蒸発防止層の上部にさらに混合積層し、これらを蓄熱溶液層に積層した以外は、前記実施例３と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７２】
（実施例５）
蒸発防止層として、前記実施例２で用いた結晶性ポリα−オレフィンＢを使用しこれの上部に、炭素数２４〜４６の鉱油からなる炭化水素系オイルＢからなる副蒸発防止層に混合積層し、これら１式を蓄熱溶液層に積層した以外は、前記実施例４と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７３】
（比較例１）
蒸発防止層として、前記実施例３において副蒸発防止層として用いた炭化水素系オイルＡだけを使用し、これを蓄熱溶液層の上に積層した以外は、前記実施例１と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７４】
（比較例２）
蒸発防止層として、前記実施例４において副蒸発防止層として用いた炭化水素系オイルＢだけを使用し、これを蓄熱溶液層の上に積層した以外は、前記実施例１と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７５】
（比較例３）
蒸発防止層として、流動パラフィン（常温で無色の液体、非揮発性）だけを使用し、これを蓄熱溶液層の上に積層した以外は、前記実施例１と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７６】
（比較例４）
蒸発防止層として、固形パラフィン（常温で無色の固体、非揮発性）だけを使用し、これを蓄熱溶液層の上に積層した以外は、前記実施例１と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７７】
（比較例５）
蒸発防止層として、シリコーンオイルだけを使用し、これを蓄熱溶液層の上に積層した以外は、前記実施例１と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７８】
（比較例６）
蒸発防止層として、油脂（常温で液体）だけを使用し、これを蓄熱溶液層の上に積層した以外は、前記実施例１と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１７９】
（比較例７）
蒸発防止層として、厚み１ｍｍのポリエチレン樹脂だけを使用し、これを蓄熱溶液層の上に積層した以外は、前記実施例１と同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１８０】
【表１】
0005680382.tif 000002
【０１８１】
表１に示すように、本発明における蒸発防止層、あるいは、蒸発防止層および副蒸発防止層が形成されれば、蒸発速度は○以上で、その他の評価項目も○以上となっていることから、蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能をいずれも有効に実現でき、かつ、蓄熱装置のコスト増を回避できることがわかる。一方、比較例で使用した一般的な液体の蒸発防止層または固体の蒸発防止層では、特定の評価項目については優れた結果が得られるものの、評価の低い項目も含まれるため、蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能の全てを実現できないことが明らかとなった。
【０１８２】
本発明の効果判定は、代表的な結晶性ポリα−オレフィンを用いた蓄熱装置で行なったが、前述の実施形態１〜３に記載した種々の実施例において同様の優れた効果が得られた。また、前述の実施形態１〜３に記載した種々の蓄熱装置の実施例を、実施形態４に記載した空気調和装置に応用すると、除霜運転に並行して暖房運転を行うことができるので、例えば、冬季の寒い朝等であっても、短時間で暖房を行うことができる。また、圧縮機２６からの廃熱を有効に回収できるので、省エネルギーの運転が可能となる。
【０１８３】
なお、本発明は前記各実施の形態や実施例の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明は、蓄熱装置および空気調和装置に好適に利用できるだけでなく、冷蔵庫、給湯器、ヒートポンプ式洗濯機等にも有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１８５】
１１    蓄熱溶液層
１２    空気層
１３    蒸発防止層
１４    副蒸発防止層
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ    蓄熱装置
２１，２３    蓄熱容器
２２，２４    蓄熱用熱交換器
２５    熱伝導性部材
２６    圧縮機（加熱源、加熱器）
２１４，２３４    通気孔
【図１】
0005680382.tif 000003
【図２】
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【図３】
0005680382.tif 000005
【図４】
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【図５】
0005680382.tif 000007
【図６】
0005680382.tif 000008