(57)【要約】  流体加熱装置は、作動流体を収容する加圧室と、前記加圧室内に配置された蓄熱部とを備える。前記蓄熱部は、前記作動流体に加えられた圧力を受けて熱を発生する蓄熱部材を含む。この流体加熱装置は作動効率を向上できる。
2020021928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を収容する加圧室と、
前記加圧室内に配置された蓄熱部と、
を備え、
前記蓄熱部は、前記作動流体に加えられた圧力を受けて熱を発する蓄熱部材を含み、
前記発した熱が前記作動流体に与えられる、流体加熱装置。
【請求項２】
前記作動流体に圧力を加える加圧装置を更に備える、請求項１に記載の流体加熱装置。
【請求項３】
前記蓄熱部材は、前記作動流体から熱を吸収する、請求項１又は２に記載の流体加熱装置。
【請求項４】
前記作動流体は、燃焼装置に供給される燃料を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項５】
前記蓄熱部材は五酸化三チタンを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項６】
前記蓄熱部材は置換型五酸化三チタンを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項７】
内部に前記加圧室を形成する中空部材を更に備え、
前記蓄熱部は、前記中空部材の内周面に形成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項８】
前記蓄熱部材は塊状である、請求項１から７のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項９】
前記蓄熱部は複数の前記蓄熱部材を含み、
前記複数の蓄熱部材の各々は粒状である、請求項１から８のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項１０】
前記蓄熱部材は網目状である、請求項１から９のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項１１】
前記蓄熱部材は多孔質部材である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項１２】
前記蓄熱部材は前記加圧室内を移動可能である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項１３】
前記加圧室はコモンレールを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の流体加熱装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の流体加熱装置と、
前記作動流体が供給される内燃機関と、
を備える、原動機システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の原動機システムを備える移動体。
【請求項１６】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の流体加熱装置を備え、
前記作動流体は作動油である、油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体加熱装置、原動機システム、移動体、及び油圧システムに関する。詳細には、作動流体に熱を加えるための流体加熱装置、この流体加熱装置を備える原動機システム、この原動機システムを備える移動体、及びこの流体加熱装置を備える油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンなどに供給するための燃料を加熱する加熱システムにおいて、熱源として潜熱蓄熱材が用いられている。【０００３】
例えば、特許文献１では、内燃機関に供給される燃料の燃料供給経路の周囲に、潜熱蓄熱材収容室を形成した潜熱蓄熱装置が記載され、潜熱蓄熱材収容室内に潜熱蓄熱材を収容することが提案されている。この潜熱蓄熱装置では、例えば内燃機関がコモンレールを含むディーゼルエンジンである場合に、潜熱蓄熱材収容室は、コモンレールの周囲に形成される。そして、この潜熱蓄熱装置では、潜熱蓄熱材の作用により、内燃機関のシリンダ内に供給される燃料を早期に昇温させ、良好なエンジン始動性を確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７５５４４号公報
【発明の概要】
【０００５】
流体加熱装置は、作動流体を収容する加圧室と、前記加圧室内に配置された蓄熱部とを備える。前記蓄熱部は、前記作動流体に加えられた圧力を受けて熱を発生する蓄熱部材を含む。
【０００６】
この流体加熱装置は作動効率を向上できる。
【０００７】
本開示の一態様に係る原動機システムは、前記流体加熱装置と、内燃機関と、を備える。
【０００８】
本開示の一態様に係る移動体は、前記原動機システムを備える。
【０００９】
本開示の一態様に係る油圧システムは、前記流体加熱装置を備える。前記流体加熱装置における前記作動流体は、作動油である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係る流体加熱装置の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態に係る流体加熱装置を備えた原動機システムの概要図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施形態に係る流体加熱装置を備えた油圧システムの概略の回路図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施形態に係る流体加熱装置の蓄熱部を含む加圧室の概略断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施形態に係る流体加熱装置の他の蓄熱部を含む加圧室の概略断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、実施形態に係る流体加熱装置のさらに他の蓄熱部を含む加圧室の概略断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、実施形態に係る流体加熱装置のさらに他の蓄熱部を含む加圧室の概略断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、実施形態に係る流体加熱装置のさらに他の蓄熱部を含む加圧室の概略断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、実施形態に係る流体加熱装置のさらに他の蓄熱部を含む加圧室の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１）概要
図１Ａは、実施形態に係る流体加熱装置１の概略図である。本実施形態に係る流体加熱装置１は、作動流体４を収容する加圧室２と、蓄熱部３とを備える。蓄熱部３は、加圧室２内に配置されている。蓄熱部３は、蓄熱部材３０を含み、蓄熱部材３０は、作動流体４に加えられた圧力を受けて熱を発生する。
【００１２】
図１Ｂは、実施形態に係る流体加熱装置１を備えた原動機システム１０の概要図である。流体加熱装置１は、内燃機関１１と共に、原動機システム１０を構成する。原動機システム１０は、例えば車両、船舶、航空機、建設機械、又は農業機械等の移動体１２に備えられる。
【００１３】
図１Ｃは、実施形態に係る流体加熱装置を備えた油圧システムの概略の回路図である。流体加熱装置１は、作動流体４を作動油４００とする油圧システム１００を構成する。
【００１４】
本実施形態に係る流体加熱装置１は、作動流体４が加圧室２内を流動するにあたって、作動流体４を介して加圧室２内に配置された蓄熱部３に対して圧力を与えることができる。蓄熱部３がこの圧力を受けることで蓄熱部３を構成する蓄熱部材３０が熱を発する。加圧室２内で作動流体４は蓄熱部３の周囲に位置して蓄熱部３に当接する。したがって、流体加熱装置１では、蓄熱部３から発せられる熱を作動流体４に与えることができる。これにより、流体加熱装置１では、作動流体４への熱伝達を向上させることで、熱損失を生じにくくさせることができる。さらにまた、流体加熱装置１では、作動流体４から蓄熱部３に効率よく圧力を加えることができるので、作動流体４の温度を低下させにくくすることができる。これにより、作動流体４の粘度を上昇させにくくして、作動流体４の流動性を向上させることができる。したがって、流体加熱装置１は、原動機及び原動機を備える原動機システム１０、並びに油圧装置などの油圧システム１００などに備えられた場合にも、作動効率を向上させ、良好な動作性を得ることができる。
【００１５】
特許文献１に記載の潜熱蓄熱装置では、過冷却状態にある潜熱蓄熱材に対して発核操作を行うことにより発熱させる必要があり、また発熱後には、冷却用に設けられた冷却水路等により、再び潜熱蓄熱材を授熱させることで過冷却状態に戻す必要がある。この場合、冷却水により、発核前の潜熱蓄熱材からの熱の一部が奪われるため、潜熱蓄熱装置の作動効率を向上させることが難しい。
【００１６】
（２）詳細
以下、本実施形態に係る流体加熱装置１、流体加熱装置１を備える原動機システム１０、原動機システム１０を備える移動体１２、及び流体加熱装置１を備える油圧システム１００について詳しく説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、以下に説明する実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。すなわち、以下の実施形態は、本開示の目的を達成できれば設計に応じて種々の変更が可能である。
【００１７】
（２−１）流体加熱装置の基本構成
まず、流体加熱装置１の基本構成について、図１Ａを参照して説明する。図１Ａに示す矢印は、作動流体４が流れる方向を示す。
【００１８】
流体加熱装置１は、加圧室２内で、作動流体４に加えられた圧力を蓄熱部３が受けることにより蓄熱部材３０で発した熱を、蓄熱部３から作動流体４に与えることが可能な装置である。
【００１９】
本実施形態の流体加熱装置１は、図１Ａに示すように、作動流体４を収容する加圧室２と、加圧装置５と、燃焼装置６と、流体供給装置７とを備えている。加圧室２内には、蓄熱部３が配置されている。蓄熱部３は、蓄熱部材３０を含み、蓄熱部材３０は、上記のとおり、作動流体４に加えられた圧力を受けて熱を発する。
【００２０】
加圧室２は、加圧装置５、燃焼装置６、及び流体供給装置７とは、加圧室２に含まれる複数の流路（例えば、配管）のそれぞれとで接続されている。加圧装置５は、例えば作動流体４を加圧して、加圧室２へ送り出す装置である。流体供給装置７は、例えば加圧装置５へ作動流体４を供給する装置である。加圧室２は、加圧装置５から加圧室２に供給された作動流体４を燃焼装置６に送り出す。燃焼装置６は、加圧室２から送り出された作動流体４を燃焼させることで熱を生成する装置である。
【００２１】
なお、図１Ａでは、流体加熱装置１は、燃焼装置６及び流体供給装置７を含めて構成されているが、流体加熱装置１において、燃焼装置６及び流体供給装置７は、必須の構成ではない。燃焼装置６及び流体供給装置７、並びにその他の構成は、流体加熱装置１の構造、使用目的に応じて適宜設定すればよい。
【００２２】
次に、本実施形態に係る流体加熱装置１を構成する要素の詳細について説明する。
【００２３】
（２−２）蓄熱部
蓄熱部３は、加圧室２において、熱を蓄える機能を有する部分であり、加圧室２内に配置されている。蓄熱部３は、作動流体４に加えられた圧力を受けて熱を発する蓄熱部材３０を含む。このため、蓄熱部３は、熱を蓄える機能を有し、かつ作動流体４の圧力に応答して熱を放出する機能を有する部分であるともいえる。したがって、蓄熱部３は、蓄熱部材３０が圧力応答性を有することで、蓄熱部３の周囲にある作動流体４に熱を与えうる。
【００２４】
蓄熱部３を構成する蓄熱部材３０は、外場応答性、特に圧力応答性を有しうる。そのため、蓄熱部材３０が圧力を受けることにより、蓄熱部材３０は、蓄えている熱を周囲に放出する。そのため、蓄熱部３は、その周囲にある作動流体４等の部材に熱を与えることができる。これにより、作動流体４は、加圧された状態で加圧室２内へ供給されると、作動流体４は、蓄熱部３に対し圧力を与える一方、蓄熱部材３０は作動流体４から所定の圧力を受けることで作動流体４に対し熱を与えることができる。なお、ここでは、外場応答性とは、光、圧力、又は電流などの外部から与えられる外的刺激に応じてその物性及び構造等が変化する性質をいう。外場応答性は、例えば圧力応答性、熱応答性、電場応答性及び光応答性等を含む。
【００２５】
蓄熱部３は、蓄熱部材３０のみを含んでもよく、蓄熱部材３０と蓄熱部材３０以外の材料をさらに含んでもよい。すなわち、蓄熱部３は、蓄熱部材３０のみから構成されていてもよいし、蓄熱部材３０と蓄熱部材３０以外の材料とから構成されていてもよい。蓄熱部材３０以外の材料は、蓄熱部３が圧力に応答して発熱するように構成されている限り、特に限定されない。
【００２６】
（２−２−１）蓄熱部材
蓄熱部材３０は、上記の通り、作動流体４に加えられた圧力を受けて熱を発する機能を有する。蓄熱部材３０は、作動流体４から熱を吸収することも好ましい。この場合、流体加熱装置１は、作動流体４からの熱を吸収し、かつ作動流体４による圧力を受けることにより蓄熱部材３０が熱を発しうる。作動流体４による圧力は、例えば加圧装置５から作動流体４に与えられる圧力、作動流体４そのものに内在する圧力、あるいは作動流体４の流動により生ずる流動圧力等が挙げられる。そのため、流体加熱装置１は、作動流体４の熱と圧力とを利用して蓄熱と放熱とを繰り返しうる。そのため、蓄熱部材３０は、作動流体４への熱伝達を向上させ、作動流体４の流動性をより向上させうる。すなわち、本実施形態では、作動流体４が温度の低下を生じにくくして高温を維持したままで流動しうるので、蓄熱部材３０は、作動流体４の有する熱を吸収して、再度熱を蓄えることができる。このため、流体加熱装置１は、作動効率を向上でき、より良好な動作性を維持することができる。
【００２７】
本実施形態に係る蓄熱部材３０の、より具体的な構成について、説明する。
【００２８】
蓄熱部材３０は、相転移を生じる物質よりなる成分を含有することが好ましい。相転移とは、その物質の温度を変化させることなく、物質の系の内部エネルギーを変化させる現象である。相転移を誘起する要素は、例えば熱、圧力、光、又は電流等といった外部から与えられる外的刺激すなわち外場である。したがって、蓄熱部材３０は、外場応答性を有する物質よりなる成分を含有することが好ましい。
【００２９】
本実施形態においては、蓄熱部材３０は、熱を吸収することにより相転移し、蓄熱することができ、かつ圧力を受けることにより相転移し、放熱することができる物質を含有する。言い換えれば、本実施形態の蓄熱部材３０は、熱応答性及び圧力応答性を有する。
【００３０】
相転移とは、例えば、液体から気体、気体から液体（気相−液相間）、あるいは固体から液体、液体から固体（液相−固相間）、あるいは気体から固体、固体から気体（気相−固相間）、といったように異なる相間で状態変化を起こす相転移を含み、状態変化を起こさない同一相間（例えば、固相−固相間）での相転移を含む。特に、本実施形態の蓄熱部材３０は、固相−固相間での相転移を生じる物質を含むことが好ましい。固相−固相間での相転移を生じる物質は、例えば有機化合物、無機化合物、又は合金等であってもよいが、本実施形態では、蓄熱部材３０は、五酸化三チタン及び置換型五酸化三チタンからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含むことが好ましい。すなわち、蓄熱部材３０は、五酸化三チタンのみを含んでいてもよく、置換型五酸化三チタンのみを含んでいてもよく、又は五酸化三チタンと置換型五酸化三チタンの両方を含んでいてもよい。五酸化三チタン及び置換型五酸化三チタンについては、以下で詳しく説明する。
【００３１】
（五酸化三チタンについて）
蓄熱部材３０は、五酸化三チタンを含むことが好ましい。五酸化三チタンは、チタンを含む酸化物の一種であり、Ｔｉ３Ｏ５の組成を有し、Ｔｉ３Ｏ５中のＴｉ原子がＴｉ以外の原子で置換されていない無置換型の五酸化三チタンのことを表す。五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）は、相転移によって吸熱し、結晶構造が変化する。五酸化三チタンの結晶構造の種類として、β型の結晶構造を有するβ−五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５ともいう）、λ型の結晶構造を有するλ−五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５ともいう）、α型の結晶構造を有するα−五酸化三チタン（α−Ｔｉ３Ｏ５ともいう）等がある。β−Ｔｉ３Ｏ５は非磁性の半導体であり、λ−Ｔｉ３Ｏ５及びα−Ｔｉ３Ｏ５は常磁性の導電体である。β−Ｔｉ３Ｏ５は、加熱されるとλ−Ｔｉ３Ｏ５に相転移する。この場合の相転移を起こす相転移温度は約１９０℃である。すなわち、β−五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）は、加熱によってλ−五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）に相転移することに伴い熱を吸収する。より詳細には、五酸化三チタンにおいて、β−Ｔｉ３Ｏ５は、（ｉ）加熱されることでλ−Ｔｉ３Ｏ５に相転移して、更に加熱されることでα−Ｔｉ３Ｏ５に相転移する場合と、（ｉｉ）加熱されることでλ−Ｔｉ３Ｏ５に相転移することなく直接α−Ｔｉ３Ｏ５に相転移する場合とがある。換言すると、五酸化三チタンは、（ｉ）β−Ｔｉ３Ｏ５がλ−Ｔｉ３Ｏ５に相転移する相転移温度と、このλ−Ｔｉ３Ｏ５がα−Ｔｉ３Ｏ５へ相転移する相転移温度とを有する場合と、（ｉｉ）β−Ｔｉ３Ｏ５が直接α−Ｔｉ３Ｏ５へ相転移する相転移温度を有する場合とがある。
【００３２】
このため、蓄熱部材３０が五酸化三チタンを含む場合、蓄熱部材３０は、例えば蓄熱状態にあるλ−五酸化三チタンが作動流体４から圧力を受けて、β−五酸化三チタンに相転移する際に熱を発して放出する。これにより、蓄熱部材３０は作動流体４に熱を与える。また、高圧状態にある作動流体４の温度がβ−五酸化三チタンの相転移温度よりも高い温度にある場合、β−五酸化三チタンは、作動流体４の熱を吸収して、λー五酸化三チタンに相転移する。そのため、流体加熱装置１における蓄熱部３の蓄熱部材３０に五酸化三チタンを含むと、作動流体４の圧力及び温度に応じて熱を蓄えたり熱を発したりしうる。
【００３３】
このように、蓄熱部材３０が五酸化三チタンを含む場合、流体加熱装置１は、作動効率をより向上させることができ、更に良好な動作性を維持することができる。
【００３４】
なお、五酸化三チタンは、λ−Ｔｉ３Ｏ５のみを含むとは限らない。すなわち、五酸化三チタンは、例えば、上記のβ−Ｔｉ３Ｏ５、α−Ｔｉ３Ｏ５、及びλ−Ｔｉ３Ｏ５からなる群から選択される少なくとも一種の結晶構造を有することができる。例えば、蓄熱部材３０が、α−Ｔｉ３Ｏ５にのみ相転移するβ−Ｔｉ３Ｏ５を含む五酸化三チタンを備えてもよい。この場合、蓄熱部材３０のβ−Ｔｉ３Ｏ５がα−Ｔｉ３Ｏ５に相転移することで蓄熱部材３０がこのα−Ｔｉ３Ｏ５を含むと、五酸化三チタンは、蓄熱部３の温度の低下が生じた場合、再びβ−Ｔｉ３Ｏ５に相転移しうる。このため、五酸化三チタンは、α−Ｔｉ３Ｏ５で蓄えた熱を放出しうる。これにより、流体加熱装置１において、蓄熱部３の温度が低下しうる状況にあっても、作動流体４の温度の低下の程度を緩やかにすることができうる。そのため、作動流体４の温度を低下しにくくでき、これにより、流体加熱装置１、後述の原動機システム１０、移動体１２、及び油圧システム１００の作業効率の向上に寄与することができる。
【００３５】
（置換型五酸化三チタンについて）
蓄熱部材３０は、置換型五酸化三チタンを含むことも好ましい。置換型五酸化三チタンは、上記で説明した五酸化三チタン（無置換型の五酸化三チタン）とは区別され、五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）のＴｉの一部を、Ｔｉ以外の置換原子で置換した組成を有する。
【００３６】
置換型五酸化三チタンは、β−五酸化三チタン型の結晶構造を有することができる。以下、置換型五酸化三チタンにおける、β−五酸化三チタン型の結晶構造を有する相を、β型相ともいう。β型相の結晶構造は、詳しくは、β−五酸化三チタンのＴｉの一部を置換原子で置換した構造を有する。β型相は、非磁性の半導体である。β型相は、加熱されると吸熱しながら相転移する。すなわち、β型相は相転移温度を有する。β型相の相転移温度は、β−五酸化三チタン型がλ−五酸化三チタンに相転移する際の相転移温度よりも低い。したがって、置換型五酸化三チタンは、五酸化三チタンよりも低い相転移温度を有する。
【００３７】
置換型五酸化三チタンにおいて、（ｉ）β型相が加熱されることで、λ−五酸化三チタン型の結晶構造を有する相（λ型相）に相転移して、更に加熱されることでαー五酸化三チタン型の結晶構造を有する相（α型相）に相転移する場合と、（ｉｉ）β型相が加熱されることでα−五酸化三チタン型の結晶構造を有する相（α型相）に相転移する場合とがある。換言すると、置換型五酸化三チタンは、（ｉ）β型相がλ型相へ相転移する相転移温度と、このλ型相がα型相へ相転移する相転移温度とを有する場合と、（ｉｉ）β型相が直接α型相へ相転移する相転移温度を有する場合とがある。置換型五酸化三チタンは、いずれの相転移温度も、五酸化三チタンの相転移温度より低くなりうる。なお、λ型相の結晶構造は、詳しくは、λ−五酸化三チタンのＴｉの一部を置換原子で置換した構造を有する。α型相の結晶構造は、詳しくは、α−五酸化三チタンのＴｉの一部を置換原子で置換した構造を有する。λ型相とα型相とは、いずれも常磁性の導電体である。なお、本明細書では、説明の便宜上、β型相がλ型相へ相転移する場合のβ型相をβ１型相、β型相がλ型相に相転移することなく、α型相へ直接相転移する相転移温度を有し、かつこのα型相がβ型相に直接相転移する相転移温度を有する場合のβ型相をβ２型相という。
【００３８】
置換型五酸化三チタンにおける、置換原子は、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｓｃ，及びＹからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００３９】
置換型五酸化三チタンは、加熱されることで相転移する際に熱を吸収する特性を有する。置換型五酸化三チタンの吸熱量は、置換原子の種類及び割合を調整することにより、調整可能である。なお、置換型五酸化三チタンの結晶構造は、例えばＸ線回折法（ＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ））により、確認することができる。置換型五酸化三チタンの相転移温度、及び吸熱量といった熱的特性は、例えば示差走査熱量測定（ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ））により、確認することができる。なお、各置換原子を含む置換型五酸化三チタンの相転移温度は、置換原子の置換割合によって異なるが、いずれも五酸化三チタンの相転移温度（約１９０℃）よりも低い温度である。置換型五酸化三チタンは、相転移する際に、結晶構造の変化に伴い、物性が不連続に変化する。
【００４０】
置換型五酸化三チタン中のＴｉと置換原子との合計量に対する置換原子の量は、１ａｔ％（原子％）以上であることが好ましい。この場合、置換型五酸化三チタンは、より低い相転移温度を有することができる。
【００４１】
置換原子がＨｆとＳｃとのうち少なくとも一方を含むことが好ましい。Ｈｆ及びＳｃは、置換型五酸化三チタンの相転移温度を特に低減しうる。置換原子がＨｆのみを含むことも好ましく、Ｓｃのみを含むことも好ましく、Ｈｆ及びＳｃのみを含むことも好ましい。置換型五酸化三チタン中のＴｉと置換原子との合計量に対するＨｆとＳｃとの合計量は、１ａｔ％以上であることが好ましい。すなわち、置換原子がＨｆを含み、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＨｆの量が１ａｔ％以上であることが好ましい。置換原子がＳｃを含み、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＳｃの量が１ａｔ％以上であることも好ましい。置換原子がＨｆとＳｃとを両方含み、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＨｆとＳｃとの合計量が１ａｔ％以上であることも好ましい。この場合、置換型五酸化三チタンは、特に低い相転移温度を有することができる。
【００４２】
置換型五酸化三チタン中のＴｉと置換原子との合計量に対するＨｆとＳｃとの合計量は、３ａｔ％以上であればより好ましい。すなわち、置換原子がＨｆを含み、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＨｆの量が３ａｔ％以上であることがより好ましい。置換原子がＳｃを含み、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＳｃの量が３ａｔ％以上であることもより好ましい。置換原子がＨｆとＳｃとを両方含み、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＨｆとＳｃとの合計量が３ａｔ％以上であることもより好ましい。これらの場合、置換型五酸化三チタンが１００℃以下の相転移温度を有することが達成可能である。相転移温度が１００℃以下であると、例えば沸点程度まで加熱させた水を利用して置換型五酸化三チタンに熱を吸収させることが可能である。
【００４３】
置換原子がＨｆのみであり、かつ置換型五酸化三チタン中のＴｉと置換原子に対するＨｆの量が３ａｔ％以上であることが更に好ましい。置換原子がＳｃのみであり、かつ置換型五酸化三チタン中のＴｉと置換原子に対するＳｃの量が３ａｔ％以上であることも更に好ましい。
【００４４】
置換型五酸化三チタン中のＴｉと置換原子との合計量に対する置換原子の量は、１０ａｔ％以下であることが好ましい。この場合、五酸化三チタンに比べて、置換型五酸化三チタンの相転移温度をより低くでき、置換型五酸化三チタンの優れた吸熱特性を維持することができる。
【００４５】
置換原子が２種以上であってもよい。すなわち、置換型五酸化三チタンは、五酸化三チタン中のＴｉを、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｃ，Ｙ、及びＳｉから選択される２種以上の置換原子で置換した組成を有してもよい。この場合にも、置換型五酸化三チタンは、五酸化三チタンに比べてより低い相転移温度を有することができ、優れた吸熱特性を有することができる。
【００４６】
（β１型相のβ−置換型五酸化三チタンについて）
β型の置換型五酸化三チタンは、β型相（β１型相）がλ型相に相転移する相転移温度を有しうる。すなわち、置換型五酸化チタンは、β１型相とλ型相とのうち、少なくとも一方を有しうる。置換型五酸化三チタンが加熱されると、β１型相が吸熱してλ型相に相転移する。一方、β１型相がλ型相に相転移した後、置換型五酸化三チタンが単に冷却されただけでは、λ型相の結晶構造は変化せず、λ型相が維持される。また、β１型相がλ型相に相転移した後に、さらに加熱されることでα型相に相転移しうる。そして、α型相に相転移させた置換型五酸化三チタンを冷却すると、λ型相に相転移しうる。この場合、λ型相の結晶構造を有する置換型五酸化三チタンは、さらに冷却された場合であってもβ１型相に相転移せず、熱を蓄えた状態でλ型相が維持される。
【００４７】
β１型相を含む置換型五酸化三チタンは、熱応答性以外の外場応答性も有する。例えば、置換型五酸化三チタンが加熱されたβ１型相がλ型相に相転移した後、置換型五酸化三チタンが加圧されることでλ型相がβ１型相に相転移しうる。これにより生じたβ１型相は、加圧を解除した後もβ１型相のまま維持される。λ型相をβ１型相に相転移させるために要する圧力は、置換型五酸化三チタンの組成にもよるが、例えば１ＭＰａ以上３ＧＰａ以下である。外的刺激が光である場合、光はパルス光であることが好ましい。パルス光は、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザー光である。
【００４８】
β１型相を含む置換型五酸化三チタンは、例えば酸化チタンと、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｓｃ，及びＹからなる群から選択される少なくとも一種の原子を含有する成分とを混合した混合物を、水素雰囲気下で加熱する、ことで得られる。これにより、β１型相を含む置換型五酸化三チタンが得られる。
【００４９】
β１型相を含む置換型五酸化三チタンの製造方法について、詳細に説明する。
【００５０】
まず、酸化チタンと、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｓｃ，及びＹからなる群から選択される少なくとも一種の原子を含有する成分（以下、置換原子成分ともいう）を用意する。酸化チタンは、二酸化チタンであれば好ましい。二酸化チタンの結晶構造に制限はなく、二酸化チタンはルチル型、アナターゼ型、及びブルッカイト型のいずれでもよい。置換原子成分は、単体であっても化合物であってもよい。置換原子成分の例は、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム（ＩＶ））、ＨｆＳｉＯ４（ケイ酸ハフニウム（ＩＶ））、ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム（ＩＶ））、Ｓｃ２Ｏ３（酸化スカンジウム（ＩＩＩ））、Ｓｃ（ＮＯ３）３（硝酸スカンジウム）、Ｙ２Ｏ３（酸化イットリウム（ＩＩＩ））、ＹＮ（窒化イットリウム）、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）、及びＳｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）を含む。二酸化チタン、及び置換原子成分の量は、置換型五酸化三チタン中のチタン原子と置換原子との比率に応じて調整される。
【００５１】
次に、例えば二酸化チタンの粉末と置換原子成分の粉末とを混合して得られた混合物を調製する。混合物は、例えばペレット状とすることが好ましい。この混合物を電気炉などの焼成炉に入れ、高温の水素ガス雰囲気下で、加熱することで、置換型五酸化三チタンが得られる。より具体的には、例えば混合物を、水素ガス、あるいは不活性ガスと水素ガスの混合ガスで満たされた焼成炉内で加熱する。不活性ガスは、例えば窒素ガスである。加熱する際の焼成炉内の温度は、例えば１２００℃以上１６００℃以下、加熱時間は、例えば１時間以上２４時間以下である。この製造方法により、β１型相を有する置換型五酸化三チタンを製造できる。置換型五酸化三チタンが、β１型相を含むことは、置換型五酸化三チタンのＸ線回折パターンと、五酸化三チタンのＸ線回折パターンとを比較することにより確認できる。この置換型五酸化三チタンは、λ型相も含む場合がありうるが、置換型五酸化三チタンに外的刺激、例えば油圧プレス機などで機械的圧力を与えることにより、λ型相をβ１型相に相転移させることができる。
【００５２】
この製造方法では、例えば置換原子がＨｆである場合、置換型五酸化三チタン中のＴｉと置換原子との合計量に対する置換原子の量（以下、置換割合ともいう）が０より大きく１０ａｔ％未満の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＺｒである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＳｉである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＳｃである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％未満の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＹである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。また、この製造方法では、置換原子がＨｆ及びＺｒである場合、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＨｆ及びＺｒの各々の割合が０より大きく３ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＨｆ及びＳｉである場合、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＨｆ及びＳｉの各々の割合が０より大きく３ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＳｃ及びＹである場合、Ｔｉと置換原子との合計量に対するＳｃ及びＹの各々の割合が０より大きく１．５ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。なお、置換原子、置換原子の組合せ、及び置換割合の設定はこれらに限られず、目的の置換型五酸化三チタンの組成に応じて適宜調整すればよい。
【００５３】
また、β１型相を含む置換型五酸化三チタンは、上記の方法以外にも、酸化チタンと、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｓｃ，及びＹからなる群から選択される少なくとも一種の原子を含有する成分とを混合した混合物を、不活性ガス雰囲気下でアーク放電に曝露することにより、作製することができる。この場合、β１型相とλ型相とを含む置換型五酸化三チタンが得られる。置換型五酸化三チタンが、β１型相とλ型相とを含むことは、置換型五酸化三チタンのＸ線回折パターンと五酸化三チタンのＸ線回折パターンとを比較することにより確認できる。この製造方法では、酸化チタンと、置換原子成分を含む混合物中に、更に金属チタンを配合することも好ましい。混合物が金属チタンを含む場合、後述するアーク放電を発生しやすくすることができる。
【００５４】
具体的には、例えば、まず二酸化チタンと、置換原子成分と、金属チタンと、を用意する。二酸化チタン、及び置換原子成分は、上記で説明した成分と同じであってよい。金属チタン、二酸化チタン及び置換原子成分の量は、置換型五酸化三チタン中のチタン原子と置換原子との比率に応じて調整することができる。例えば、二酸化チタンの粉末と、置換原子成分の粉末と、金属チタンの粉末とを混合し、混合物を調製する。混合物は、例えばペレット状とすることが好ましい。この混合物を、例えばアーク炉（アーク焼結炉）に入れ、不活性ガス雰囲気下でアーク放電に曝露することで溶融させる。不活性ガスは、例えばアルゴンガスである。続いて、アーク放電に曝露した混合物を水冷などで急速に冷やすことで、λ型相とβ１型相とを含む置換型五酸化三チタンが得られる。
【００５５】
この製造方法では、例えば置換原子がＨｆである場合、置換割合が１０ａｔ％以上の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＳｃである場合、置換割合が３ａｔ％以上の置換型五酸化三チタンが得られる。なお、これらの置換原子及び置換割合は、一例として示しており、これらに限定されない。
【００５６】
（β２型相のβ−置換型五酸化三チタンについて）
β型の置換型五酸化三チタンは、上記のとおり、β型相（β２型相）がα型相に相転移する相転移温度を有しうる。すなわち、本実施形態に係る置換型五酸化チタンは、β２型相とα型相とのうち、少なくとも一方を有する。
【００５７】
置換型五酸化三チタンが加熱されると、β２型相が熱を吸収してα型相に相転移する。また、β２型相がα型相に相転移した後、置換型五酸化三チタンが冷却されると、α型相が熱を放出してβ２型相に相転移する。すなわち、本実施形態に係る置換型五酸化三チタンは、β２型相がα型相に相転移する相転移温度だけでなく、α型相がβ２型相に相転移する相転移温度も有する。
【００５８】
β２型相を含む置換型五酸化三チタンは、五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）のＴｉの一部を、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｃ，及びＹからなる群から選択される少なくとも一種からなる置換原子で置換した組成を有することが好ましい。この場合、置換型五酸化三チタンは、低い相転移温度を有し、優れた吸放熱特性を有することができる。
【００５９】
β２型相を含む置換型五酸化三チタンの製造方法について説明する。
【００６０】
本実施形態に係る置換型五酸化三チタンは、酸化チタンと、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｓｃ，及びＹからなる群から選択される少なくとも一種の原子を含有する成分とを混合して得られた混合物を、不活性ガス雰囲気下でアーク放電に曝露することで得られる。この場合、β２型相を含む置換型五酸化三チタンが得られる。置換型五酸化三チタンが、β２型相を含むことは、置換型五酸化三チタンのＸ線回折パターンと五酸化三チタンのＸ線回折パターンとを比較することにより確認できる。
【００６１】
置換型五酸化三チタンの製造にあたっては、酸化チタンと、置換原子成分を含む混合物中に、更に金属チタンを配合することも好ましい。混合物が金属チタンを含む場合、混合物の導電性の向上により、アーク放電を発生しやすくすることができる。このため、β２型相を含む置換型五酸化酸チタンの製造効率が向上しうる。また、この場合、金属チタンと二酸化チタンとの配合量を適宜調整することで、目的とする組成を有するβ２型相を含む置換型五酸化三チタンの構造を得やすい。
【００６２】
β２型相を含む置換型五酸化三チタンは、具体的には、例えば次のように製造できる。まず、二酸化チタンと、置換原子成分と、金属チタンとを用意する。二酸化チタン、及び置換原子成分は、上記の「β１型相のβ−置換型五酸化三チタンについて」で説明した成分と同じであってよい。金属チタン、二酸化チタン、及び置換原子成分の量は、置換型五酸化三チタン中のチタン原子と置換原子との比率に応じて調整することができる。次に、例えば二酸化チタンの粉末と、置換原子成分の粉末と、金属チタンの粉末とを混合し、混合物を調製する。混合物は、例えばペレット状とすることが好ましい。この混合物を、例えばアーク炉（アーク焼結炉）に入れ、不活性ガス雰囲気下でアーク放電に曝露することで溶融させる。不活性ガスは、例えばアルゴンガスである。続いて、アーク放電に曝露した混合物を水冷などで急速に冷やすことで、β２型相を有する置換型五酸化三チタンが得られる。
【００６３】
この製造方法では、例えば、置換原子がＨｆである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％未満の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＺｒである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＳｉである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＳｃである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％未満の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＹである場合、置換割合が０より大きく３ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。また、置換原子がＨｆ及びＺｒである場合、Ｔｉと置換原子の合計量に対するＨｆ及びＺｒの各々の割合が０より大きく１．５ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＨｆ及びＳｉである場合、Ｔｉと置換原子の合計量に対するＨｆ及びＳｉの各々の割合が０より大きく１．５ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。置換原子がＳｃ及びＹである場合、Ｔｉと置換原子の合計量に対するＳｃ及びＹの各々の割合が０より大きく１．５ａｔ％以下の置換型五酸化三チタンが得られる。なお、置換原子、置換原子の組合せ、置換割合の設定はこれらに限られず、目的の置換型五酸化三チタンの組成に応じて適宜調整すればよい。
【００６４】
（β１型相及び２型相を含むβ−置換型五酸化三チタン）
置換型五酸化三チタンは、β型相（β１型相）がλ型相に相転移する相転移温度Ｔ１と、β型相（β２型相）がα型相に相転移する相転移温度Ｔ２とを有しうる。β２型相とα型相とは、熱に応答して可逆的に相転移するため、本実施形態に係る置換型五酸化三チタンは、α型相がβ型相（β２型相）に相転移する相転移温度Ｔ３も有する。すなわち、本実施形態に係る置換型五酸化チタンは、β１型相とλ型相とのうち少なくとも一方と、β２型相とα型相とのうち少なくとも一方とを有する。
【００６５】
β１型相とβ２型相とを含む置換型五酸化チタンにおける三種類の相転移温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の間には、例えばＴ３＜Ｔ１＜Ｔ２の関係が成立しうる。この場合、置換型五酸化三チタンが加熱されると、まず相転移温度Ｔ１においてβ１型相がλ型相に相転移し、更に加熱されると相転移温度Ｔ２においてβ２型相がα型相に相転移する。続いて、置換型五酸化チタンが冷却されると、相転移温度Ｔ３においてα型相がβ２相に相転移するが、λ型相は相転移せずに維持される。このように冷却後の置換型五酸化チタンにλ型相が存在することは、置換型五酸化チタンが加熱されてその温度が相転移温度Ｔ１、Ｔ２を順次超えた場合、その熱履歴が冷却後も置換型五酸化チタンに記憶されることを意味する。
【００６６】
このように、蓄熱部材３０が、置換型五酸化三チタンを含む場合、作動流体４への熱伝達を向上させやすく、熱損失を生じにくくすることができる。そのため、蓄熱部材３０は、作動流体４の流動性を特に向上させることに寄与する。特に、置換型五酸化三チタンは、上記の通り、約１９０℃よりも低い温度で相転移しうるため、蓄熱部材３０が置換型五酸化三チタンを含む場合には、流体加熱装置１は、低い温度であっても蓄熱部３が熱を蓄えることが可能である。そのため、流体加熱装置１は、比較的低い温度でも動作させることができる。すなわち、この場合、蓄熱部３は、加圧された状態にある作動流体４との間で容易に発熱と吸熱とを繰り返すことができるため、作動流体４の良好な流動性を維持することができる。これにより、流体加熱装置１の動作性を良好な状態に維持することができる。
【００６７】
なお、置換型五酸化三チタンは、上記のβ型相、α型相、及びλ型相からなる群から選択される少なくとも一種の結晶構造を有することができる。そのため、例えば、蓄熱部材３０がβ２型相を含む置換型五酸化三チタンを備える場合、β２型相がα型相に相転移することで蓄熱部材３０がこのα型相を含むと、蓄熱部３の温度が低下すると置換型五酸化三チタンは、再びβ２型相に相転移しうる。そのため、置換型五酸化三チタンは、α型相で蓄えた熱を放出しうる。これにより、流体加熱装置１において、蓄熱部３の温度が低下しうる状況にあっても、作動流体４の温度の低下の程度を緩やかにすることができうる。そのため、作動流体４の温度を低下しにくくでき、これにより、流体加熱装置１、後述の原動機システム１０、移動体１２、及び油圧システム１００の作業効率の向上に寄与することができる。
【００６８】
（２−２−２）蓄熱部及び蓄熱部材の形状
本実施形態に係る蓄熱部３及び蓄熱部材３０の形状等について以下に説明する。
【００６９】
図２Ａは、蓄熱部材３０を含む蓄熱部３を含む加圧室２の概略断面図である。蓄熱部３は、後述の加圧室２を形成する中空部材の内周面２ａに形成されている。蓄熱部３すなわち蓄熱部材３０は、加圧室２を含む中空部材の内周面２ａの少なくとも一部に設けられていればよく、例えば加圧室２を含む中空部材の内周面２ａの全面に設けられていてもよい。図２Ａでは、蓄熱部３は、蓄熱部材３０が加圧室２を含む中空部材の内周面２ａ全面を覆うように形成されており、中空部３０ａを有する管形状を有する。作動流体４は中空部３０ａを流れる。この場合、加圧室２は、作動流体４からの圧力を受けやすくなり、作動流体４への熱伝達を向上させることができる。
【００７０】
図２Ｂは、図２Ａに示す蓄熱部材３０の代わりに蓄熱部材３１を含む蓄熱部３を含む加圧室２の概略断面図である。図２Ｂにおいて、図２Ａに示す加圧室２と同じ部分には同じ参照番号を付す。蓄熱部材３１は塊状である。すなわち、蓄熱部３は、塊状蓄熱部材３１で構成されていてもよい。この場合も、加圧室２は、作動流体４からの圧力を受けやすくすることができ、作動流体４への熱伝達を向上させることができる。塊状蓄熱部材３１は、長さ及び外径を有している。ここで、蓄熱部材３１が「塊状」であるとは、塊状蓄熱部材３１は、後述の粒状蓄熱部材３２とは区別される。塊状蓄熱部材３１は、例えば塊状蓄熱部材３１の長さ及び外径で規定される寸法が、加圧室２の内径よりも小さいか、又は同程度とすることができる。塊状蓄熱部材３１の外径又は長さが、加圧室２の内径よりも小さく形成されている場合には、塊状蓄熱部材３１は、図２Ｂに示す矢印で示すように、作動流体４の流れに伴って加圧室２内を移動することができる。このため、塊状蓄熱部材３１は、作動流体４からの圧力をより受けやすくなり、発熱の効率を向上させることができる。図２Ｂでは、塊状蓄熱部材３１は、円柱型の塊状に形成されているが、これに限定されない。例えば、塊状蓄熱部材３１は、球型、あるいは多角形状の塊状であってもよい。
【００７１】
図２Ｃは、図２Ａに示す蓄熱部材３０の代わりに蓄熱部材３２を含む蓄熱部３を含む加圧室２の概略断面図である。図２Ｃにおいて、図２Ａに示す加圧室２と同じ部分には同じ参照番号を付す。蓄熱部３は、複数の粒状蓄熱部材３２で構成されている。この場合、蓄熱部３は、複数の粒状蓄熱部材３２で構成されることで、蓄熱部３における蓄熱部材３２と作動流体４との接触可能な面積が増加しうる。これにより、蓄熱部３は、作動流体４からの圧力をより受けやすくなる。そのため、作動流体４への熱伝達をより向上させることができる。ここで、蓄熱部材３２が「粒状」であるとは、蓄熱部材が複数の蓄熱部材３２からなり、かつこれらの複数の蓄熱部材の相対的な位置関係が適宜変化する、ことを指す。複数の粒状蓄熱部材３２の最小粒子径は、例えば後述のコモンレール２０の供給口及び排出口の口径よりも大きければよい。粒状蓄熱部材３２の最小粒子径は、例えば、６００μｍ以上である。なお、粒状蓄熱部材３２の最小粒子径は、レーザー回折・散乱法で測定される粒度分布から求められる。また、粒状蓄熱部材３２は、作動流体４が通過可能な空隙を有していてもよい。空隙は、例えば後述の多孔質状蓄熱部材３４のように、多孔質状であってもよい。なお、粒状蓄熱部材３２の空隙の寸法は、特に制限されない。
【００７２】
図２Ｄは、図２Ａに示す蓄熱部材３０の代わりに蓄熱部材３３を含む蓄熱部３を含む加圧室２の概略断面図である。図２Ｄにおいて、図２Ａに示す加圧室２と同じ部分には同じ参照番号を付す。蓄熱部３は、網目状蓄熱部材３３から構成されている。この場合も、蓄熱部３と作動流体４とが接触する面積が増加するため、蓄熱部３は、作動流体４からの圧力をより受けやすくすることができる。そのため、作動流体４への熱伝達を向上させることができる。網目状蓄熱部材３３の網目は、図２Ｄに示すように、例えば作動流体４の流れる方向に沿って設けることができる。なお、図２Ｄでは、網目状蓄熱部材３３の外周面は、加圧室２の内周面に沿うように配置されて固定されているが、網目状蓄熱部材３３は、加圧室２内を移動可能に配置されていてもよい。また、網目状蓄熱部材３３の寸法、及びその網目の寸法、並びに網目の数は、特に制限されず、作動流体４が流れるように、適宜設定すればよい。
【００７３】
図２Ｅは、図２Ａに示す蓄熱部材３０の代わりに蓄熱部材３４を含む蓄熱部３を含む加圧室２の概略断面図である。図２Ｅにおいて、図２Ａに示す加圧室２と同じ部分には同じ参照番号を付す。蓄熱部３は、多孔質状蓄熱部材３４で構成されている。蓄熱部３と作動流体４とが接触する面積が増加するため、蓄熱部３は、作動流体４からの圧力をより受けやすくすることができる。そのため、作動流体４への熱伝達を向上させることができる。
【００７４】
上記の説明では、それぞれ単独で用いる場合を説明したが、蓄熱部３の形状、及び蓄熱部３を構成する蓄熱部材３０の形状は、これに限られない。例えば、上記で説明した蓄熱部材３０の種々の形状を組み合わせて、異なる形状を有する複数の蓄熱部材３０から蓄熱部３を構成してもよい。例えば、図２Ｆは、図２Ａに示す蓄熱部材３０の代わりに蓄熱部材３３、３４を含む蓄熱部３を含む加圧室２の概略断面図である。図２Ｆにおいて、図２Ａに示す加圧室２と同じ部分には同じ参照番号を付す。図２Ｆに示すように、網目状蓄熱部材３３と、多孔質状蓄熱部材３４とを組み合わせて蓄熱部３を構成してもよい。あるいは、異なる形状を有する複数の蓄熱部材３０から蓄熱部３を構成するにあたっては、図２Ｆのように接触させていなくてもよく、各々の蓄熱部材３０を離れた箇所に位置に配置して蓄熱部３を構成してもよい。また、加圧室２において、後述のコモンレール２０と流路２１とで、同じ形状の蓄熱部材３０から蓄熱部３を構成してもよいし、異なる形状の蓄熱部材３０から蓄熱部３を構成してもよい。言い換えれば、コモンレール２０と流路２１とでは異なる蓄熱部材３０から構成された各々の蓄熱部３が配置されていてもよい。
【００７５】
なお、図２Ｄから図２Ｆでは、加圧室２が円筒形状で形成されており、蓄熱部３は、加圧室２の円筒の内周面２ａに沿った円周を有する円柱型の形状を有するように構成されているが、これに限定されず、作動流体４が加圧室２内を流動可能に構成することができる。すなわち、蓄熱部３は、作動流体４から圧力を受けることができるように構成されていればよい。
【００７６】
（２−３）加圧室
加圧室２は、作動流体４を収容する部分であり、加圧室２内には、蓄熱部３が配置されている。加圧室２は、例えば中空を有する中空部材の内部に形成される。この場合、中空部材は、加圧室２を含んでいる。また、この場合、蓄熱部３は、中空部材の内周面２ａに形成される。中空部材の内周面２ａは、例えば後述のコモンレール２０と作動流体４とが接する面であり、また流路２１においては、流路２１と作動流体４とが接する面である。
【００７７】
本実施形態では、加圧室２は、コモンレール２０と、一つ以上の流路２１を含む。コモンレール２０は、例えば長さを有する円筒形状で形成され、内部に空洞を有し、一つ以上の供給口及び一つ以上の排出口が形成されている。図１Ａでは、コモンレール２０には、一つの供給口２０ａと、複数の排出口２０ｂ〜２０ｅとが形成されている。コモンレール２０内の空洞は、作動流体４が流動可能な空間であり、高圧化された加圧状態の作動流体４を、排出口２０ｂ〜２０ｅから排出するまで、溜めておくことができる。すなわち、コモンレール２０は、作動流体４などの高圧流体を蓄える装置である、ともいえる。コモンレール２０は、供給口２０ａから作動流体４が内部に供給され、作動流体４を排出口２０ｂ〜２０ｅから排出し、そして、作動流体４を燃焼装置６に供給する。
【００７８】
コモンレール２０の材質、形状、及び構造等は、特に制限されない。コモンレール２０は、高圧状態となる観点から、耐圧性の高い材料で形成されることが好ましい。コモンレール２０の寸法も、特に制限されず、適用される目的に応じて、適宜設定すればよい。
【００７９】
流路２１は、例えば長さを有し、管状に形成されている。例えば供給流路２１ａと、供給流路２１ｃと、排出流路２１ｂと、排出流路２１ｄとを備える。また、流路２１は、上記の流路と同等の機能を有するこれら以外の流路（例えば更なる供給流路、更なる排出流路等）を有していてもよい。例えば、図１Ａにおける、流路２１ａ〜１２ｄ以外の流路２１ｅの一端がコモンレール２０に接続され、流路２１ｅの他端は流体供給装置７に接続されている。流路２１ｅは、例えばコモンレール２０から漏出しうる作動流体４を回収する流路である。以下、（２−３）において、単なる「流路」との表記は、供給流路と排出流路とを区別なく共通して指す。
【００８０】
図１Ａでは、コモンレール２０は供給口２０ａで供給流路２１ａの一端と接続されている。供給流路２１ａの他端は加圧装置５と接続されている。言い換えれば、コモンレール２０と加圧装置５とは供給流路２１ａを介して互いに接続されている。コモンレール２０は複数の排出口２０ｂ〜２０ｅのうちの一つの排出口例えば排出口２０ｂで排出流路２１ｂの一端と接続されている。排出流路２１ｂの他端は燃焼装置６と接続されている。言い換えれば、コモンレール２０と燃焼装置６とは排出流路２１ｂを介して互いに接続されている。また、供給流路２１ｃは加圧装置５を流体供給装置７と接続している。供給流路２１ｃは、流体供給装置７に貯蔵されている作動流体４を加圧装置５へ送り出す流路である。排出流路２１ｄは、燃焼装置６を加圧装置５と接続し、燃焼装置６を流体供給装置７と接続している。排出流路２１ｄは、例えば燃焼装置６から漏出する作動流体４を回収する流路である。なお、加圧室２における各流路２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）が各装置に接続する態様はこれらに限定されるものではなく、後述する動作を実行しうるように接続されていればよい。
【００８１】
コモンレール２０内と流路２１内との少なくとも一方には、蓄熱部３が配置されている。本実施形態では、少なくともコモンレール２０内に蓄熱部３が配置されている。コモンレール２０内に蓄熱部３が配置されていると、より効率よく作動流体４を加熱することができ、高温高圧の状態で作動流体４を排出することができる。すなわち、作動流体４への熱伝達をより向上させることができ、作動流体４の流動性を高く維持したまま、流体加熱装置１を作動させることができる。さらに、流路２１内にも蓄熱部３が配置されていると、加圧室２内で熱を発しうる箇所が増加するため、更に効率よく作動流体４を加熱することができる。これにより、この場合、作動流体４への熱伝達をより向上させることができ、作動流体４の流動性を高く維持したまま、流体加熱装置１の作動効率を更に向上できる。このため、流体加熱装置１の燃焼装置６が、内燃機関１１等に接続された場合（図１Ｂ参照）に、作動流体４を、その流動性が高い状態で燃焼装置６へ送り出すことができ、そのため燃焼効率を向上させることもできる。作動流体４の燃焼効率が向上することにより、内燃機関１１の作動効率も向上させることができる。
【００８２】
なお、図１Ａでは、コモンレール２０には、４基のインジェクタや燃焼装置、あるいは４気筒エンジンに対応するように４つの排出口２０ｂ〜２０ｅが設けられているが、排出口の数は４つに限定されず、装置の種類、目的に応じて適宜設定すればよい。例えば、コモンレール２０には、複数（例えば６つ）の排出口が設けられて、多気筒（例えば６気筒）エンジンに対応するように構成されていてもよいし、一つの排出口が設けられて、単気筒エンジンに対応するように構成されてもよい。また、図１Ａにおいては、対応する気筒の配列が、直列型で構成されているが、これに限定されず、対応する気筒の配列は、Ｖ型、及び水平方向型等であってもよい。また、図１Ａでは、簡略化のためコモンレール２０の４つの排出口２０ｂ〜２０ｅのうち一つの排出口（図１Ａでは排出口２０ｂ）にのみに燃焼装置６が接続されているが、燃焼装置６は、後述の内燃機関１１の気筒ごとに設けることができ、すなわち、他の排出口（図１Ａでは排出口２０ｃ〜２０ｅ）のそれぞれにも同様に燃焼装置６を接続することができる。
【００８３】
したがって、本実施形態の流体加熱装置１では、作動流体４の流動性を高く維持することができるため、流体加熱装置１を内燃機関（エンジン）等を備えるシステムに採用すると、作動効率に優れた原動機システム１０を構築できる。特に、流体加熱装置１は、ディーゼルエンジン用のコモンレールシステムを好適に構築することができる。
【００８４】
（２−４）作動流体
作動流体４は、加圧室２内を流れる流体である。作動流体４は、液体であってもよく、気体であってもよく、液体と気体との混合体であってもよい。すなわち、作動流体４は、液体と気体との少なくとも一方を含む。作動流体４は、液体としては燃料、作動油等を含み、気体としては、例えば空気、メタン、プロパン、アセチレン、水素、及び天然ガス等を含む。したがって、作動流体４は、上記から選択される液体及び気体からなる群から選択される少なくとも一種の流体を含む。
【００８５】
作動流体４が、下記（３−１）で説明する燃料４０である場合には、燃焼装置６で作動流体４を燃焼させることで燃焼時の燃焼エネルギーにより熱（熱量）を得ることが可能である。すなわち、燃料４０は、燃焼させることで燃焼熱として熱によるエネルギーを供給することができるものである。燃料４０は、例えば液体燃料と気体燃料とのうち少なくとも一方を含む。液体燃料の例としては、ガソリン、軽油（ディーゼル）、灯油、及び重油といった石油系燃料、アルコール類、及び油脂類などが挙げられる。気体燃料の例としては、メタン、プロパン、ブタン、アセチレン等の炭化水素系気体、水素、一酸化炭素、アンモニア、ジメチルエーテル、天然ガス（炭化水素系気体の混合ガス）などの常温、常圧下で気体状態であるものが挙げられる。
【００８６】
また、作動流体４が、下記（４−１）で説明する作動油４００である場合は、加圧装置５等による作動流体４に油圧動力を与えて、駆動装置等を作動させることが可能である。すなわち作動油４００は、油圧動力を伝達する機能を有するものである。
【００８７】
（２−５）加圧装置
本実施形態の流体加熱装置１は、加圧装置５を更に備えている。加圧装置５は、作動流体４に圧力を加える装置である。そのため、流体加熱装置１では、加圧装置５により、作動流体４を、効率よく加圧することができるため、作動流体４への熱伝達をより向上させ、作動流体４の流動性を向上させることができる。
【００８８】
加圧装置５の構成は、特に限定されず、流体を加圧するための適宜の構成を採用することができるが、例えば、加圧装置５は、高圧を出力可能な高圧ポンプ等が挙げられる。本実施形態では、例えば加圧装置５は、作動流体４の圧力を約２００ＭＰａかそれ以上の高圧状態にすることができる高圧ポンプである。
【００８９】
（２−６）その他
流体加熱装置１は、燃焼装置６を備えていてもよい。作動流体４が燃料４０を含む場合、燃料４０は、燃焼装置６に供給される流体である。このため、流体加熱装置１では、作動流体４（燃料４０）を燃焼させることにより、熱を生成し、この熱を利用して、例えば燃焼装置６に接続される、例えば駆動装置等の装置に動力を与えることができる。
【００９０】
燃焼装置６は、例えば燃料噴射装置及び燃焼機構を含む。燃料噴射装置は、例えばインジェクタ（Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）である。燃焼機構は、例えば燃焼室を有する。燃焼装置６は、噴射装置から燃焼室に作動流体４を噴射することにより、燃焼室で作動流体４を燃焼させるように構成される。本実施形態の流体加熱装置１では、燃焼装置６を備える場合であっても、流体加熱装置１で、作動流体４（燃料４０）の流動性が良好に高められるため、燃焼装置６の作動効率も向上させることが可能となる。このため、流体加熱装置１では、燃焼装置６の作動効率及び動作性の向上が実現可能である。なお、流体加熱装置１が燃焼装置６を備えない場合には、加圧室２の排出口２０ｂ〜２０ｅから排出される作動流体４は、排出流路２１ｂ等を介して、加圧装置５及び流体供給装置７等に再び戻るように構成されていればよい。
【００９１】
流体加熱装置１は、流体供給装置７を備えていてもよい。流体供給装置７は、例えば加圧装置５へ作動流体４を供給したり、加圧室２から漏出する作動流体４を受け取ったりすることができる。
【００９２】
流体加熱装置１には、他の構成を備えてもよい。例えば、流体加熱装置１の加圧室２には、加圧室２内の圧力を検知するための圧力センサを含む圧力計が備えられていてもよい。
【００９３】
流体加熱装置１には、例えば加圧室２、加圧装置５等の圧力を制御するための制御装置８が接続されていてもよい。制御装置８は、例えばメモリ及び１以上のプロセッサを有するマイクロコントローラを主構成として備えている。マイクロコントローラは、マイクロコントローラのメモリに記録されているプログラムを１以上のプロセッサで実行することにより、制御装置８としての機能を実現可能である。プログラムは、予めマイコンピュータのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。
【００９４】
制御装置８は、例えば加圧室２のコモンレール２０に接続され、コモンレール２０内の圧力を検知して排出口２０ｂ〜２０ｅからの排出量を制御する。また、制御装置８は、例えば加圧装置５の圧力を制御して、供給流路２１ａからコモンレール２０に供給する作動流体４の供給量、供給圧力等を制御する。また、制御装置８は、例えば燃焼装置６にコモンレール２０から供給された作動流体４を燃焼するか、作動流体４を排出して循環させるか等といった処理を制御する。
【００９５】
（２−７）流体加熱装置の動作
本実施形態の流体加熱装置１の動作について、図１Ａを参照して説明する。
【００９６】
本実施形態の流体加熱装置１では、加圧装置５から作動流体４が送り出されると、作動流体４は流路２１（供給流路２１ａ）を通って供給口２０ａからコモンレール２０に供給される。コモンレール２０に供給された作動流体４はコモンレール２０内を流動し、コモンレール２０の排出口２０ｂ〜２０ｅのうちのいずれか１つの排出口から排出され、流路２１（排出流路２１ｂ）を通って燃焼装置６へ送り出される。
【００９７】
作動流体４は、加圧装置５から高圧に加圧された状態で送り出されるため、作動流体４の温度が上昇する。この際、作動流体４は、加圧状態で加圧室２の供給流路２１ａの蓄熱部３及びコモンレール２０の蓄熱部３に対して圧力を与える。作動流体４からの圧力を受けた蓄熱部３が熱を発することで、蓄熱部３の周囲に熱を放出する。これにより、蓄熱部３から放出された熱が作動流体４に与えられる。作動流体４は、加圧装置５が動作している状態であれば、上記のように流動するため、流動している間、蓄熱部３が熱を蓄えており、かつ所定の圧力が加えられると、蓄熱部３から作動流体４に継続的に熱を与えうる。このため、蓄熱部３から得た熱で作動流体４が温められるため、作動流体４は、加圧装置５から燃焼装置６に至るまで高い流動性を維持しうる。また、この場合、作動流体４が燃焼装置６で噴射され、燃焼される際にも高い流動性を有しているため、噴射によって作動流体４を微粒化する際に、作動流体４の複数の粒子が集まって１つの凝集体になりにくく、そのため燃焼時に燃焼装置６内に燃えカス等が残りにくくなる。これにより、流体加熱装置１は、作動流体４を流動させて、燃焼装置６へ送られる場合にも、流体加熱装置１の作動効率を低下させにくい。
【００９８】
このように、流体加熱装置１では、作動流体４への熱伝達を向上させ、流体の流動性を向上させることで、作動効率を向上でき、良好な動作性を維持することができる。流体加熱装置１は、原動機システム１０、移動体１２、及び油圧システム１００に好適に用いることができる。
【００９９】
（３−１）原動機システム
次に、本実施の形態の原動機システム１０の構成について、図１Ｂを参照して説明する。
【０１００】
原動機システム１０は、既に述べたとおり、上記で説明した流体加熱装置１と、内燃機関１１とを備える。流体加熱装置１は、上記（２−１）で説明した構成と実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。
【０１０１】
原動機システム１０は、例えば発電所等の発電システム；定置式の脱穀機や農業用ポンプ、トラクタやハーベスタ等の自走可能な農業用機械；ショベルカー等の掘削機、クレーン車等といった土木、建築等の作業用の建設機械のエンジンシステムに利用可能である。また、原動機システム１０は、船舶；航空機；並びに乗用車、バス、大型車等の自動車の車両のエンジンシステム等に利用可能である。
【０１０２】
本実施形態の原動機システム１０では、作動流体４は、燃料４０であることが好ましい。燃料４０は、上記の通り、燃焼装置６で燃焼させることで熱を発生する。燃料４０は、例えば液体燃料と気体燃料とのうち少なくとも一方を含む。液体燃料の例としては、ガソリン、軽油（ディーゼル）、灯油、及び重油といった石油系燃料、アルコール類、及び油脂類などが挙げられる。気体燃料の例としては、メタン、プロパン、ブタン、アセチレン等の炭化水素系気体、水素、一酸化炭素、アンモニア、ジメチルエーテル、又は天然ガス（炭化水素系気体の混合ガス）などの常温、かつ常圧下で気体状態である気体が挙げられる。
【０１０３】
内燃機関１１は、図１Ｂに示すように、上記（２−６）で説明した燃焼装置６を含む。具体的には、内燃機関１１は、燃焼装置６と、燃焼装置６で発生する燃焼熱を動力として駆動する駆動部とを少なくとも備える。このため、内燃機関１１は、作動流体４である燃料４０を燃焼させることにより、燃焼熱を機械的エネルギーに変換することで、機械的動力を取り出す機能を有する。内燃機関１１は、例えばモータ、エンジンといった原動機が挙げられる。内燃機関１１は、流体加熱装置１の構成に応じて適宜設計すればよい。内燃機関１１は、例えばディーゼルエンジン（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｅｎｇｉｎｅ）、又はガソリンエンジン（Ｇａｓｏｌｉｎｅ  Ｅｎｇｉｎｅ）等が挙げられる。
【０１０４】
原動機システム１０の動作について説明する。原動機システム１０は、流体加熱装置１を備えるため、流体加熱装置１の加圧装置５で加圧され、加圧状態を維持しながら加圧室から排出された作動流体４が、内燃機関１１に供給される。内燃機関１１は、圧縮された作動流体４が燃焼装置６で噴射され、燃焼された際に発生する燃焼エネルギーを動力として、機械的動力を生成する。この際に、作動流体４は、流動性が高く維持されているため、内燃機関１１を含む原動機システム１０の作動効率を低下させにくい。このため、原動機システム１０は、作動流体４への熱伝達を向上させ、作動流体４の流動性を向上させることで、その作動効率を向上でき、良好な動作性を維持することができる。
【０１０５】
原動機システム１０は、コモンレールシステムを備える移動体１２に好適に用いることができる。
【０１０６】
（３−２）移動体
本実施形態に係る移動体１２は、上記で説明した原動機システム１０を備える。移動体１２は、主に内燃機関１１から得られる機械的エネルギーを動力として移動可能に構成されている。移動体１２は、原動機システム１０で説明したもののうち、例えば車両、鉄道車両、船舶、及び航空機、あるいは移動可能な農業機械、建設機械等が挙げられる。
【０１０７】
本実施形態に係る移動体１２は、原動機システム１０を備えており、図１Ｂでは、流体加熱装置１と、内燃機関１１とを備え、更に移動体１２を動かせるためのアクセスペダル１３と、移動体１２の各装置等を制御するためのＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である制御装置８とを備える。流体加熱装置１及び原動機システム１０の動作は、上記で説明した通りである。移動体１２では、原動機システム１０における燃焼装置６で燃料４０が燃焼し、燃料４０の燃焼で得られる燃焼エネルギーを内燃機関１１が得ることにより、内燃機関１１は、その燃焼エネルギーを機械エネルギーへと変換する。この際、アクセスペダル１３を作動させると、制御装置８による制御と連動して、内燃機関１１からの機械エネルギーを利用して移動体１２を動作させることができる。
【０１０８】
本実施形態の移動体１２では、燃料４０は、加圧室２内の蓄熱部３の発した熱により、高い温度で維持することができるため、燃料４０の流動性を高い状態で維持することができる。そのため、移動体１２が始動する際にも、原動機システム１０の作動効率を低下させにくく、移動体１２を安定して動作させることができる。すなわち、作動効率に優れ、良好な動作性を有する移動体１２を実現できる。
【０１０９】
（４−１）油圧システム
次に、上記で説明した流体加熱装置１を備える油圧システム１００の構成について、図１Ｃを参照して説明する。図１Ｃの太線は、流体供給管２１１を示し、作動流体である作動油４００の圧力が高い箇所を示す。
【０１１０】
油圧システム１００は、上記の通り、流体加熱装置１を備える。本実施形態では、作動流体４は、作動油４００である。油圧システム１００は、上記で説明した流体加熱装置１を備えるため、加圧室２内に配置されている蓄熱部３が、加圧されている状態の作動油４００からの圧力を受けることで熱を発し、これにより作動油４００が温められる。これにより、作動油４００の流動性を向上させることができ、油圧システム１００の作動性を向上させることができる。そのため、油圧システム１００は、作動油４００への熱伝達を向上させることで、蓄熱部３からの熱損失を生じにくくすることができる。そして、作動油４００への熱伝達を向上させ、流体の流動性を向上させることで、作動効率を向上でき、良好な動作性を維持することができる。これにより、油圧システム１００では、駆動装置である駆動部６００の作動効率を向上させることができる。
【０１１１】
具体的には、油圧システム１００は、流体加熱装置１と、駆動部６００とを備えている。流体加熱装置１は、加圧装置５と、流体供給装置７と、加圧装置５を動作させる電動機９１と、作動油４００の圧力を調整するための圧力計９２とを少なくとも備えている。
【０１１２】
加圧室２は、方向制御弁２００と、圧力制御弁２０１と、流量制御弁２０２と、複数の流路２１０とで構成されている。複数の流路２１０は複数の流体供給管２１１と複数の流体排出管２１２とを含む。加圧室２を構成する方向制御弁２００、圧力制御弁２０１、流量制御弁２０２、及び流路２１０の少なくとも一部の内部には、蓄熱部３が配置されている。方向制御弁２００、圧力制御弁２０１、及び流量制御弁２０２は、油圧バルブとも呼ばれ、油圧バルブは電磁式で制御されてもよく、機械式で制御されていてもよい。
【０１１３】
複数の流体供給管２１１は流体供給管２１１ａ、２１１ｂを含む。複数の流体排出管２１２は流体排出管２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃを含む。複数の流体供給管２１１のうちの流体供給管２１１ａは加圧装置５を方向制御弁２００と接続し、流体供給管２１１ｂは方向制御弁２００を駆動装置（駆動部６００）と接続している。一方、複数の流体排出管２１２のうちの流体排出管２１２ａは駆動部６００を流量制御弁２０２と接続し、流体排出管２１２ｂは流量制御弁２０２を方向制御弁２００と接続し、流体排出管２１２ｃは方向制御弁２００を流体供給装置７と接続している。圧力計９２は、圧力制御弁２０１に、流路２１０（流体供給管２１１）を介して接続されており、油圧システム１００における圧力状態を示す装置である。
【０１１４】
作動油４００は、油圧システム１００において、動力を伝達する媒体である。作動油４００は、油圧システム１００の構成、使用目的等に応じて、適宜設定すればよい。作動油４００の例としては、石油系作動油、合成系作動油、水溶性作動油、生分解性作動油、及び高含水作動液、等を挙げることができる。石油系作動油には、例えば一般作動油、耐摩耗性作動油、高粘度指数作動油が含まれる。
【０１１５】
加圧装置５は、流体供給装置７の作動油４００を送り出し、加圧室２へ作動油４００を送り出す装置である。加圧装置５は、例えば油圧ポンプである。油圧ポンプとしては、ギヤポンプ、及びベーンポンプといった定容量ポンプ等が挙げられる。電動機９１は、加圧装置５に電気的に接続され、電動機９１を駆動させることにより加圧装置５を動作させることができる。また、加圧装置５と流体供給装置７とを連結する流路（流体供給管２１１ｃ）の途中はフィルタ９３が加圧装置５と流体供給装置７との間に接続されている。フィルタ９３は、例えば作動油４００内のごみ等の不純物を取り除くことが可能な装置である。
【０１１６】
駆動部６００は、供給される作動油４００の圧力で得られる油圧動力を、機械的動力に変換する機能を有する。駆動部６００は、シリンダ６０１とピストンロッド６０２とピストン６０３とで構成されている。油圧システム１００では、加圧装置５から供給される作動油４００が、流体供給管２１１（２１１ａ，２１１ｂ）と方向制御弁２００とを通過する際に、例えば方向制御弁２００に加えられると、蓄熱部３が熱を発しうる。この熱により、作動油４００を温めることができ、そのため作動油４００の流動性を向上させることができる。そして、作動油４００が、駆動部６００のシリンダ６０１内に供給され、ピストンロッド６０２及びピストン６０３が、作動油４００の流入する方向とは反対方向に押し返される。この際、作動油４００は、加圧室２内で流動性が向上できるため、駆動部６００の動作性を向上させることができる。
【０１１７】
（５）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。すなわち、上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば設計に応じて種々の変更が可能である。上記各実施形態で示した図面は、流体加熱装置１、原動機システム１０、油圧システム１００及び蓄熱部３（蓄熱部材３０）の一例を説明するための概念図に過ぎない。このため、実際の流体加熱装置１、原動機システム１０、油圧システム１００及び蓄熱部３（蓄熱部材３０）とは、各部の形状、寸法、及び位置関係等が適宜異なることもある。
【０１１８】
以下、上記実施形態の変形例を列挙する。
【０１１９】
流体加熱装置１は、少なくとも、作動流体４を収容する加圧室２と、加圧室２内に配置された蓄熱部３と、を備え、蓄熱部３が作動流体４に加えられた圧力を受けて発熱する蓄熱部材３０を含むように構成されていればよい。この構成を満たすものであれば、例えば、流体加熱装置１は、作動流体４に圧力を加える加圧装置５を備える構成に限らない。この場合、作動流体４は加圧装置５以外から圧力を加えるように構成されていてもよい。また、加圧室２がコモンレール２０を備える構成に限らず、加圧室２は、コモンレール２０を備えなくてもよい。これらの場合であっても、作動流体４は、蓄熱部３の発した熱により温まり、流動性を向上することができる。
【０１２０】
また、蓄熱部３は、加圧室２内に配置される構成であればよいため、例えば加圧室２がコモンレール２０と流路２１とを備える場合には、蓄熱部３は、コモンレール２０と流路２１とのうち少なくとも一方に配置されていればよい。例えば蓄熱部３は、コモンレール２０のみに配置されていてもよく、流路２１のみに配置されていてもよく、又はコモンレール２０と流路２１との両方に配置されていてもよい。また、流路２１が、複数の流路から構成される場合には、例えばすべての流路内に蓄熱部３が配置されていてもよく、一部の流路内に配置されてもよい。
【０１２１】
また、蓄熱部３は、作動流体４から熱を吸収する構成に限らず、例えば作動流体４から熱を吸収しないものであってもよい。この場合でも、蓄熱部３は、作動流体４の圧力を受けることで熱を発しうるため、作動流体４を温めることができ、作動流体４の流動性を向上することに寄与できる。また、蓄熱部３は、例えば作動流体４以外からの熱を吸収するものであってもよい。また、蓄熱部３が熱を吸収する場合の、熱の供給源は作動流体４に限らない。熱の供給源は、例えば、加圧室２をその外部から温める加熱装置等であってもよく、例えば作動流体４の流れる流路に設けられる予熱装置（プレヒータ）等であってもよい。
【０１２２】
また、流体加熱装置１は、作動流体４が燃料４０である構成に限らず、例えば作動流体４は、加圧室２内を流れる流体であればよい。また、流体加熱装置１は、燃焼装置６を備える構成に限らず、流体加熱装置１は、燃焼装置６を備えていなくてもよい。この場合、例えば加圧室２を流れる流体（作動流体４）が、加圧室２内を循環するように構成してもよい。この場合であっても、作動流体４は、蓄熱部３の発した熱により温めることができ、これにより作動流体４の流動性を向上することができる。
【０１２３】
また、原動機システム１０は、流体加熱装置１と、内燃機関１１とを備える構成であればこれに限らず、例えば作動流体４を予め加熱する予熱装置（プレヒータ）、作動流体４を蒸発させる蒸発装置、及び蒸発した作動流体４を過熱する過熱装置等を備えてもよい。この場合であっても、上記で説明した流体加熱装置１を備えるため、作動流体４の流動性を向上させることができ、これにより、原動機システム１０は、作動効率に優れ、良好な動作性を有することができる。
【０１２４】
また、移動体１２は、原動機システム１０を備える構成であればよい。
【０１２５】
また、油圧システム１００は、流体加熱装置１と、作動流体４として作動油４００とを備える構成であればよい。この場合であっても、上記で説明した流体加熱装置１を備えるため、作動油４００の流動性を向上させることができ、これにより、油圧システム１００は、作動効率に優れ、良好な動作性を有することができる。
【０１２６】
（６）まとめ
以上説明したように、本開示の第１の態様に係る流体加熱装置（１）は、作動流体（４）を収容する加圧室（２）と、加圧室（２）内に配置された蓄熱部（３）と、を備える。蓄熱部（３）は、作動流体（４）に加えられた圧力を受けて発熱する蓄熱部材（３０）を含む。
【０１２７】
この構成によれば、作動流体（４）への熱伝達を向上させ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。これにより、流体加熱装置（１）の作動効率を向上でき、流体加熱装置（１）の良好な動作性が得られる。
【０１２８】
本開示の第２の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１の態様において、作動流体（４）に圧力を加える加圧装置（５）を更に備える。
【０１２９】
この構成によれば、加圧装置（５）により、作動流体（４）を効率よく加圧状態とすることができるため、作動流体（４）への熱伝達をより向上させ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。
【０１３０】
本開示の第３の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１又は２の態様において、蓄熱部材（３０）は、作動流体（４）から熱を吸収する。
【０１３１】
この構成によれば、蓄熱部（３）が作動流体（４）の圧力により発熱することに加え、作動流体（４）の熱を吸収することで、蓄熱部（３）は吸熱及び放熱を繰り返すことができる。このため、作動流体（４）に、より効率よく熱伝達をさせることができ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。
【０１３２】
本開示の第４の態様に係る流体加熱装置は、第１から３のいずれかの態様において、燃焼装置（６）を更に備え、作動流体（４）は、燃焼装置（６）に供給される燃料（４０）を含む。
【０１３３】
この構成によれば、作動流体（４）への熱伝達を向上させ、作動流体（４）の流動性を向上させることで、流体加熱装置（１）の作動効率を向上でき、流体加熱装置（１）の良好な動作性が得られる。また、燃焼装置（６）に効率よく燃料（４０）を供給することができる。
【０１３４】
本開示の第５の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から４のいずれかの態様において、蓄熱部材（３０）は、五酸化三チタンを含む。
【０１３５】
この構成によれば、蓄熱部（３）は、作動流体（４）の圧力及び熱によって五酸化三チタンが相転移することで、蓄熱及び発熱しうる。これにより、流体加熱装置（１）は、作動効率をより向上させることができ、更に良好な動作性を維持することができる。
【０１３６】
本開示の第６の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から４のいずれかの態様において、蓄熱部材（３０）は、置換型五酸化三チタンを含む。
【０１３７】
この構成によれば、蓄熱部（３）は、作動流体（４）の圧力及び熱によって置換型五酸化三チタンが相転移することで、蓄熱及び発熱しうる。これにより、流体加熱装置（１）は、作動効率をより向上させることができ、更に良好な動作性を維持することができる。
【０１３８】
本開示の第７の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から６のいずれかの態様において、内部に加圧室（２）を形成する中空部材を備える。蓄熱部（３）は、中空部材の内周面（２ａ）に形成されている。
【０１３９】
この構成によれば、蓄熱部（３）は、作動流体（４）からの圧力をより受けやすくすることができ、作動流体（４）への熱伝達を向上させることができ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。そのため、流体加熱装置（１）の良好な動作性が得られる。
【０１４０】
本開示の第８の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から７のいずれかの態様において、蓄熱部材（３０）は、塊状である。
【０１４１】
この構成によれば、蓄熱部（３）は、作動流体（４）からの圧力をより受けやすくすることができ、作動流体（４）への熱伝達を向上させることができ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。そのため、流体加熱装置（１）の良好な動作性が得られる。
【０１４２】
本開示の第９の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から８のいずれかの態様において、蓄熱部（３）は、複数の蓄熱部材（３０）を含み、複数の蓄熱部材（３０）の各々は粒状である。
【０１４３】
この構成によれば、蓄熱部（３）と作動流体（４）とが接触する面積が増加するため、蓄熱部（３）は、作動流体（４）からの圧力をより受けやすくすることができる。このため、作動流体（４）への熱伝達を向上させることができ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。
【０１４４】
本開示の第１０の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から９のいずれかの態様において、蓄熱部材（３０）は、網目状である。
【０１４５】
この構成によれば、蓄熱部（３）と作動流体（４）とが接触する面積が増加するため、蓄熱部（３）は、作動流体（４）からの圧力をより受けやすくすることができる。このため、作動流体（４）への熱伝達を向上させることができ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。
【０１４６】
本開示の第１１の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から１０のいずれかの態様において、蓄熱部材（３０）は、多孔質部材である。
【０１４７】
この構成によれば、蓄熱部（３）が作動流体（４）との接触面積が増加するため、蓄熱部（３）は、作動流体（４）からの圧力をより受けやすくすることができる。このため、作動流体（４）への熱伝達を向上させることができ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。
【０１４８】
本開示の第１２の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から１１のいずれかの態様において、蓄熱部材（３０）は、加圧室（２）内を移動可能である。
【０１４９】
この構成によれば、蓄熱部（３）が作動流体（４）との接触割合が増加するため、蓄熱部（３）は、作動流体（４）からの圧力をより受けやすくすることができる。このため、作動流体（４）への熱伝達を向上させることができ、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。
【０１５０】
本開示の第１３の態様に係る流体加熱装置（１）は、第１から１２のいずれかの態様において、加圧室（２）は、コモンレール（２０）を含む。
【０１５１】
この構成によれば、流体加熱装置（１）では、作動流体（４）の流動性を向上させることができる。さらに、流体加熱装置（１）の作動効率を向上させることで、コモンレールシステム、特にディーゼルエンジン用のコモンレールシステムを構築することができる。
【０１５２】
本開示の第１４の態様に係る原動機システム（１０）は、第１から１３のいずれかの態様に係る流体加熱装置（１）と、内燃機関（１１）とを備える。
【０１５３】
この構成によれば、流体加熱装置（１）の作動効率を向上でき、流体加熱装置（１）の良好な動作性が得られる。これにより、作動効率に優れ、良好な動作性が得られる原動機システム（１０）を実現できる。
【０１５４】
本開示の第１５の態様に係る移動体（１２）は、第１４の態様に係る原動機システム（１０）を備える。
【０１５５】
この構成によれば、作動効率に優れ、良好な動作性を有する移動体（１２）を実現できる。
【０１５６】
本開示の第１６の態様に係る油圧システム（１００）は、第１から１３のいずれかの態様に係る流体加熱装置（１）を備え、作動流体（４）は、作動油（４００）である。
【０１５７】
この構成によれば、流体加熱装置（１）の作動効率を向上でき、流体加熱装置（１）の良好な動作性が得られる。これにより、作動効率に優れ、良好な動作性が得られる油圧システム（１００）を実現できる。
【符号の説明】
【０１５８】
１    流体加熱装置
２    加圧室
２０    コモンレール
２１    流路
３    蓄熱部
３０    蓄熱部材
４    作動流体
５    加圧装置
６    燃焼装置
７    流体供給装置
８    制御装置
１０    原動機システム
１１    内燃機関
１２    移動体
１００    油圧システム
４００    作動油
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2020021928.tif 000004
【図１Ｃ】
2020021928.tif 000005
【図２Ａ】
2020021928.tif 000006
【図２Ｂ】
2020021928.tif 000007
【図２Ｃ】
2020021928.tif 000008
【図２Ｄ】
2020021928.tif 000009
【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【国際調査報告】
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