蓄熱装置およびこれを備える空気調和装置
【課題】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。
【解決手段】蓄熱装置２０Ｃの蓄熱容器内には、蓄熱溶液層１１、蒸発防止層１３、空気層がこの順で形成されている。蒸発防止層１３は、蓄熱溶液に不溶であり、比重が蓄熱溶液より小さく、かつ、融点が常温以上である有機化合物から少なくとも構成されていることで、常温の範囲内では固体の蒸発防止層が形成され、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。
【解決手段】蓄熱装置２０Ｃの蓄熱容器内には、蓄熱溶液層１１、蒸発防止層１３、空気層がこの順で形成されている。蒸発防止層１３は、蓄熱溶液に不溶であり、比重が蓄熱溶液より小さく、かつ、融点が常温以上である有機化合物から少なくとも構成されていることで、常温の範囲内では固体の蒸発防止層が形成され、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。
【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５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【０００７】
図５（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５（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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前記従来の構成では、蒸発防止層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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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】
【００２１】
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顕熱型の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、比重が前記蓄熱溶液より小さ
く、かつ、融点が常温以上である有機化合物から少なくとも構成されている構成である。
【００２２】
ここで融点とは、融点が不明慮な油脂類や多成分系の場合には、流動点と同義とし、以下、融点もしくは流動点を総称して融点として記載する。
【００２３】
前記構成によれば、開放型の蓄熱容器内に形成される少なくとも１層の蒸発防止層の融点が常温以上であるため、常温の範囲内では固体の蒸発防止層が形成され、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。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同時に満足させることができる。
【００２４】
前記蓄熱装置においては、前記有機化合物は、蓄熱材に対し不溶であることが好ましい。また、前記有機化合物の融点は、前記蓄熱溶液の沸点より低いことが好ましい。
【００２５】
前記構成によれば、前記有機化合物は、蓄熱材に対して不溶であるため、溶解するものに比べて、蒸発成分が前記蒸発防止層を透過することを有効に防止することができる。さらに融点が蓄熱溶液の沸点より低いため、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を、より確実に実現することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
前記蓄熱装置においては、前記有機化合物の比重は、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。
【００２９】
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前記有機化合物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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
前記構成によれば、前記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ため、低温での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、この溶媒組成物は、その主成分が、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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】
【００４３】
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】
【００４４】
【図１】（ａ）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、（ｂ）（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
【図２】（ａ）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、（ｂ）（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
【図３】（ａ）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、（ｂ）（ａ）に示す蓄熱装置の縦断面図
【図４】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
【図５】（ａ）従来の蓄熱装置の構成の一例を示す断面図、（ｂ）（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
【発明を実施するための形態】
【００４５】
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。また、本文に用いる蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能については、詳細を（機能の詳細）で後述する。
【００４６】
（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。
【００４７】
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、当該蓄熱溶液層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。
【００４８】
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、蓄熱溶液層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。
【００４９】
箱部２１１および蓋部２１２は、内部空間で蓄熱溶液層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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
［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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、前記蓄熱溶液に不溶であり、比重が蓄熱溶液の比重より小さく、融点が常温以上である有機化合物から少なくとも構成されている。なお、有機化合物の具体的な構成については後述する。
【００６２】
ここで融点が不明慮な油脂類や多成分系の場合には、流動点と同義とする。なお、流動点とは日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ２２６９に従って測定されるものとする。
【００６３】
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、主成分の有機化合物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。
【００６４】
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。この場合、蓄熱溶液層１１は、水を含む蓄熱溶液組成物で構成されていることになり、蒸発防止層１３は、主成分に有機化合物を含む蒸発防止組成物で構成されていることになる。
【００６５】
なお、蒸発防止層１３として主成分の有機化合物に前述の添加剤を含んだ場合も、その状態で比重や融点の条件を満たすものであれば同様の効果を得られることはいうまでもない。
【００６６】
［有機化合物の構成］
次に、蒸発防止層１３の主成分として含まれる有機化合物について、例を挙げて具体的に説明する。
【００６７】
本実施の形態において、蒸発防止層１３として用いられる有機化合物は、代表としてｎ−トリコサン、ｎ−ドコサン、ｎ−ヘンエイコサンなどの低融点パラフィンやポリエチレンワックス、ポリオレフィンなどのアルケン重合体などが挙げられる。
【００６８】
前者低融点パラフィンのｎ−トリコサンは炭素数２３、融点４６℃、比重０．７９６９、ｎ−ドコサンは炭素数２２、融点４６℃、比重０．７７７８、ｎ−ヘンエイコサンは炭素数２１、融点４２℃、比重０．７９２の直鎖状の炭化水素である。また、いずれも蓄熱溶液に不溶で比重が小さく、かつ、融点が蓄熱溶液の沸点以下である。また、後者アルケン重合体は、少なくとも１種類以上のアルケン化合物（炭素・炭素間に二重結合を含む有機化合物）を重合して得られるものであり、融点等はモノマーの構造や重合度、分子量などによって異なる。具体的には、上記アルケン重合体は、少なくとも、下記一般式（１），（２），（３）および（４）のうち少なくともいずれか１つで表される構造を有している。
【００６９】
ここで、前記一般式中Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、いずれもそれぞれ炭素数１以上の有機基である。
【００７０】
前記アルケン重合体は、蓄熱溶液に対して不溶であり、比重が蓄熱溶液より小さく、かつ融点が常温以上のものであれば、有機基Ｒ１ 〜Ｒ３の具体的な種類は特に限定されず、公知のあらゆる有機基であればよいが、一般に、側鎖である有機基Ｒ１ 〜Ｒ３が直鎖状である方が結晶性が高く、本実施の形態に望まれるように、蒸発防止機能をより高めるためには、前記アルケン重合体の結晶性は高い方が望ましいため、有機基Ｒ１ 〜Ｒ３は、直鎖状の有機基であるとより好ましい。
【００７１】
【化１】
【００７２】
直鎖状の有機基としては、例えば、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等の直鎖アルキル基；フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基、フェニルヘブチル基、４−プロピルトリル基、（１−エチル−４−フェニル）プロピル基等の芳香族アルキル基（複素環系も含む）；エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基等の直鎖アルキルフェニル基または直鎖アルキル芳香族基；オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基等の直鎖アルコキシル基；オクテニル基、ノネニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基、トリデシニル基、テトラデシニル基、ペンタデシニル基、ヘキサデシニル基、ヘプタデシニル基、オクタデシニル基、ノナデシニル基、イコシニル基等のアルケニル基（二重結合の位置は限定されない）；アルカニル基（三重結合の位置は特に限定されない）；オクタノイル基、ノニノイル基、デシノイル基等のカルボキシル基；Ｎ−オクチルアミノ基、Ｎ−ノニルアミノ基、Ｎ−デシルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジブチルアミド基、ブチルペンチルアミド基、フェニルエチルアミド基等のアルキルアミド基；ジブチルホスフィド基、ブチルペンチルホスフィド基、フェニルエチルホスフィド基等のアルキルホスフィド基；オクチルスルフィド基、ノニルスルフィド基、デシルスルフィド基等のアルキルスルフィド基；等を挙げることができるが、特に限定されない。なお、前記有機基においては、任意の水素原子がハロゲン原子に置換されてもよいし、任意のメチル基がシリル基に置換されてもよいし、酸素原子または硫黄原子を含む場合には、他の第１６属元素に置換されてもよいし、リン原子を含む場合には、他の第１５属元素に置換されてもよい。さらに、結晶性を妨げるおそれが小さいか、結晶性の向
上が期待されるものであれば、種々の側鎖構造または環状構造を含んでもよい。
【００７３】
本実施の形態におけるアルケン重合体の重合方法（合成方法）は特に限定されず、公知のさまざまな方法を用いることができる。ここで、アルケン重合体の重合に用いられるモノマーには、少なくとも、前記一般式（１），（２），（３）または（４）で表される構造のアルケン化合物を含んでいればよく、前記一般式（１），（２），（３）および（４）で表される構造のうち、２種類のアルケン化合物を含んでいてもよく、前記一般式（１）〜（４）で表される構造の全てのアルケン化合物を含んでいてもよい。
【００７４】
また、用いられるモノマーは１種類のみであってもよいし、２種類以上であってもよい。例えば、モノマーとして用いられるアルケン化合物が前記一般式（２）で表される構造の化合物（ビニル化合物）のみである場合、置換基である有機基Ｒ１ は１種類のみでもよいし、複数種類の有機基を含む化合物が併用されてもよい。つまり、前記一般式（２）で用いられるアルケン化合物は、特定の１種類のビニル化合物のみでもよいし、複数種類のビニル化合物が用いられてもよい。
【００７５】
また、モノマーとしては、前記一般式（１）〜（４）で表されるアルケン化合物以外のモノマー化合物を含んでもよい。この場合、得られる重合体は、アルケンおよび他のモノマー化合物との共重合体となる。他のモノマー化合物としては、特に限定されず、（メタ）アクリル酸エステル、アクリロニトリル、ハロゲン化ビニル、ビニルアルコール等のアルケン化合物と共重合可能なものであればよい。
【００７６】
また、モノマーの重合時には、種々の触媒、重合用溶媒、種々の添加物等が用いられてもよい。例えば、前記アルケン化合物に触媒、溶媒、添加物等を任意の組成で調製したモノマー組成物を準備し、当該モノマー組成物を用いて、任意の重合反応器内で任意の条件で重合させることによって、本実施の形態におけるアルケン化合物を製造することができる。
【００７７】
なお、本実施の形態で利用可能な重合方法の一例としては、例えば、参考特許文献：国際公開番号ＷＯ２００２／０１４３８４号（対応日本国公表特許公報：特表２００４−５０６７５８号）に開示される具体的な方法および当該文献中に引用される特許文献に開示される具体的な方法（いずれも本明細書中に参考として援用される）を挙げることができるが、特に限定されない。
【００７８】
得られるアルケン重合体の構造は、次の一般式（５）または（６）で示される構造となる。なお、一般式中、Ｒ１ は前述した通りの有機基であり、Ｘ１ は、水素原子または前記Ｒ２ の置換基であり、Ｘ２ は、水素原子または前記Ｒ３ の置換基である。また、一般式（６）におけるＹは、酸素原子、硫黄原子等の二価の原子、または、アルケン化合物以外のモノマー構造である。また、モノマー構造単位の繰り返し数であるｎについては、分子量の好ましい範囲内において適宜選択可能な整数であればよい。
【００７９】
さらに、単一の重合体分子中におけるモノマー構造単位は、下記一般式（５）または（６）に該当すればよいので、１種類のみの構造単位からアルケン重合体が構成されてもよいし、複数種類の構造単位が含まれても良い。つまり、Ｒ１ ，Ｘ１ ，Ｘ２ は、同一分子中のモノマー構造単位全てにおいて同一の有機基または置換基であってもよいし、同一分子中のモノマー構造単位のそれぞれにおいて、異なる種類の有機基または置換基であってもよい。
【００８０】
得られるアルケン重合体の分子量は特に限定されないが、本実施の形態では、数平均分子量は１００万以下であると好ましい。数平均分子量が１００万以下であれば、アルケン
重合体の融点が常温を超える温度となって、常温では固体で維持されることになる。また、得られるアルケン重合体の温度条件（融点の許容範囲等）については後述する。
【００８１】
【化２】
【００８２】
［蒸発防止層の機能］
次に、前記有機化合物を含む蒸発防止層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。
【００８３】
本実施の形態では、蒸発防止層１３が、蓄熱溶液に不溶で、かつ、比重が水より軽く、融点が常温以上の前記有機化合物を少なくとも含んでおり、蓄熱動作を行わない状態では固体もしくは半固体である。
ここで半固体とは、熱変形状態やガラス転移状態などの固体と液体の中間に該当する状態を言う。
【００８４】
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もしくは半固体（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Ｐｆで固体から液体に相変化し、沸点Ｐｂ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Ｐｆでは固体もしくは半固体であって、さらに、常温の範囲（図中一点鎖線で挟まれる領域）であっても固体もしくは半固体のままである。
【００８５】
蒸発防止層１３を構成する有機化合物は、融点Ｐｍ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、有機化合物の融点Ｐｍは３５℃を超えていればよい。
【００８６】
蓄熱溶液層１１の温度がさらに上昇すれば、沸点Ｐｂ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を構成する有機化合物がアルケン重合体などの場合、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、熱分解温度Ｐｔも図示している。
【００８７】
このように、常温の範囲内では、蒸発防止層１３は固体もしくは半固体となるため、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。
【００８８】
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。
【００８９】
本実施の形態においては、蒸発防止層１３として用いられる有機化合物の融点Ｐｍは、蓄熱溶液の沸点Ｐｂ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Ｐｂは実質的に１００℃となる。したがって、有機化合物の融点Ｐｍは、３５℃以上１００℃未満であると好ましい。これにより、有機化合物において、融点が蓄熱溶液の沸点より低いため、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。
【００９０】
本実施の形態において特に好ましいアルケン重合体の一例としては、モノマーとしてアルケン化合物を用いた、炭素数１８の重合体を例示することができる。この重合体が蒸発防止層１３として用いられれば、アルケン重合体として、炭素数１８という特定範囲のポリアルファオレフィンを含んでいることになるため、蒸発防止層１３の物性がさらに安定化する。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が前述した有機化合物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および蒸発防止層１３の間に、さらに１層以上の副蒸発防止層を備える構成となっている。当該構成について、図２（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２（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。また、図２（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。当該溶媒組成物としては、後述するように、例えば８５〜９５重量％が不水溶性溶媒であって、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。
【００９５】
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。
【００９６】
前記溶媒組成物に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。
【００９７】
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。
【００９８】
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、前記シリコーンオイル、もしくは、前記飽和アルカン類や芳香族アルカン類等（もしくは、限りなく飽和アルカン類に近い鎖式または脂環式の炭化水素であり、以下これらを飽和アルカン類と称す）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、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。
【００９９】
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、この溶媒組成物は、その主成分が、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。
【０１００】
前記の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が生成する。しかも、この飽和アルカン類は、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。本実施の形態で使用する鉱油や合成油、さらに半合成油は、この製法を用いて得られる不水溶性溶媒を８５〜１００弱％（重量％）混合して、使用している。
【０１０１】
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４５以上の炭化水素になると、常温で固体に成り易いので取り扱いが難しい課題がある。この様に、揮発し難くて寿命が長い、常温で液体で取り扱いが簡単であるという理由から、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。またこれに加えて、この不水溶性溶媒は、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が有る。
【０１０２】
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。
【０１０３】
前記溶媒組成物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種の不水溶性溶媒が８５〜９５重量％の範囲内であり、前記添加剤を含む混合物が残部（５〜１５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。
【０１０４】
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、前記溶媒組成物の融点は、蓄熱溶液の凝固点より低いことが好ましい。
【０１０５】
［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２（ｂ）を参照して具体的に説明する。
【０１０６】
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２（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２（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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）。
【０１０９】
また、図２（ｂ）に示すように、溶媒組成物の融点Ｐｐは、蓄熱溶液の凝固点Ｐｆ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、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
なお、蒸発防止層１３を構成する有機化合物（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、主成分である有機化合物が固体でも、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。
【０１１２】
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。この際、例えば、蒸発防止層１３と副蒸発防止層１４の両者が非常に混和しやすいものであって高温時に一体となる場合は、蓄熱動作の後、常温に戻った際に、固体となった蒸発防止層１３内に副蒸発防止層１４が一部取り込まれる現象が見られるが、副蒸発防止層１４の方が比重が大きいため、下方に位置するほどその量が多くなり、上から順に固体、ゲル、液体となる。この場合、最下層がゲルであっても前述のクラックに対する穴埋め効果は見られるが、より有効に効果を発揮させるためには、蒸発防止層１３に対する副蒸発防止層１４の割合を多くすれば、最下層の液量がより多くなるので、蒸発防止層１３と副蒸発防止層１４の割合は常温時に残る最下層の液量を考慮して設計することが好ましい。
【０１１３】
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、前記のとおりアルケン重合体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。
【０１１４】
（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３（ａ），（ｂ）を参照して具体的に説明する。
【０１１５】
図３（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３（ａ）におけるＶ１−Ｖ１矢視断面が図３（ｂ）に示す蓄熱装置２０Ｃの縦断面図に相当し、図３（ｂ）におけるＶ２−Ｖ２矢視断面が図３（ａ）に示す蓄熱装置２０Ｃの横断面図に相当する。
【０１１６】
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２（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２（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。
【０１１７】
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３（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３（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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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、これらの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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
（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４を参照して具体的に説明する。
【０１２５】
［空気調和装置の構成］
図４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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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４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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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４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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
［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４を参照して具体的に説明する。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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）。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
なお、本発明は実施の形態１〜４で前述した代表例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。
【０１５０】
（機能の詳細）
以下、本文で記載した各機能について詳細を説明する。これらの機能において、本実施の形態１〜４は、全ての機能を同時に満たすことができない従来例に対し、３つともを満たし、総合的に高い機能を有するものである。
【０１５１】
［蒸発防止機能］
蒸発防止機能とは、蓄熱溶液上に蒸発防止層や少なくとも１つ以上の副蒸発防止層を設置した際の、蓄熱動作時を想定した所定条件における蓄熱溶液の蒸発速度で判断されるものである。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、重量減少を測定する。
【０１５２】
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、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する。
【０１５３】
［漏出防止機能］
漏出防止機能とは、運搬時に想定される蓄熱容器の転倒が発生した際に、蓄熱容器内の蓄熱溶液や蒸発防止層が容器外に漏れ出る量で判断するものである。具体的には、常温で蓄熱容器を４５度傾斜させ、蓄熱溶液（エチレングリコール３１％水溶液）や蒸発防止層が容器外に漏れ出る液量を測定し、液量が少ないほど漏出防止機能が高いことを意味している。
【０１５４】
［圧力緩和機能］
圧力緩和機能とは、蓄熱動作時の温度上昇によって、蓄熱容器内で蓄熱溶液が膨張し、液面が上昇する際に、上層の蒸発防止層が下層からの内圧を逃がすことができるかを判断するものである。具体的には、蓄熱容器の温度を常温から１００℃に上昇させた際に、蒸発防止層の位置が、初期からどれだけ上側に移動しているかを測定し、蓄熱溶液のみを１００℃まで上昇させた際に見られる液面上昇距離に近いほど機能が高く、それ以下もしくは、蒸発防止層や蓄熱容器の破壊が見られた場合は機能が低いことを意味している。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
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】
【０１５６】
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
【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５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【０００７】
図５（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５（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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前記従来の構成では、蒸発防止層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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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】
【００２１】
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顕熱型の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、比重が前記蓄熱溶液より小さ
く、かつ、融点が常温以上である有機化合物から少なくとも構成されている構成である。
【００２２】
ここで融点とは、融点が不明慮な油脂類や多成分系の場合には、流動点と同義とし、以下、融点もしくは流動点を総称して融点として記載する。
【００２３】
前記構成によれば、開放型の蓄熱容器内に形成される少なくとも１層の蒸発防止層の融点が常温以上であるため、常温の範囲内では固体の蒸発防止層が形成され、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。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同時に満足させることができる。
【００２４】
前記蓄熱装置においては、前記有機化合物は、蓄熱材に対し不溶であることが好ましい。また、前記有機化合物の融点は、前記蓄熱溶液の沸点より低いことが好ましい。
【００２５】
前記構成によれば、前記有機化合物は、蓄熱材に対して不溶であるため、溶解するものに比べて、蒸発成分が前記蒸発防止層を透過することを有効に防止することができる。さらに融点が蓄熱溶液の沸点より低いため、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を、より確実に実現することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
前記蓄熱装置においては、前記有機化合物の比重は、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。
【００２９】
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前記有機化合物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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
前記構成によれば、前記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ため、低温での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、この溶媒組成物は、その主成分が、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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】
【００４３】
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】
【００４４】
【図１】（ａ）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、（ｂ）（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
【図２】（ａ）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、（ｂ）（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
【図３】（ａ）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、（ｂ）（ａ）に示す蓄熱装置の縦断面図
【図４】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
【図５】（ａ）従来の蓄熱装置の構成の一例を示す断面図、（ｂ）（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
【発明を実施するための形態】
【００４５】
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。また、本文に用いる蒸発防止機能、漏出防止機能、および圧力緩和機能については、詳細を（機能の詳細）で後述する。
【００４６】
（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。
【００４７】
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、当該蓄熱溶液層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。
【００４８】
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、蓄熱溶液層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。
【００４９】
箱部２１１および蓋部２１２は、内部空間で蓄熱溶液層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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
［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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、前記蓄熱溶液に不溶であり、比重が蓄熱溶液の比重より小さく、融点が常温以上である有機化合物から少なくとも構成されている。なお、有機化合物の具体的な構成については後述する。
【００６２】
ここで融点が不明慮な油脂類や多成分系の場合には、流動点と同義とする。なお、流動点とは日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ２２６９に従って測定されるものとする。
【００６３】
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、主成分の有機化合物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。
【００６４】
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。この場合、蓄熱溶液層１１は、水を含む蓄熱溶液組成物で構成されていることになり、蒸発防止層１３は、主成分に有機化合物を含む蒸発防止組成物で構成されていることになる。
【００６５】
なお、蒸発防止層１３として主成分の有機化合物に前述の添加剤を含んだ場合も、その状態で比重や融点の条件を満たすものであれば同様の効果を得られることはいうまでもない。
【００６６】
［有機化合物の構成］
次に、蒸発防止層１３の主成分として含まれる有機化合物について、例を挙げて具体的に説明する。
【００６７】
本実施の形態において、蒸発防止層１３として用いられる有機化合物は、代表としてｎ−トリコサン、ｎ−ドコサン、ｎ−ヘンエイコサンなどの低融点パラフィンやポリエチレンワックス、ポリオレフィンなどのアルケン重合体などが挙げられる。
【００６８】
前者低融点パラフィンのｎ−トリコサンは炭素数２３、融点４６℃、比重０．７９６９、ｎ−ドコサンは炭素数２２、融点４６℃、比重０．７７７８、ｎ−ヘンエイコサンは炭素数２１、融点４２℃、比重０．７９２の直鎖状の炭化水素である。また、いずれも蓄熱溶液に不溶で比重が小さく、かつ、融点が蓄熱溶液の沸点以下である。また、後者アルケン重合体は、少なくとも１種類以上のアルケン化合物（炭素・炭素間に二重結合を含む有機化合物）を重合して得られるものであり、融点等はモノマーの構造や重合度、分子量などによって異なる。具体的には、上記アルケン重合体は、少なくとも、下記一般式（１），（２），（３）および（４）のうち少なくともいずれか１つで表される構造を有している。
【００６９】
ここで、前記一般式中Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、いずれもそれぞれ炭素数１以上の有機基である。
【００７０】
前記アルケン重合体は、蓄熱溶液に対して不溶であり、比重が蓄熱溶液より小さく、かつ融点が常温以上のものであれば、有機基Ｒ１ 〜Ｒ３の具体的な種類は特に限定されず、公知のあらゆる有機基であればよいが、一般に、側鎖である有機基Ｒ１ 〜Ｒ３が直鎖状である方が結晶性が高く、本実施の形態に望まれるように、蒸発防止機能をより高めるためには、前記アルケン重合体の結晶性は高い方が望ましいため、有機基Ｒ１ 〜Ｒ３は、直鎖状の有機基であるとより好ましい。
【００７１】
【化１】
【００７２】
直鎖状の有機基としては、例えば、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等の直鎖アルキル基；フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基、フェニルヘブチル基、４−プロピルトリル基、（１−エチル−４−フェニル）プロピル基等の芳香族アルキル基（複素環系も含む）；エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基等の直鎖アルキルフェニル基または直鎖アルキル芳香族基；オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基等の直鎖アルコキシル基；オクテニル基、ノネニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基、トリデシニル基、テトラデシニル基、ペンタデシニル基、ヘキサデシニル基、ヘプタデシニル基、オクタデシニル基、ノナデシニル基、イコシニル基等のアルケニル基（二重結合の位置は限定されない）；アルカニル基（三重結合の位置は特に限定されない）；オクタノイル基、ノニノイル基、デシノイル基等のカルボキシル基；Ｎ−オクチルアミノ基、Ｎ−ノニルアミノ基、Ｎ−デシルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジブチルアミド基、ブチルペンチルアミド基、フェニルエチルアミド基等のアルキルアミド基；ジブチルホスフィド基、ブチルペンチルホスフィド基、フェニルエチルホスフィド基等のアルキルホスフィド基；オクチルスルフィド基、ノニルスルフィド基、デシルスルフィド基等のアルキルスルフィド基；等を挙げることができるが、特に限定されない。なお、前記有機基においては、任意の水素原子がハロゲン原子に置換されてもよいし、任意のメチル基がシリル基に置換されてもよいし、酸素原子または硫黄原子を含む場合には、他の第１６属元素に置換されてもよいし、リン原子を含む場合には、他の第１５属元素に置換されてもよい。さらに、結晶性を妨げるおそれが小さいか、結晶性の向
上が期待されるものであれば、種々の側鎖構造または環状構造を含んでもよい。
【００７３】
本実施の形態におけるアルケン重合体の重合方法（合成方法）は特に限定されず、公知のさまざまな方法を用いることができる。ここで、アルケン重合体の重合に用いられるモノマーには、少なくとも、前記一般式（１），（２），（３）または（４）で表される構造のアルケン化合物を含んでいればよく、前記一般式（１），（２），（３）および（４）で表される構造のうち、２種類のアルケン化合物を含んでいてもよく、前記一般式（１）〜（４）で表される構造の全てのアルケン化合物を含んでいてもよい。
【００７４】
また、用いられるモノマーは１種類のみであってもよいし、２種類以上であってもよい。例えば、モノマーとして用いられるアルケン化合物が前記一般式（２）で表される構造の化合物（ビニル化合物）のみである場合、置換基である有機基Ｒ１ は１種類のみでもよいし、複数種類の有機基を含む化合物が併用されてもよい。つまり、前記一般式（２）で用いられるアルケン化合物は、特定の１種類のビニル化合物のみでもよいし、複数種類のビニル化合物が用いられてもよい。
【００７５】
また、モノマーとしては、前記一般式（１）〜（４）で表されるアルケン化合物以外のモノマー化合物を含んでもよい。この場合、得られる重合体は、アルケンおよび他のモノマー化合物との共重合体となる。他のモノマー化合物としては、特に限定されず、（メタ）アクリル酸エステル、アクリロニトリル、ハロゲン化ビニル、ビニルアルコール等のアルケン化合物と共重合可能なものであればよい。
【００７６】
また、モノマーの重合時には、種々の触媒、重合用溶媒、種々の添加物等が用いられてもよい。例えば、前記アルケン化合物に触媒、溶媒、添加物等を任意の組成で調製したモノマー組成物を準備し、当該モノマー組成物を用いて、任意の重合反応器内で任意の条件で重合させることによって、本実施の形態におけるアルケン化合物を製造することができる。
【００７７】
なお、本実施の形態で利用可能な重合方法の一例としては、例えば、参考特許文献：国際公開番号ＷＯ２００２／０１４３８４号（対応日本国公表特許公報：特表２００４−５０６７５８号）に開示される具体的な方法および当該文献中に引用される特許文献に開示される具体的な方法（いずれも本明細書中に参考として援用される）を挙げることができるが、特に限定されない。
【００７８】
得られるアルケン重合体の構造は、次の一般式（５）または（６）で示される構造となる。なお、一般式中、Ｒ１ は前述した通りの有機基であり、Ｘ１ は、水素原子または前記Ｒ２ の置換基であり、Ｘ２ は、水素原子または前記Ｒ３ の置換基である。また、一般式（６）におけるＹは、酸素原子、硫黄原子等の二価の原子、または、アルケン化合物以外のモノマー構造である。また、モノマー構造単位の繰り返し数であるｎについては、分子量の好ましい範囲内において適宜選択可能な整数であればよい。
【００７９】
さらに、単一の重合体分子中におけるモノマー構造単位は、下記一般式（５）または（６）に該当すればよいので、１種類のみの構造単位からアルケン重合体が構成されてもよいし、複数種類の構造単位が含まれても良い。つまり、Ｒ１ ，Ｘ１ ，Ｘ２ は、同一分子中のモノマー構造単位全てにおいて同一の有機基または置換基であってもよいし、同一分子中のモノマー構造単位のそれぞれにおいて、異なる種類の有機基または置換基であってもよい。
【００８０】
得られるアルケン重合体の分子量は特に限定されないが、本実施の形態では、数平均分子量は１００万以下であると好ましい。数平均分子量が１００万以下であれば、アルケン
重合体の融点が常温を超える温度となって、常温では固体で維持されることになる。また、得られるアルケン重合体の温度条件（融点の許容範囲等）については後述する。
【００８１】
【化２】
【００８２】
［蒸発防止層の機能］
次に、前記有機化合物を含む蒸発防止層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。
【００８３】
本実施の形態では、蒸発防止層１３が、蓄熱溶液に不溶で、かつ、比重が水より軽く、融点が常温以上の前記有機化合物を少なくとも含んでおり、蓄熱動作を行わない状態では固体もしくは半固体である。
ここで半固体とは、熱変形状態やガラス転移状態などの固体と液体の中間に該当する状態を言う。
【００８４】
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もしくは半固体（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Ｐｆで固体から液体に相変化し、沸点Ｐｂ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Ｐｆでは固体もしくは半固体であって、さらに、常温の範囲（図中一点鎖線で挟まれる領域）であっても固体もしくは半固体のままである。
【００８５】
蒸発防止層１３を構成する有機化合物は、融点Ｐｍ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、有機化合物の融点Ｐｍは３５℃を超えていればよい。
【００８６】
蓄熱溶液層１１の温度がさらに上昇すれば、沸点Ｐｂ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を構成する有機化合物がアルケン重合体などの場合、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、熱分解温度Ｐｔも図示している。
【００８７】
このように、常温の範囲内では、蒸発防止層１３は固体もしくは半固体となるため、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。
【００８８】
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。
【００８９】
本実施の形態においては、蒸発防止層１３として用いられる有機化合物の融点Ｐｍは、蓄熱溶液の沸点Ｐｂ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Ｐｂは実質的に１００℃となる。したがって、有機化合物の融点Ｐｍは、３５℃以上１００℃未満であると好ましい。これにより、有機化合物において、融点が蓄熱溶液の沸点より低いため、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。
【００９０】
本実施の形態において特に好ましいアルケン重合体の一例としては、モノマーとしてアルケン化合物を用いた、炭素数１８の重合体を例示することができる。この重合体が蒸発防止層１３として用いられれば、アルケン重合体として、炭素数１８という特定範囲のポリアルファオレフィンを含んでいることになるため、蒸発防止層１３の物性がさらに安定化する。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が前述した有機化合物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および蒸発防止層１３の間に、さらに１層以上の副蒸発防止層を備える構成となっている。当該構成について、図２（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２（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。また、図２（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。当該溶媒組成物としては、後述するように、例えば８５〜９５重量％が不水溶性溶媒であって、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。
【００９５】
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。
【００９６】
前記溶媒組成物に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。
【００９７】
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。
【００９８】
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、前記シリコーンオイル、もしくは、前記飽和アルカン類や芳香族アルカン類等（もしくは、限りなく飽和アルカン類に近い鎖式または脂環式の炭化水素であり、以下これらを飽和アルカン類と称す）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、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。
【００９９】
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、この溶媒組成物は、その主成分が、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。
【０１００】
前記の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が生成する。しかも、この飽和アルカン類は、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。本実施の形態で使用する鉱油や合成油、さらに半合成油は、この製法を用いて得られる不水溶性溶媒を８５〜１００弱％（重量％）混合して、使用している。
【０１０１】
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４５以上の炭化水素になると、常温で固体に成り易いので取り扱いが難しい課題がある。この様に、揮発し難くて寿命が長い、常温で液体で取り扱いが簡単であるという理由から、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。またこれに加えて、この不水溶性溶媒は、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が有る。
【０１０２】
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。
【０１０３】
前記溶媒組成物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種の不水溶性溶媒が８５〜９５重量％の範囲内であり、前記添加剤を含む混合物が残部（５〜１５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。
【０１０４】
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、前記溶媒組成物の融点は、蓄熱溶液の凝固点より低いことが好ましい。
【０１０５】
［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２（ｂ）を参照して具体的に説明する。
【０１０６】
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２（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２（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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）。
【０１０９】
また、図２（ｂ）に示すように、溶媒組成物の融点Ｐｐは、蓄熱溶液の凝固点Ｐｆ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、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
なお、蒸発防止層１３を構成する有機化合物（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、主成分である有機化合物が固体でも、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。
【０１１２】
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。この際、例えば、蒸発防止層１３と副蒸発防止層１４の両者が非常に混和しやすいものであって高温時に一体となる場合は、蓄熱動作の後、常温に戻った際に、固体となった蒸発防止層１３内に副蒸発防止層１４が一部取り込まれる現象が見られるが、副蒸発防止層１４の方が比重が大きいため、下方に位置するほどその量が多くなり、上から順に固体、ゲル、液体となる。この場合、最下層がゲルであっても前述のクラックに対する穴埋め効果は見られるが、より有効に効果を発揮させるためには、蒸発防止層１３に対する副蒸発防止層１４の割合を多くすれば、最下層の液量がより多くなるので、蒸発防止層１３と副蒸発防止層１４の割合は常温時に残る最下層の液量を考慮して設計することが好ましい。
【０１１３】
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、前記のとおりアルケン重合体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。
【０１１４】
（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３（ａ），（ｂ）を参照して具体的に説明する。
【０１１５】
図３（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３（ａ）におけるＶ１−Ｖ１矢視断面が図３（ｂ）に示す蓄熱装置２０Ｃの縦断面図に相当し、図３（ｂ）におけるＶ２−Ｖ２矢視断面が図３（ａ）に示す蓄熱装置２０Ｃの横断面図に相当する。
【０１１６】
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２（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２（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。
【０１１７】
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３（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３（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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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、これらの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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
（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４を参照して具体的に説明する。
【０１２５】
［空気調和装置の構成］
図４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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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４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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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４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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
［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４を参照して具体的に説明する。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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）。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
なお、本発明は実施の形態１〜４で前述した代表例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。
【０１５０】
（機能の詳細）
以下、本文で記載した各機能について詳細を説明する。これらの機能において、本実施の形態１〜４は、全ての機能を同時に満たすことができない従来例に対し、３つともを満たし、総合的に高い機能を有するものである。
【０１５１】
［蒸発防止機能］
蒸発防止機能とは、蓄熱溶液上に蒸発防止層や少なくとも１つ以上の副蒸発防止層を設置した際の、蓄熱動作時を想定した所定条件における蓄熱溶液の蒸発速度で判断されるものである。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、重量減少を測定する。
【０１５２】
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、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する。
【０１５３】
［漏出防止機能］
漏出防止機能とは、運搬時に想定される蓄熱容器の転倒が発生した際に、蓄熱容器内の蓄熱溶液や蒸発防止層が容器外に漏れ出る量で判断するものである。具体的には、常温で蓄熱容器を４５度傾斜させ、蓄熱溶液（エチレングリコール３１％水溶液）や蒸発防止層が容器外に漏れ出る液量を測定し、液量が少ないほど漏出防止機能が高いことを意味している。
【０１５４】
［圧力緩和機能］
圧力緩和機能とは、蓄熱動作時の温度上昇によって、蓄熱容器内で蓄熱溶液が膨張し、液面が上昇する際に、上層の蒸発防止層が下層からの内圧を逃がすことができるかを判断するものである。具体的には、蓄熱容器の温度を常温から１００℃に上昇させた際に、蒸発防止層の位置が、初期からどれだけ上側に移動しているかを測定し、蓄熱溶液のみを１００℃まで上昇させた際に見られる液面上昇距離に近いほど機能が高く、それ以下もしくは、蒸発防止層や蓄熱容器の破壊が見られた場合は機能が低いことを意味している。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
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】
【０１５６】
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
【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顕熱型の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、前記蓄熱溶液に対して不溶であり、比重が前記蓄熱溶液より小さく、かつ、融点が常温以上である有機化合物から少なくとも構成されていることを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記有機化合物は、前記蓄熱溶液に対し不溶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３】
前記有機化合物の融点は、前記蓄熱溶液の沸点より低いことを特徴とする、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５】
前記有機化合物の比重は、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４に記載の蓄熱装置。
【請求項６】
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４または５に記載の蓄熱装置。
【請求項７】
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４〜６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１〜７のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項９】
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１〜８のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項１０】
前記加熱器は、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９に記載の蓄熱装置。
【請求項１１】
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９または１０に記載の蓄熱装置。
【請求項１２】
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９〜１１のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２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。
【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顕熱型の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、前記蓄熱溶液に対して不溶であり、比重が前記蓄熱溶液より小さく、かつ、融点が常温以上である有機化合物から少なくとも構成されていることを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記有機化合物は、前記蓄熱溶液に対し不溶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３】
前記有機化合物の融点は、前記蓄熱溶液の沸点より低いことを特徴とする、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５】
前記有機化合物の比重は、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４に記載の蓄熱装置。
【請求項６】
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４または５に記載の蓄熱装置。
【請求項７】
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４〜６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１〜７のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項９】
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１〜８のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項１０】
前記加熱器は、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９に記載の蓄熱装置。
【請求項１１】
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９または１０に記載の蓄熱装置。
【請求項１２】
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９〜１１のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−９８００１（Ｐ２０１２−９８００１Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８０７１（Ｐ２０１０−２４８０７１）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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