JP2012072930A - 蓄熱装置およびこれを備える空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の腐食を抑制した小型軽量高品質の蓄熱装置と、これを用いた快適で省エネの高い空気調和装置を提供することを目的とする。
【解決手段】蓄熱装置２０Ａは、水からなる蓄熱溶液で構成される蓄熱溶液層１１と、蓄熱溶液層１１に浸漬された蓄熱用熱交換器２２と、蓄熱溶液層１１の上部に配置した蒸発防止層１３を、内部空間に配置した構成である。蒸発防止層１３は、少なくとも１種の不水溶性溶媒の溶媒組成物で構成され、溶媒組成物は流動点が常温未満で、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。この様な物性の蒸発防止層１３であるため、有機酸が僅かしか生成せず、空気中の酸素が蓄熱溶液層１１に浸入し難くなって、蓄熱用熱交換器２２の腐食が低減する。
【選択図】図１

Description

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。

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。具体的には、このような蓄熱溶液を用いた蓄熱装置は、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の構成が開示されている。このような蓄熱装置について、空気調和機に応用した構成も含めて、より具体的な一例を図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。

図６（ａ）は、特許文献１に開示される従来の蓄熱装置９１０の断面を示している。蓄熱装置９１０は、金属製の蓄熱槽９０１および金属製の蓋体９０２から蓄熱容器が構成され、蓄熱槽９０１の内部空間には蓄熱材９０３が収納されている。この蓄熱材９０３としては、低温における凍結を防止するために、水を主成分とし３０％のエチレングリコールを混合したブラインが用いられている。また、蓄熱槽９０１の内部空間であって、蓄熱材９０３に浸漬する位置には、複数の放熱用熱交換器９０４および複数の吸熱用熱交換器９０５が設けられている。

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。

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。

図６（ｂ）は、前記構成の蓄熱装置９１０を空気調和機の冷凍サイクルに組み込んだ構成を示している。空気調和機は、室内ユニット９１１、膨張弁（図示せず）、室外ユニット９１２、圧縮機９１３およびこれらをつなぐ配管９１６を備えている。室内ユニット９１１は、室内側熱交換器（図示せず）を備え、室外ユニット９１２は室外側熱交換器（図示せず）を備え、配管の内部には冷媒が流れている。また、室内ユニット９１１、膨張弁、室外ユニット９１２および圧縮機９１３によって暖房用ヒートポンプが構成されている。

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。

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。

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。

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。

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。

特開平１０−２８８３５９号公報 特開昭６４−１００９８号公報 特開２０００−１１９６４３号公報

しかしながら、前記従来の蓄熱装置９１０で使用する油膜９０７は、蓄熱材９０３の蒸発防止または抑制に主眼が置かれ、その酸化劣化やここを介しての空気中酸素の蓄熱材９０３への浸入には主眼が置かれていなかった。そのため、長期間使用すると、従来材料の油膜９０７は、酸化劣化して有機酸が生成し、この生成有機酸が蓄熱材９０３に浸入して
そのＰＨが低下しさらに、油膜９０７を介して空気中酸素が蓄熱材９０３に浸入していた。蓄熱材９０３は、ＰＨが低下したり酸素が浸入したりすると、腐食を誘発し易い環境となり、放熱用熱交換器９０４および吸熱用熱交換器９０５が腐食する例が極稀にあった。

この課題解決のため、放熱用熱交換器９０４および吸熱用熱交換器９０５は、ステンレスでも例えばＳＵＳ３１６という耐食性の極めて優れた材料を使用して対応しているのだが、腐食が激しい使用形態の場合、その表面を電解研磨して耐食性をさらに高めたり、表面積を大きくして受熱負荷を低減したりや、板厚を厚くしたりして、耐食性向上を図っている。このため、蓄熱装置が高価になるや重くなるという課題が新たに発生していた。一方、使用期間が短くて腐食が少ない場合は銅を使用できるがその場合、表面積を大きくして受熱負荷を低減したりや、板厚を厚くして耐食を確保しているが、これにともなって蓄熱装置が重くなるという課題が新たに発生していた。さらに、これら熱交換器の腐食は、例えば１００℃といった高温で発生するので、蓄熱装置をこの様な高温まで上昇させて使用することができない課題もあった。

本発明は、前記課題を解決するために、特定範囲の炭素数を有する炭化水素を含んだ油膜を使用して、有機酸が僅かしか生成しないうえに空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入し難くして、熱交換器の腐食を抑制した小型軽量高品質の蓄熱装置と、これを用いた快適で省エネの高い空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る蓄熱装置は、前記の課題を解決するために、少なくとも水からなる蓄熱溶液で構成される蓄熱溶液層と、蓄熱溶液層に浸漬された熱交換器と、蓄熱溶液層の上部に配置した蒸発防止層を、その内部空間に配置した蓄熱容器を備えるとした。そして、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、溶媒組成物はその流動点が常温未満であり、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こととした。

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、溶媒組成物はその流動点が常温未満であり、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炭化水素を使用している。この様な物性の蒸発防止層は、有機酸が僅かしか生成しないうえに、空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入し難いので、熱交換器は腐食低減を確実なものとすることができる。また、この蒸発防止層は、流動点が常温未満であるので、蓄熱溶液層の蒸発防止または抑制を確実なものとすることができその結果、蓄熱溶液層は、蒸発が抑制されるので補充の必要がなく長期間良好な蓄熱特性を維持できる。

前記蓄熱装置の蒸発防止層においては、溶媒組成物の流動点は、蓄熱溶液の凝固点より低いことが好ましい。蓄熱溶液が凝固するまで蓄熱装置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。

前記蓄熱装置の蓄熱溶液層においては、蓄熱溶液の具体的な構成は特に限定されないが、蓄熱溶液が水だけでなく、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その結果、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。また、二価アルコールの酸化を防止する酸化防止液を混合した蓄熱溶液にすると、有機酸の生成量が低減し熱交換器の耐食性を一層確実なものとすることができる。またさらに、蓄熱溶液が、ＰＨ６〜１１の水溶液にすると、有機酸の生成量が低減し熱交換器の耐食性をさらに一層確実なものとすることができる。

前記蓄熱装置においては、蓄熱溶液層を加熱する加熱源と、蓄熱溶液層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、加熱源は、蓄熱溶液層の外部に設けられ、蓄熱用熱交換器は、蓄熱容器の内部で蓄熱溶液層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。この構成によれば、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。

前記蓄熱装置においては、蓄熱容器は、加熱源を囲むように設けられていることが好ましい。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。

前記蓄熱装置においては、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。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。

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。

本発明は、蓄熱溶液の補充のない小型軽量高品質の蓄熱装置と、これを用いた快適で省エネの高い空気調和装置を提供できる。

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 本発明の実施の形態１に係る蓄熱装置の効果特性図（蒸発防止層の組成分析結果） 本発明の実施の形態１に係る蓄熱装置の効果特性図（水質ＰＨと銅イオン濃度の特性図） （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横断面図、（ｂ）（ａ）に示す蓄熱装置の縦断面図 本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成の一例を示すブロック図 （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

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。

（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を参照して具体的に説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る蓄熱装置２０Ａは、少なくとも水からなる蓄熱
溶液で構成される蓄熱溶液層１１と、この蓄熱溶液層１１に浸漬された蓄熱用熱交換器２２と、蓄熱溶液層１１の上部に配置した蒸発防止層１３を、その内部空間に配置した構成である。そして、この蒸発防止層１３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、この溶媒組成物はその流動点が常温未満であり、この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こととしている。

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。

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ＰＰＳ樹脂などの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。

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を参照して具体的に説明する。前記のとおり、蓄熱容器２１の内部には、蓄熱溶液を貯えた蓄熱溶液層１１と、その上部に積層形成した蒸発防止層１３があるが、さらにこの上方には用途に応じて、通気孔２１４から流入する外気により空気層１２を形成してもよい。したがって、この様な用途の場合、蓄熱容器２１の内部には、蓄熱溶液層１１、蒸発防止層１３、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。蓄熱溶液層１１および蒸発防止層１３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。

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。圧力上昇などに対する内圧調整する手段として、例えば、蓋部２１２において内部空気に接する位置に嵌合される、蓋ピンホールを有するゴム材からなるものを用いることができる。

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。

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の具体的な構成や材質は特に限定されず、公知の構成を好適に用いることができる。

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。

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。なお、この蓄熱および熱回収となる構成は、逆の構成も可能である。

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。
［蒸発防止層の組成］
本実施の形態で、特に好ましい蒸発防止層１３は、溶媒組成物の融点が常温未満であり、不水溶性溶媒はその炭素数が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を、挙げることができる。不水溶性溶媒を構成する炭化水素は、鎖式または脂環式の飽和アルカン類（もしくは、限りなく飽和アルカン類に近い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）である。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、パラフィンワックス、鉱油等を例示することができる。この組成物の蒸発防止層１３を使用すると、蓄熱用熱交換器２２の腐食を低減できる利点と、蓄熱溶液層１１を構成する蓄熱溶液の蒸発を一層防止または抑制する利点が得られた。

図２は、検討した蒸発防止層１３に関し、不水溶性溶媒のＧＣ―ＭＳ分析装置による組成分析結果であるが、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であることがわかる。

こ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合成油や半合成油さらに鉱油は、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。

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の理由から、不水溶性溶媒は、炭素数が２４〜４４の範囲内にある炭化水素の少なくともいずれかを含んでいるとした組成物とした。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。
［蒸発防止層の腐食低減効果の効果検証］
効果検証方法とその結果を、実施例に基づいて具体的に説明する。効果検証に使用した蓄熱装置２０Ａを、実施例に基づいて具体的に説明する。蓄熱容器２１として、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）を成型して、箱部２１１と蓋部２１２を得た。次に、箱部２１１の内部空間に、銅の蛇管からなる蓄熱用熱交換器２２を浸漬しさらに、脱イオン水に予め極微量のアルカリを混合して初期ＰＨ７．０に調整した蓄熱溶液を注入して蓄熱溶液層１１とし、その上部に蒸発防止層１３を積層して最後に、蓋部２１２を箱部２１に積層して蓄熱装置２０Ａは完成である。

実施例および比較例における各種・評価は次に示すようにして行った。効果確認実験は、初期ＰＨ７．０の蓄熱溶液に、種々の蒸発防止層１３を積層し、所定条件（２０℃で２週間後さらに１００℃で２週間）で試験した前後の特性を評価した。評価した特性は、蓄熱溶液の蒸発防止効果と、試験前（初期）と試験後の蓄熱溶液のＰＨであり、特性測定値に応じて「優れる」「良好」「不充分」「極度に劣る」の４段階でランク分けし、その各々を「◎」「○」「△」「×」の記号で表現している。

蓄熱溶液の蒸発防止効果は、蓄熱溶液層１１および蒸発防止層１３の所定条件における重量減少量を、蒸発防止層１３の単位面積と試験期間の積で除した値で評価した値である。この値が大きいほど、蓄熱溶液層１１および蒸発防止層１３の重量が大きく減少するので、蓄熱溶液の蒸発防止効果がないことを意味する。逆に、この値が小さいほど、蓄熱溶液層１１および蒸発防止層１３の重量がほとんど減少しないので、蓄熱溶液の蒸発防止効果が優れることを意味する。２０℃の重量減少量が、３ｍｇ以下／ｃｍ^２・ｄａｙであれば「◎」、３〜６ｍｇ／ｃｍ^２・ｄａｙであれば「○」、６〜１０ｍｇ／ｃｍ^２・ｄａｙであれば「△」、１０ｍｇ以上／ｃｍ^２・ｄａｙであれば「×」と評価した。また、１００℃の重量減少量が、０．１ｇ以下／ｃｍ^２・ｄａｙであれば「◎」、０．１〜０．２ｇ／ｃｍ^２・ｄａｙであれば「○」、０．２〜０．３ｇ／ｃｍ^２・ｄａｙであれば「△」、０．３ｇ以上／ｃｍ^２・ｄａｙであれば「×」と評価した。

溶液ＰＨは、試験前（初期）と試験後の蓄熱溶液の液性ＰＨを測定したものである。有酸の抑制効果は、蒸発防止層１３から有機酸がどれだけ生成してＰＨ低下が起こっているかを評価する項目であり、有機酸の生成量が多いほど試験後のＰＨが低下して酸性側にシフトする傾向を活用している。この実験においては、試験前（初期）のＰＨが７．０と同一値であることから試験後のＰＨで評価し、ＰＨが６．５〜７．０であれば「◎」、ＰＨが６．０〜６．５であれば「○」、ＰＨが５．５〜６．０であれば「△」、ＰＨが５．５
未満であれば「×」と評価した。

総合判定は、蓄熱溶液の蒸発防止効果と有機酸の抑制効果の各評価項目を総合的に評価した。各評価項目いずれも◎であり、○や△や×がなければ、総合判定を「◎」として評価した。また、各評価項目のいずれも○や◎であり、△や×がなければ、総合判定を「○」として評価した。また、各評価項目のうち１個でも△があれば、他に◎と○があっても、総合判定を「△」として評価した。また、各評価項目のうち１個でも×があれば、他に◎や○や△があっても、総合判定を「×」として評価した。

検討に用いた蒸発防止層１３は、以下の通リである。
（本発明の実施例Ａ）
蒸発防止層１３は、溶媒組成物の融点が常温未満であり、不水溶性溶媒はその炭素数が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組成物を使用した実施例である。この蒸発防止層１３は、流動点がー３１℃で分解開始温度が２６０℃の組成物であり、図２はこの組成物の不水溶性溶媒に関するＧＣ―ＭＳ分析装置の分析結果である。蓄熱容器内に、初期ＰＨ７．０の脱イオン水を用いた蓄熱溶液を注入しその上部に、蒸発防止層１３を積層して、所定条件にて試験した後の特性を評価した結果の纏めを表１に示す。
（従来例Ａ）
蒸発防止層１３として、Ｃ_１５Ｈ_３２の飽和炭化水素を使用した以外は、前記実施例Ａと同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。この蒸発防止層１３は、融点が１０℃で、沸点が２７０℃の組成物である。
（従来例Ｂ）
蒸発防止層１３として、シリコーン油を使用した以外は、前記実施例Ａと同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。この蒸発防止層１３は、流動点がー４０℃で、分解開始温度が２５０℃の組成物である。
（従来例Ｃ）
蒸発防止層１３として、油脂（脂肪酸エステル）を使用した以外は、前記実施例Ａと同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。この蒸発防止層１３は、流動点がー２０℃で、分解開始温度が２００℃の組成物である。
（比較例Ｉ）
蒸発防止層１３として、Ｃ_２３Ｈ_４８の飽和炭化水素を使用した以外は、前記実施例Ａと同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。この蒸発防止層１３は、融点が４６℃で、沸点が２００℃の組成物である。
（比較例ＩＩ）
蒸発防止層１３として、Ｃ_１０００のエチレン樹脂を使用した以外は、前記実施例Ａと同様にして前記各評価を行った。その結果を表１に示す。この蒸発防止層１３は、融点が８０℃で、分解開始温度が１６０℃の高分子樹脂であり、Ｃ４５の炭素数を有する炭化水素が現在の技術では得られないので、これの代替品として評価に使用した。
（本発明の評価結果）
（表１）は、初期ＰＨ７．０の脱イオン水を用いた蓄熱溶液に、種々の蒸発防止層１３を積層し、所定条件（２０℃で２週間後さらに１００℃で２週間）で試験した結果の纏めである。

本発明の実施例Ａは、溶媒組成物の融点が常温未満であり、不水溶性溶媒はその炭素数が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組成物を、蒸発防止層１３として使用しているので、蓄熱溶液の蒸発防止効果と有機酸の抑制効果の両方に優れている。

一方、従来例Ａ〜Ｃは、蓄熱溶液の蒸発防止効果と有機酸の抑制効果が、両方とも不充分であった。また、特に従来例Ａは、所定条件（２０℃で２週間後さらに１００℃で２週間）で試験すると、蓄熱溶液層と蒸発防止層が全て揮発してしまう問題が生じた。またさらに比較例Ｉ、ＩＩも、蓄熱溶液の蒸発防止効果と有機酸の抑制効果が、両方とも不充分であった。

本発明の実施例Ａにおいて蒸発防止層１３として使用した不水溶性溶媒が、蓄熱用熱交換器２２の腐食を一層低減できる理由を説明する。蓄熱用熱交換器２２で使用する銅は、後述する様に、水溶液のＰＨが酸性であるほど、腐食して銅イオンを多く溶出する。従って、蒸発防止層１３で使用する不水溶性溶媒は、有機酸が生成し難い材料が望まれる。有機酸は、α―オレフィンから多く生成し、飽和アルカン類からは僅かしか生成しない性質がある。その点、蒸発防止層１３で使用するこの組成物の不水溶性溶媒は、飽和アルカン類（もしくは、限りなく飽和アルカン類に近い炭化水素）であるので有機酸が僅かしか生成せず、蓄熱溶液のＰＨが酸性側にシフトし難い。

また、蓄熱用熱交換器２２で使用する銅は、空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入して溶存酸素が多くなるほど、腐食して銅イオンを多く溶出する。従って、蒸発防止層１３で使用する不水溶性溶媒は、空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入しがたい材料が望まれており、空気中の酸素は、気密シールが充分であれば、蓄熱溶液に浸入し難い性質がある。その点、蒸発防止層１３で使用する不水溶性溶媒は、常温で液体であるので気密シールが充分となり、空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入しがたい。この様な観点からも、この不水溶性溶媒が、蓄熱用熱交換器２２の腐食を一層低減できる利点を有する。

なお、溶媒組成物は、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。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８５〜１００弱％（重量％）の範囲内であり、添加剤を含む混合物が残部（最大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、蒸発防止層１３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。

溶媒組成物の温度条件は特に限定されないが、常温（５〜３５℃）の範囲内で液体であることが好ましいため、流動点は常温未満であると好ましい。また、後述するように、溶媒組成物の流動点は、蓄熱溶液の凝固点より低いことが好ましい。蓄熱溶液が凝固するま
で蓄熱装置２０Ａ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、蒸発防止層１３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利点も有る。

このように、蒸発防止層１３が蓄熱容器２１内に形成されることで、蓄熱溶液層１１の蒸発防止機能を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、取り扱い性に優れた蓄熱装置２０Ａを得ることができる。これに加えて、蒸発防止層１３により、蓄熱溶液層１１は蒸発が抑制されるので補充の必要がなく、長期間良好な蓄熱特性を維持できる。また、この組成物の不水溶性溶媒は、有機酸が僅かしか生成しないうえに、空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入し難い。このことで、長期間に渡って蓄熱用熱交換器２２の腐食低減を確実なものとすることができる。

蒸発防止層１３は、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、常温で液体である種々のオイル（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せる有機溶媒）を使用することができる。また、蒸発防止層１３は、８５〜１００弱％（重量％）が不水溶性溶媒からなる溶媒組成物であり、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。また、図１には示さないが、蒸発防止層１３は、複数層となってもよい。２層以上の蒸発防止層１３が形成されている場合、それぞれの蒸発防止層１３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、蒸発防止層１３同士で混合したりするように構成されてもよい。この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。
［水質ＰＨと溶出銅イオン濃度との関係］
蒸発防止層１３の腐食低減効果を明確にするため、ＰＨの異なる水溶液（水中に酸素が溶解）に銅管を浸漬して１００℃で２週間試験した後に、溶出する銅イオン濃度を測定した。図３は、ＰＨと溶出銅イオン濃度の相関をグラフ化した特性図である。溶出銅イオン濃度は、ＰＨが６〜１１の領域（好ましくはＰＨが７〜１０．５）が少なく、ＰＨ６以下の酸性領域およびＰＨ１１以上のアルカリ領域になると、急激に増大することがわかる。この理由を説明する。銅は、水中に溶解している酸素（溶存酸素と称す）との電池作用により、腐食して銅イオンとなって溶出するが、ＰＨが６〜１１の領域（好ましくはＰＨが７〜１０．５）といった中性から弱アルカリの領域では、溶存酸素によって酸化銅の不動態が形成されるので、耐食性が向上して銅イオンは僅かしか溶出しない。ところが、ＰＨ６以下の酸性領域になると、酸化銅の不動態が溶解してＣｕ^２＋の銅イオンになり多く溶出し、ＰＨ１１以上のアルカリ領域になると、酸化銅の不動態が溶解してＣｕＯ_２ ^２―やＨＣｕＯ_２ ^―の銅イオンになり多く溶出すると考えられている。

蓄熱用熱交換器２２で使用する銅は、前述の図３に示す様に、水中に酸素が溶解している水溶液では、水溶液のＰＨが酸性であるほど、腐食して銅イオンを多く溶出する。従って、蒸発防止層１３で使用する不水溶性溶媒は、有機酸が生成し難くしかも酸素が浸入し難い材料が望まれる。一般論であるが、有機酸は、α―オレフィンから多く生成し、飽和アルカン類もしくは、限りなく飽和アルカン類に近い炭化水素からは僅かしか生成しない性質がある。また、酸素は、飽和アルカン類もしくは、限りなく飽和アルカン類に近い炭化水素は、浸入し難い性質がある。

本発明の実施例Ａである「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組成物を不水溶性溶媒」を使用した蒸発防止層１３は、飽和アルカン類もしくは限りなく飽和アルカン類に近い炭化水素となっている。そのため、有機酸が僅かしか生成せずその結果として蓄熱溶液のＰＨが酸性側にシフトし難くしかも、空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入しがたい。この効果のため、蓄熱用熱交換器２２の腐食が大きく低減した。一方、従来の様なα―オレフィンを多く含む炭化水素からなる蒸発防止層は、有機酸が多く生成しその結果として蓄熱溶液のＰＨが酸性側に大きくシフトししかも、空気中の酸素が蓄熱溶液に浸入する。この効果により、蓄熱用熱交換器２２は激しく腐食した。
［蓄熱溶液のＰＨを６〜１１に維持する工夫］
図３より、ＰＨが６〜１１の領域（好ましくはＰＨが７〜１０．５の領域）の水質であると、銅イオンは僅かしか溶出しないため、蓄熱溶液１１は、初期ＰＨを６〜１１領域の水質を使用することが望ましいことがわかる。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組成物を不水溶性溶媒とした蒸発防止層１３は、有機酸が僅かしか生成しないので、蓄熱溶液層１１の水質ＰＨに与える影響は小さい。そのため、蓄熱溶液層１１は、初期ＰＨを６〜１１領域の水質を使用すれば、蓄熱用熱交換器２２の耐食性は充分に確保できる。しかしながら、蓄熱溶液層１１は、極稀にＰＨ６〜５の市水を使用せざるをえないことがある。また、例えば凍結防止剤（不凍液）として二価アルコールを含んでいる蓄熱溶液層１１は、長期使用すると有機酸が多く生成して、ＰＨが酸性側にシフトしてくる。

そこで、銅イオンが僅かしか溶出しないＰＨ６〜１１領域の蓄熱溶液層１１にするため、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、珪酸マグネシウム、金属マグネシウムの少なくとも１種を主成分としている微溶解性塩基性物質を、蓄熱溶液層１１に浸漬するとした。これらマグネシウム系の微溶解性塩基性物質は、水溶液に浸漬するとそのＰＨは約１０．５までしか上昇しない性質があるし、ＰＨ低下を誘発する有機酸との酸を捕捉してＰＨ低下を防止する性質がある。そのため、これら微溶解性塩基性物質を浸漬した蓄熱溶液は、そのＰＨが１１以上は上昇しないし、予め生成する有機酸の量を予測して中和に必要な微溶解性塩基性物質の量を浸漬すると、そのＰＨは６未満になることはない。

マグネシウム系の微溶解性塩基性物質のうち、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、金属マグネシウムは、寿命が長いという観点で優れているがこの中で特に、酸化マグネシウムは、焼成により粒状となるので取り扱いが簡単、水素等のガス発生がないので安心して使用できるという利点があった。そこで、酸化マグネシウム主成分とする材料について詳細に検討した。

酸化マグネシウムは、微溶解性塩基性物質として優れた中和特性を有するが、水中で長期間浸漬すると、溶解二酸化炭素を吸収して塩基性炭酸マグネシウムを生成し、中和能力が低下するとともに寿命が少し短くなる課題がある。これを防止するため、酸化マグネシウムに、金属酸化物の少量の副成分を混合することを試みたところ、酸化マグネシウムの濃度を７０％以上好ましくは８５％以上とし、残部を各種の金属酸化物（例えば、珪酸、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化カルシウム、硼酸）とすると、良好な長寿命が得られた。この理由は、酸化マグネシウムは、これら金属酸化物との混合物となると、融点が低下して低温度で焼成できることとで、結晶が発達して安定な酸化物となり、溶解二酸化炭素の吸収性が大幅に低下して、塩基性炭酸マグネシウムが生成し難くなるためと考えられる。また同時に、各種の金属酸化物と複合化した酸化マグネシウムを主成分とする組成物は、粒状となるので取り扱いが簡単、良好に溶解して生成有機酸を効果的に捕捉する利点も有しており、液性ＰＨを中性から弱アルカリに調整できた。この中で特に、良好な結果が得られた具体的な組成を以下に記載する。

組成物（１）は、珪酸（ＳｉＯ２）を３〜０．０５％、好ましくは１〜０．１％混合し、残部を酸化マグネシウムとした組成物である。組成物（２）は、酸化アルミニウム（ＡＬ２Ｏ３）を２〜０．０１％好ましくは１〜０．０３％混合し、残部を酸化マグネシウムとした組成物である。組成物（３）は、珪酸（ＳｉＯ２）３〜０．０５％と酸化アルミニウムの２〜０．０１％を混合し、残部を酸化マグネシウムとした組成物である。組成物（４）は、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を７〜０．０１％好ましくは１〜０．０２％混合し、残部を酸化マグネシウムとした組成物である。組成物（５）は、珪酸（ＳｉＯ２）３〜０．０５％と酸化アルミニウムの２〜０．０１％と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の７〜０．０１％を混合し、残部を酸化マグネシウムとした組成物である。組成物（６）は、酸化カルシウム（ＣａＯ）の１５〜０．１％好ましくは３〜０．１％混合し、残部を酸化マグネシウムとした組成物である。組成物（７）は、珪酸（ＳｉＯ２）３〜０．０５％と酸化アルミニウムの２〜０．０１％と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の７〜０．０１％と酸化カルシウム（ＣａＯ）の１５〜０．１％を混合し、残部を酸化マグネシウムとした組成物である。また、これ以外に、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）を３〜０．０１％、好ましくは１〜０．０２％混合し残部を酸化マグネシウムとした組成物や、酸化硼素に前述の組成物（１）〜（７）の金属酸化物をさらに混合し残部を酸化マグネシウムとした組成物としても良い。

酸化マグネシウムは、水酸化マグネシウムあるいは炭酸マグネシウム等の原料を焼成して製造するが一般的である。そこで、原料の焼成温度について、前述の酸化マグネシウムを主成分とする組成物（１）〜（７）について検討したところ、１５００〜２３００℃で焼成すると、二酸化炭素の吸収性が大幅に低下して塩基性炭酸マグネシウムが生成し難くなる、粒状となるので取り扱いが簡単、適度に溶解して生成有機酸を捕捉し液性ＰＨを中性から弱アルカリに調整する利点を有することが判明した。また、この中で特に、１６００〜２１００℃で焼成した物は、極めて良好であった。この理由は、酸化マグネシウムは融点が２８００℃の材料であるが、これら金属酸化物は融点が約１７００〜２６００℃の材料であるので、これら金属酸化物を混合した酸化マグネシウムは、融点が低下して１５００〜２３００℃で焼成することができる。その結果として、この様な低温度で焼成した酸化マグネシウムは、結晶が発達して安定な酸化物となるためと考えられる。また、逆に、２３００℃を超えて焼成した酸化マグネシウムは、過酸化状態となって本来と僅かに結晶が異なる酸化物となり、溶解し難くなって、生成有機酸を捕捉し液性ＰＨを中性から弱アルカリに調整する特性が低下する課題があった。また、１５００℃未満で焼成した酸化マグネシウムは、溶解二酸化炭素の吸収性があり塩基性炭酸マグネシウムが生成し易い、粒状となり難いので取り扱いが不便の課題があった。

酸化マグネシウムの粒径について検討したところ、前述の組成物（１）〜（７）を１５００〜２３００℃で焼成した後、粒径が１〜１５ｍｍ、好ましくは２〜１２ｍｍに破砕したものが、適度に溶解して生成有機酸を捕捉し液性ＰＨを中性から弱アルカリに調整する利点を有することが判明した。この理由は、粒径が１５ｍｍを越えると、溶解し難くなって、生成有機酸を捕捉し液性ＰＨを中性から弱アルカリに調整する特性が低下する課題があり、粒径が１ｍｍ未満だと、粉状となるので取り扱いが不便の課題があるためである。

そこで、酸化マグネシウムを主成分とした材料として、ＭｇＯが９８．７０〜９９．１０％、ＣａＯが０．６０〜０．９０％、ＳｉＯ２が０．１５〜０．２０％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．１０％、ＡＬ２Ｏ３が０．０５〜０．１０％、Ｂ２Ｏ３が０．０２〜０．０５％の組成物（粒径３〜１０ｍｍ）を使用し、１８００℃焼成品および２０００℃焼成品で効果確認実験をおこなった。

この効果確認実験は、初期ＰＨ５．２の市水を用いた蓄熱溶液（１）、蟻酸やグリコール酸を混合してＰＨ５に調整したエチレングリコール水溶液を使用した蓄熱溶液（２）で、各々おこなった。蓄熱溶液（２）は、脱イオン水の約７０％にニ価アルコールであるエ
チレングリコールを３０％と微量の添加溶液を混合した溶液を基本にしており、この基本溶液が長期使用されることによって生成する蟻酸やグリコール酸を予め混合してＰＨ５に調整した蓄熱溶液である。

試験は、前述の酸化マグネシウム系の微溶解性塩基性物質と蓄熱用熱交換器２２の銅管を各々の蓄熱溶液に浸漬し、１００℃で１ヶ月試験した特性を評価した。マグネシウム系の微溶解性塩基性物質を浸漬した蓄熱溶液は、試験後のＰＨが７〜９となって良好なＰＨ調整効果を有しておりこれに伴って、蓄熱用熱交換器２２である銅の耐腐食性も良好になっている。一方、微溶解性塩基性物質を使用していない蓄熱溶液は、試験後のＰＨが５のままであり、これに伴って蓄熱用熱交換器２２である銅の耐腐食性が極度に劣るとなった。
［蓄熱溶液の組成］
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。

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。

蓄熱溶液は、二価アルコールを含む水溶液である場合、この二価アルコールの酸化を防止する酸化防止液（例えば、亜硝酸ナトリウム）を０．数％混合した蓄熱溶液にすると、有機酸の生成量が一層低減し熱交換器の耐食性をさらに一層確実なものとすることができる。なお、酸化防止液は、ビタミンＣ（アスコルビン酸）、ビタミンＥ（トコフェロール）、ＢＨＴ（ジブチルヒドロキシトルエン）、ＢＨＡ（ブチルヒドロキシアニソール）、エリソルビン酸ナトリウム、コーヒー豆抽出物（クロロゲン酸）、緑茶抽出物（カテキン）、ローズマリー抽出物を使用しても同様な効果が得られ、その具体的な種類や量は特に限定されない。

また、蓄熱溶液は、これに添加される添加剤の具体的な種類も特に限定されず、前記二価アルコールなどの凍結防止剤以外に、ＰＨ調整剤、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。

前述の効果確認実験で使用した蓄熱溶液層１１を構成する蓄熱溶液の組成について説明する。エチレングリコール３０％濃度とした蓄熱溶液は、沸点が１０３℃で凍結温度がー１５℃の特性を有する。微量添加する添加溶液は、銅の防錆剤であるアゾール類（例えば、ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾトリアゾール、トリルトリアゾールなど）や、防黴剤（例えば、安息香酸ナトリウムなど）、エチレングリコールの酸化を防止する酸化防止液（例えば、亜硝酸ナトリウムなど）である。

これら効果確認実験は、（３）エチレングリコール８５％と水１５％の混合溶液（沸点が１３０℃で凍結温度がー４３℃）、（４）プロピレングリコール８５％と水１５％の混合溶液（沸点が１２０℃で凍結温度がー５３℃）、（５）プロピレングリコール３０％と水７０％の混合溶液（沸点が１０２℃で凍結温度がー１５℃）でもおこなった。マグネシウム系の微溶解性塩基性物質を浸漬した蓄熱溶液は、試験後のＰＨが７〜９となって良好なＰＨ調整効果を有しておりこれに伴って、蓄熱用熱交換器２２である銅の耐腐食性も良好になった。

なお、この様な効果確認実験において、エチレングリコールやプロピレングリコール等の二価アルコールに、その酸化を防止する酸化防止液（例えば、亜硝酸ナトリウム）を混合した溶液の蓄熱溶液にすると、有機酸の生成量が低減できる利点が生じその結果、さらに良好な熱交換器（銅製）の耐腐食性が得られた。

本発明について、実施例および比較例に基づいて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。

（実施の形態２）
前記実施の形態１に係る蓄熱装置２０Ａ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２に係る蓄熱装置２０Ｂは、さらに加熱源２６を備え、この加熱源２６の廃熱を蓄熱可能とする構成となっている。その構成について、図４（ａ），（ｂ）を参照して具体的に説明する。

図４（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る蓄熱装置２０Ｂは、蓄熱容器２３、蓄熱用熱交換器２４に加えて、熱伝導性部材２５および加熱源としての圧縮機２６を備えている。なお、図４（ａ）におけるＶ１−Ｖ１矢視断面は、図４（ｂ）に示す蓄熱装置２０Ｂの縦断面図に相当する。また、図４（ｂ）におけるＶ２−Ｖ２矢視断面は、図４（ａ）に示す蓄熱装置２０Ｂの横断面図に相当する。

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。箱部２３１の形状は、前記実施の形態１における箱部２１１と同様に、実質的に略直方体形状であるが、蓄熱溶液を蓄えるための内部空間の形状は、前記箱部２１１とは異なり、図４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１や図４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、蒸発防止層１３が積層され、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。

圧縮機２６は空気調和装置に用いられる冷媒を圧縮するものであって、公知の構成を有するものが用いられる。なお、図４（ａ），（ｂ）では、説明の便宜上、圧縮機２６は模式的に外形のみを示している。圧縮機２６の外形は、本実施の形態では、図４（ａ），（ｂ）に示すように、略直方体形状であって、この直方体形状の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。

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、圧縮機２６からの廃熱を効率的に蓄熱することができる。

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。

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。

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２０Ｂ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−３元共重合物）、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。

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で説明した蒸発防止層１３が形成されている。それゆえ、これら層によって蒸発防止機能、漏出防止機能および圧力緩和機能のいずれの機能も良好に実現されるので、蓄熱容器２３内で蓄熱溶液を安定して保持することができ、取扱性に優れた蓄熱装置２０Ｂを得ることができる。

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２０Ｂ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。

（実施の形態３）
前記実施の形態１ないし２は、いずれも蓄熱装置の構成を例示するものであったが、本実施の形態においては、前記構成の蓄熱装置の代表的な適用例である空気調和装置の一例について、図５を参照して具体的に説明する。
［空気調和装置の構成］
図５に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置３０は、冷媒配管により互いに接続された室内機３１および室外機３２から構成されており、室外機３２は、前記実施の形
態３に係る蓄熱装置２０Ｂ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。

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２０Ｂ、圧縮機２６、室外機の各種内部配管、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。

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。

室内熱交換器３３は、送風ファンにより室内機３１の内部に吸込まれた室内空気と、室内熱交換器３３の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行い、暖房時には熱交換により暖められた空気を室内に吹き出す（図中ブロック矢印）一方、冷房時には熱交換により冷却された空気を室内に吹き出す。上下羽根は、室内機３１から吹き出される空気の方向を必要に応じて上下に変更し、左右羽根は、室内機３１から吹き出される空気の方向を必要に応じて左右に変更する。なお、図５においては、説明の便宜上、室内機３１の詳細な構成（前記送風ファン、上下羽根、左右羽根等）については、記載を省略している。

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２０Ｂ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。

圧縮機２６は、前記実施の形態２で説明したように、蓄熱装置２０Ｂ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の上面には蒸発防止層１３が形成されている。なお、図５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。

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。

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、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、圧縮機２６の吐出口から室内熱交換器３３の中間位置の、室外機３２の側に配置されている。

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。

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。

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。

なお、圧縮機２６および蓄熱装置２０Ｂ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２０Ｂを含む各機器および部材の個数、配置等についても、図５に示す構成に限定されず、ヒートポンプ式の構成を実現できる他の配置であってもよい。

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。

［空気調和装置の動作］
次に、前記構成の空気調和装置３０の動作について、通常暖房運転、並びに、除霜・暖房運転を例に挙げて、図５を参照して具体的に説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。それゆえ、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。

さらに、蓄熱装置２０Ｂは、前記実施の形態２で説明したように、蓄熱容器２３内に蒸発防止層１３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２３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）。

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２０Ｂに代えて、前記実施の形態１で説明した蓄熱装置２０Ａ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。

さらに、本実施の形態では、本発明に係る蓄熱装置２０Ａ〜２０Ｂ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。

また、本発明は前記各実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

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。

１１ 蓄熱溶液層
１２ 空気層
１３ 蒸発防止層
２０Ａ，２０Ｂ 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

Claims (10)

1. 少なくとも水からなる蓄熱溶液で構成される蓄熱溶液層と、前記蓄熱溶液層に浸漬された熱交換器と、前記蓄熱溶液層の上部に配置した蒸発防止層を、その内部空間に配置した蓄熱容器を備え、前記蒸発防止層は、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、前記溶媒組成物はその流動点が常温未満であり、前記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ことを特徴とする蓄熱装置。
2. 前記溶媒組成物の流動点は、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１に記載の蓄熱装置。
3. 前記蓄熱溶液が、二価アルコールを含む水溶液であることを特徴とする請求項１から２のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
4. 前記蓄熱溶液が、二価アルコールの酸化を防止する酸化防止液を含む水溶液であることを特徴とする請求項３項に記載の蓄熱装置。
5. 前記蓄熱溶液が、ＰＨ６〜１１の水溶液であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
6. 前記熱交換器は、前記蓄熱溶液層に蓄熱された熱を回収する蓄熱用熱交換器であり、前記蓄熱溶液を加熱する加熱源をさらに備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
7. 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層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６に記載の蓄熱装置。
8. 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６または７に記載の蓄熱装置。
9. 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６から８のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
10. 請求項１から９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。