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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022189149
(43)【公開日】2022-12-22
(54)【発明の名称】空調装置
(51)【国際特許分類】
F24F 3/00 20060101AFI20221215BHJP
F24F 3/14 20060101ALI20221215BHJP
F24F 3/147 20060101ALI20221215BHJP
F25B 17/08 20060101ALI20221215BHJP
F28D 21/00 20060101ALI20221215BHJP
【ＦＩ】
F24F3/00 A
F24F3/14
F24F3/147
F25B17/08 Z
F28D21/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021097557
(22)【出願日】2021-06-10
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100114177
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 龍
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】市川 靖
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 仁
(72)【発明者】
【氏名】曽根 和樹
(72)【発明者】
【氏名】内村 允宣
(72)【発明者】
【氏名】中村 雅紀
【テーマコード（参考）】
3L053
3L093
【Ｆターム（参考）】
3L053BC01
3L093NN03
3L093PP01
(57)【要約】
【課題】小型化が可能であり、エネルギーの消費効率の向上が可能な空調装置を提供する。
【解決手段】弾性を有する吸発熱部は、応力の印加と開放とに伴い相変化することによって吸熱又は発熱する吸発熱材料を有する。吸発熱部の熱を伝導する熱伝導部は収容部から延出する延出部を有する。流動機構が、媒体を媒体流路内で流動させる。媒体流路内に延出部が配置され、延出部が媒体と熱交換を行う。
【選択図】図１
【解決手段】弾性を有する吸発熱部は、応力の印加と開放とに伴い相変化することによって吸熱又は発熱する吸発熱材料を有する。吸発熱部の熱を伝導する熱伝導部は収容部から延出する延出部を有する。流動機構が、媒体を媒体流路内で流動させる。媒体流路内に延出部が配置され、延出部が媒体と熱交換を行う。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱交換装置と、
熱交換装置によって熱交換される媒体が流動する媒体流路と、
前記媒体を前記媒体流路内で流動させる流動機構と、を備え、
前記熱交換装置は、
弾性を有する吸発熱部と、
前記吸発熱部と直接又は間接的に接触して、前記吸発熱部の熱を伝導する熱伝導部と、
前記吸発熱部及び前記熱伝導部を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記吸発熱部に応力を印加する動作と、前記応力を解放する動作とを行うプレス機構と、を備え、
前記吸発熱部は、前記応力の印加と開放とに伴い相変化することによって吸熱又は発熱する吸発熱材料を有し、
前記熱伝導部は、前記収容部から延出する延出部を有し、
前記媒体流路内に前記延出部が配置され、前記延出部が前記媒体と熱交換を行う、空調装置。
熱交換装置によって熱交換される媒体が流動する媒体流路と、
前記媒体を前記媒体流路内で流動させる流動機構と、を備え、
前記熱交換装置は、
弾性を有する吸発熱部と、
前記吸発熱部と直接又は間接的に接触して、前記吸発熱部の熱を伝導する熱伝導部と、
前記吸発熱部及び前記熱伝導部を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記吸発熱部に応力を印加する動作と、前記応力を解放する動作とを行うプレス機構と、を備え、
前記吸発熱部は、前記応力の印加と開放とに伴い相変化することによって吸熱又は発熱する吸発熱材料を有し、
前記熱伝導部は、前記収容部から延出する延出部を有し、
前記媒体流路内に前記延出部が配置され、前記延出部が前記媒体と熱交換を行う、空調装置。
【請求項2】
前記延出部は板状であり、
板状の前記延出部は、前記媒体の流動方向に沿って配置されている、請求項１に記載の空調装置。
板状の前記延出部は、前記媒体の流動方向に沿って配置されている、請求項１に記載の空調装置。
【請求項3】
前記延出部は、
前記流動方向における長さが短くなるように複数の短冊部に分割されている、請求項２に記載の空調装置。
前記流動方向における長さが短くなるように複数の短冊部に分割されている、請求項２に記載の空調装置。
【請求項4】
前記熱交換装置は、前記熱伝導部を複数有し、
前記複数の熱伝導部の各々において、前記延出部は前記複数の短冊部に分割されており、
前記複数の熱伝導部のうち、前記吸発熱部を挟んで向かい合う一方の熱伝導部と他方の熱伝導部は、
前記一方の熱伝導部と前記他方の熱伝導部とが向かい合う方向において、前記短冊部の位置が互いにずれている、請求項３に記載の空調装置。
前記複数の熱伝導部の各々において、前記延出部は前記複数の短冊部に分割されており、
前記複数の熱伝導部のうち、前記吸発熱部を挟んで向かい合う一方の熱伝導部と他方の熱伝導部は、
前記一方の熱伝導部と前記他方の熱伝導部とが向かい合う方向において、前記短冊部の位置が互いにずれている、請求項３に記載の空調装置。
【請求項5】
前記延出部には貫通孔が設けられている、請求項２に記載の空調装置。
【請求項6】
前記延出部は、
前記流動方向の下流側に位置する第１部位を有し、
前記第１部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の中央側へ誘導する第１迎え角を有する、請求項２から５のいずれか１項に記載の空調装置。
前記流動方向の下流側に位置する第１部位を有し、
前記第１部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の中央側へ誘導する第１迎え角を有する、請求項２から５のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項7】
前記延出部は、
前記第１部位よりも前記流動方向の上流側に位置する第２部位を有し、
前記第２部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の中央側へ誘導する第２迎え角を有し、
前記第２迎え角よりも前記第１迎え角の方が大きい、請求項６に記載の空調装置。
前記第１部位よりも前記流動方向の上流側に位置する第２部位を有し、
前記第２部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の中央側へ誘導する第２迎え角を有し、
前記第２迎え角よりも前記第１迎え角の方が大きい、請求項６に記載の空調装置。
【請求項8】
前記延出部は、
前記第１部位よりも前記流動方向の上流側又は下流側に位置する第３部位を有し、
前記第３部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の周辺側へ誘導する第３迎え角を有する請求項６又は７に記載の空調装置。
前記第１部位よりも前記流動方向の上流側又は下流側に位置する第３部位を有し、
前記第３部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の周辺側へ誘導する第３迎え角を有する請求項６又は７に記載の空調装置。
【請求項9】
前記熱交換装置として、第１熱交換装置と第２熱交換装置とを備え、
前記第１熱交換装置の前記延出部は、
前記流動方向の下流側に位置する第１部位と、
前記第１部位よりも前記流動方向の上流側に位置する第２部位と、を有し、
前記第１部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の中央側へ誘導する第１迎え角を有し、
前記第２部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の中央側へ誘導する第２迎え角を有し、
前記第２迎え角よりも前記第１迎え角の方が大きく、
前記第２熱交換装置の前記延出部は、
前記第１部位と、
前記第１部位よりも前記流動方向の上流側又は下流側に位置する第３部位と、を有し、
前記第３部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の周辺側へ誘導する第３迎え角を有し、
前記第１熱交換装置と前記第２熱交換装置は、前記流動方向において交互に並んで配置される、請求項２から５のいずれか１項に記載の空調装置。
前記第１熱交換装置の前記延出部は、
前記流動方向の下流側に位置する第１部位と、
前記第１部位よりも前記流動方向の上流側に位置する第２部位と、を有し、
前記第１部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の中央側へ誘導する第１迎え角を有し、
前記第２部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の中央側へ誘導する第２迎え角を有し、
前記第２迎え角よりも前記第１迎え角の方が大きく、
前記第２熱交換装置の前記延出部は、
前記第１部位と、
前記第１部位よりも前記流動方向の上流側又は下流側に位置する第３部位と、を有し、
前記第３部位は、前記媒体の流れを前記媒体流路の周辺側へ誘導する第３迎え角を有し、
前記第１熱交換装置と前記第２熱交換装置は、前記流動方向において交互に並んで配置される、請求項２から５のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項10】
前記熱交換装置が自転して、前記媒体の流動方向に対して前記延出部が向きを変える、請求項１から８のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項11】
前記媒体流路内で前記延出部が移動する請求項１から９のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項12】
前記延出部の前記媒体流路における移動方向は、前記媒体の流動方向と対向する方向である、請求項１１に記載の空調装置。
【請求項13】
前記媒体流路は、環状の媒体経路であり、
前記延出部は、前記環状の媒体流路内を時計回り又は反時計回りに移動する、請求項１から９のいずれか１項に記載の空調装置。
前記延出部は、前記環状の媒体流路内を時計回り又は反時計回りに移動する、請求項１から９のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項14】
前記媒体流路は、
前記熱交換装置が吸熱することによって前記媒体が冷やされる冷風流路と、
前記熱交換装置が発熱することによって前記媒体が温められる温風流路と、を備え、
前記延出部は前記冷風流路内と前記温風流路内とを交互に移動する請求項１から１１のいずれか１項に記載の空調装置。
前記熱交換装置が吸熱することによって前記媒体が冷やされる冷風流路と、
前記熱交換装置が発熱することによって前記媒体が温められる温風流路と、を備え、
前記延出部は前記冷風流路内と前記温風流路内とを交互に移動する請求項１から１１のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項15】
前記延出部の前記媒体流路における移動方向は、
暖房よりも冷房を優先する冷房優先時は、前記冷風流路内では前記媒体の流動方向と対向する方向であり、前記温風流路内では前記流動方向と同じ方向であり、
冷房よりも暖房を優先する暖房優先時は、前記冷風流路内では前記流動方向と同じ方向であり、前記温風流路内では前記流動方向と対向する方向である、請求項１４に記載の空調装置。
暖房よりも冷房を優先する冷房優先時は、前記冷風流路内では前記媒体の流動方向と対向する方向であり、前記温風流路内では前記流動方向と同じ方向であり、
冷房よりも暖房を優先する暖房優先時は、前記冷風流路内では前記流動方向と同じ方向であり、前記温風流路内では前記流動方向と対向する方向である、請求項１４に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空調装置に関する。
【背景技術】
【0002】
吸着式ヒートポンプ（デシカント空調器）が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１０－１９７０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の吸着式ヒートポンプ（デシカント空調器）では、多孔質体中の冷媒分子の移動速度が遅い。このため、冷媒分子が蒸発する（すなわち、吸熱する）際に、冷媒分子の蒸発速度が遅く、単位時間内に十分な吸熱量を得ることが難しい。冷媒分子の蒸発を促すために、多孔質体の温度を上昇させる方法が考えられるが、この方法では入熱用のヒータが必要となるため装置の大型化を招く。また、ヒータを稼働させるためのエネルギーが必要となるため、エネルギーの消費効率が低下する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、小型化が可能であり、エネルギーの消費効率を向上させることが可能な空調装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、小型化が可能であり、エネルギーの消費効率を向上させることが可能な空調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】
【0005】
本発明の一態様に係る空調装置において、弾性を有する吸発熱部は、応力の印加と開放とに伴い相変化することによって吸熱又は発熱する吸発熱材料を有する。吸発熱部の熱を伝導する熱伝導部は収容部から延出する延出部を有する。流動機構が、媒体を媒体流路内で流動させる。媒体流路内に延出部が配置され、延出部が媒体と熱交換を行う。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一態様によれば、小型化が可能であり、エネルギーの消費効率の向上が可能な空調装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下において、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0009】
＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る空調装置２００の構成例を立体的に示す模式図である。図２に示すように、空調装置２００は、熱交換ユニット１００（本発明の「熱交換装置」の一例）と、空気（本発明の「媒体」の一例）が流れる空気導通路１５０（本発明の「媒体流路）の一例）と、を備える。空気導通路１５０は、ダクトと言い換えてもよい。熱交換ユニット１００は、ユニット本体１と、ユニット本体１を厚さ方向（例えば、Ｚ軸方向）の両側から挟むプレス機構３と、を備える。
図１は、本発明の実施形態１に係る空調装置２００の構成例を立体的に示す模式図である。図２に示すように、空調装置２００は、熱交換ユニット１００（本発明の「熱交換装置」の一例）と、空気（本発明の「媒体」の一例）が流れる空気導通路１５０（本発明の「媒体流路）の一例）と、を備える。空気導通路１５０は、ダクトと言い換えてもよい。熱交換ユニット１００は、ユニット本体１と、ユニット本体１を厚さ方向（例えば、Ｚ軸方向）の両側から挟むプレス機構３と、を備える。
【0010】
図２は、本発明の実施形態１に係るユニット本体１の構成例を立体的に示す模式図である。図２に示すように、ユニット本体１は、弾性を有する吸発熱部１１と、吸発熱部１１と直接又は間接的に接触して吸発熱部１１の熱を伝導する熱伝導部１２と、吸発熱部１１及び熱伝導部１２を収容する収容部１３と、を有する。なお、「弾性」とは、外部から応力が印加されて収縮しても、応力が解放されることによって、可逆的に大きく変形してほぼ元の形状に回復する性質を意味する。
【0011】
例えば、ユニット本体１は、熱伝導部１２を複数有する。複数の熱伝導部１２が、吸発熱部１１を厚さ方向（例えば、Ｚ軸方向）の両側から挟んでいる。２つの熱伝導部１２は、１つの吸発熱部１１をＺ軸方向の両側から挟んでいる。
また、吸発熱部１１は、収縮に伴って吸熱し膨張に伴って発熱する吸発熱材料、又は、収縮に伴って発熱し膨張に伴って吸熱する吸発熱材料を含む。
吸発熱部１１が、収縮に伴って吸熱し膨張に伴って発熱する吸発熱材料を含む場合を説明する。この場合は、吸発熱材料として、弾性を有するナノ多孔質体と、ナノ多孔質体の細孔壁に着脱可能に吸着する流体冷媒との組み合わせが例示される。
また、吸発熱部１１は、収縮に伴って吸熱し膨張に伴って発熱する吸発熱材料、又は、収縮に伴って発熱し膨張に伴って吸熱する吸発熱材料を含む。
吸発熱部１１が、収縮に伴って吸熱し膨張に伴って発熱する吸発熱材料を含む場合を説明する。この場合は、吸発熱材料として、弾性を有するナノ多孔質体と、ナノ多孔質体の細孔壁に着脱可能に吸着する流体冷媒との組み合わせが例示される。
【0012】
「ナノ多孔質」とは、複数のナノレベルの細孔を有することを意味する。ナノレベルの細孔とは、好ましくは直径０．５～１００ｎｍであり、より好ましくは直径０．７～５０ｎｍであり、さらに好ましくは直径０．７～６ｎｍのミクロ孔またはメソ孔である。なお、ＩＵＰＡＣ（国際純正及び応用化学連合）では、直径２ｎｍ以下の細孔をミクロ孔（ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ）、直径２～５０ｎｍの細孔をメソ孔（ｍｅｓｏｐｏｒｅ）、直径５０ｎｍ以上の細孔をマクロ孔（ｍａｃｒｏｐｏｒｅ）と定義している。
ナノ多孔質体として、グラフェンメソスポンジ（Ｇｒａｐｈｅｎｅ ＭｅｓｏＳｐｏｎｇｅ：ＧＭＳ）、又は、ゼオライトテンプレートカーボン（Ｚｅｏｒｉｔｅ Ｔｅｍｐｌａｔｅ Ｃａｒｂｏｎ：ＺＴＣ）が挙げられる。ＧＭＳ及びＺＴＣは、いずれも単層グラフェン骨格からなり、流体冷媒の脱離及び吸着に必要な多孔性及び弾性特性を有している。
ナノ多孔質体として、グラフェンメソスポンジ（Ｇｒａｐｈｅｎｅ ＭｅｓｏＳｐｏｎｇｅ：ＧＭＳ）、又は、ゼオライトテンプレートカーボン（Ｚｅｏｒｉｔｅ Ｔｅｍｐｌａｔｅ Ｃａｒｂｏｎ：ＺＴＣ）が挙げられる。ＧＭＳ及びＺＴＣは、いずれも単層グラフェン骨格からなり、流体冷媒の脱離及び吸着に必要な多孔性及び弾性特性を有している。
【0013】
ＧＭＳは、細孔壁の大部分が単層グラフェンから構成され、約６ｎｍ程度の微小な細孔を有するスポンジ状のメソ多孔体であり、活性炭に匹敵する極めて高いＢＥＴ比表面積（約２０００ｍ２／ｇ）を有している。その一方で、活性炭やカーボンブラックとは異なり腐食の原因となるグラフェンの端部をほとんど含んでいないことから、優れた耐食性（酸化耐性）も備えている。また、柔軟かつ強靭であるというグラフェンの性質に起因して、ＧＭＳは柔軟性及び弾性に優れ、細孔の直径が約５．８ｎｍから約０．７ｎｍになるまで可逆的に弾性変形することができる。ＧＭＳの製造方法については、Ｎｉｓｈｉｈａｒａ， Ｈ． ｅｔ ａｌ．， Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｖｏｌ． ２６， ２０１６， ６４１８－６４２７．に記載されている。
【0014】
ＺＴＣは、単層のグラフェンシートにより構成される。また、均一な細孔（直径約１．２ｎｍ）が三次元的に規則配列し、相互に連結しており、極めて高いＢＥＴ比表面積と細孔容積を有する（最大でＢＥＴ比表面積が４１００ｍ２／ｇ、細孔容積が１．８ｃｃ／ｇ）ことが知られている。ＺＴＣの製造方法については、Ｎｉｓｈｉｈａｒａ， Ｈ． ｅｔ ａｌ．， Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ－Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ １５， ５３５５ （２００９）等に記載されている。
【0015】
なお、本発明において、ナノ多孔質体は、ＧＭＳ又はＺＴＣに限定されない。ナノ多孔質体は、弾性を有し、収縮して流体冷媒を脱離可能で、かつ、膨張して流体冷媒を吸着可能な材料であれば、他の材料を用いてもよい。このような例として、球状のメソ孔を有する炭素メソスポンジ（ＣＭＳ；Ｃａｒｂｏｎ ＭｅｓｏＳｐｏｎｇｅ）が挙げられる。
流体冷媒として、例えば、水又はアルコールが挙げられる。アルコールの一例として、メタノール又はエタノールが挙げられる。流体とは、液体又は気体、もしくは液体と気体とが混合したものを意味する。
流体冷媒として、例えば、水又はアルコールが挙げられる。アルコールの一例として、メタノール又はエタノールが挙げられる。流体とは、液体又は気体、もしくは液体と気体とが混合したものを意味する。
【0016】
図１において、プレス機構３が収容部１３を介して吸発熱部１１に応力を加えると、吸発熱部１１を構成しているナノ多孔質体の細孔は収縮し、ナノ多孔質体の細孔壁に吸着していた流体冷媒は細孔壁から脱離する。細孔壁から脱離する際に流体冷媒は気化（すなわち、蒸発）して、冷媒蒸気となる。流体冷媒は、収容部１３内で液相から気相へ相変化することによって吸熱し、ナノ多孔質体の温度を低下させる。ナノ多孔質体は熱伝導部１２と接触しているため、熱伝導部１２の温度が低下する。これにより、熱伝導部１２の延出部１２２は、収容部１３外に存在する空気等と対流又は放射により熱交換して、空気を冷やすことができる。
【0017】
また、プレス機構３が吸発熱部１１に加えた応力を解放すると、吸発熱部１１を構成しているナノ多孔質体の細孔は収縮した状態から膨張する。収容部１３内に存在する冷媒蒸気はナノ多孔質体の細孔壁に吸着して液化する。冷媒蒸気は、収容部１３内で気相から液相へ相変化することによって発熱し、ナノ多孔質体の温度を上昇させる。ナノ多孔質体は熱伝導部１２と接触しているため、熱伝導部１２の温度が上昇する。これにより、熱伝導部１２の延出部１２２は、収容部１３外に存在する空気等と対流又は放射により熱交換して、空気を温めることができる。
【0018】
次に、吸発熱部１１が、収縮に伴って発熱し膨張に伴って吸熱する吸発熱材料を含む場合を説明する。この場合は、吸発熱材料として、固体冷媒（例えば、弾性熱量体又は圧力熱量体）が例示される。弾性熱量体として、Ｔｉを含む合金（一例として、ＴｉＮｉ、ＢａＴｉＯ３、ＰｂＺｒ０．９５Ｔｉ０．０５Ｏ３）が挙げられる。圧力熱量体として、水素結合を含む有機系樹脂（一例として、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）、ペンタエリトリトール（ＰＥ）、ペンタグリセリン（ＰＥ））が挙げられる。また、固体冷媒は上記以外の材料でもよい。例えば、弾性熱量体として、Ｇｄ５Ｓｉ２Ｇｅ２、Ｌａ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｉ）１３、ＭｎＣｏＧｅＢ０．０２、ＰＶＤＦ－ＴｒＦＥ、Ｃｕ２ＺｎＡｌ、ＦｅＲｈが挙げられる。圧力熱量体として、（ＮＨ４）ＳＯ４、ＡｇＩ、ｒｕｂｂｅｒ、ＡＭＰ、ＴＲＩＳ、ＭＮＰ、ＮＭＰが挙げられる。
【0019】
図１において、プレス機構３が収容部１３を介して吸発熱部１１に応力を加えると、吸発熱部１１を構成している固体冷媒１１５は収縮し、固体冷媒１１５の分子構造又は分子配列が変化する。固体冷媒１１５では、その分子構造又は分子配列の変化が相変化に相当する。固体冷媒１１５は、固体のまま相変化することによって発熱し、熱伝導部１２の温度を上昇させる。これにより、熱伝導部１２の延出部１２２は、収容部１３外に存在する空気等と対流又は放射により熱交換して、空気を温めることができる。
また、プレス機構３が吸発熱部１１に加えた応力を解放すると、吸発熱部１１を構成している固体冷媒１１５は収縮した状態から膨張し、固体冷媒１１５の分子構造又は分子配列は相変化して元の形に戻る。固体冷媒は、相変化して元の形に戻ることによって吸熱し、熱伝導部１２の温度を低下させる。これにより、熱伝導部１２の延出部１２２は、収容部１３外に存在する空気等と対流又は放射により熱交換して、空気を冷やすことができる。
また、プレス機構３が吸発熱部１１に加えた応力を解放すると、吸発熱部１１を構成している固体冷媒１１５は収縮した状態から膨張し、固体冷媒１１５の分子構造又は分子配列は相変化して元の形に戻る。固体冷媒は、相変化して元の形に戻ることによって吸熱し、熱伝導部１２の温度を低下させる。これにより、熱伝導部１２の延出部１２２は、収容部１３外に存在する空気等と対流又は放射により熱交換して、空気を冷やすことができる。
【0020】
プレス機構３は、第１挟持体３１と第２挟持体３２との間に１つ以上のユニット本体１を挟み込んで固定している。例えば、プレス機構３は、複数のユニット本体１を固定した状態を維持しつつ、軸部３３が軸方向に移動することによって、複数のユニット本体１の吸発熱部１１（例えば、図２参照）に応力を加えたり、加えた応力を解放したりする。これにより、複数のユニット本体１の各々において、延出部１２２と、収容部１３の外側に存在する物質（例えば、空気）との間の熱交換が行われる。
なお、図１では、３つ以上の熱伝導部１２が１つの収容部１３内に収容されて、１つのユニット本体１を構成していてもよい。例えば、図１に示す全ての熱伝導部１２が１つの収容部１３内に配置されて、１つのユニット本体１を構成していてもよい。
なお、図１では、３つ以上の熱伝導部１２が１つの収容部１３内に収容されて、１つのユニット本体１を構成していてもよい。例えば、図１に示す全ての熱伝導部１２が１つの収容部１３内に配置されて、１つのユニット本体１を構成していてもよい。
【0021】
図３は、本発明の実施形態１に係る空調装置２００において、空気１５２の流れと延出部１２２とを示す平面図である。図４は、図３に示す延出部１２２をＡ－Ａ´線を通るＹ－Ｚ平面で切断した断面図である。図３及び図４に示す矢印は、空気１５２の流れ（すなわち、気流）を示している。図３に示すように、空調装置２００は送風装置１５１（本発明の「流動機構」の一例）を備える。送風装置１５１は、空気導通路１５０に接続されており、空気導通路１５０内に空気１５２を送り込む。図３及び図４に示すように、延出部１２２は、例えば板状である。
延出部１２２は、板の側面１２２ｃが空気１５２の流動方向に対向し、かつ板の主面１２２ａが空気１５２の流動方向と平行又はほぼ平行となるように配置されている。つまり、延出部１２２は、空気１５２の流動方向に沿って配置されている。なお、空気１５２の流動方向とは、空気１５２が流れる方向であり、図３及び図４ではＹ軸の矢印方向である。
延出部１２２は、板の側面１２２ｃが空気１５２の流動方向に対向し、かつ板の主面１２２ａが空気１５２の流動方向と平行又はほぼ平行となるように配置されている。つまり、延出部１２２は、空気１５２の流動方向に沿って配置されている。なお、空気１５２の流動方向とは、空気１５２が流れる方向であり、図３及び図４ではＹ軸の矢印方向である。
【0022】
Ｚ軸方向で隣り合う一方の延出部１２２と他方の延出部１２２との間には、隙間Ｇが設けられている。空気１５２は、延出部１２２間の隙間Ｇを流れる。また、この際に、空気１５２は、隙間Ｇに面している延出部１２２の主面１２２ａ等と対流又は放射により熱交換する。空気１５２の流動方向に沿って延出部１２２が配置されているため、空調装置２００は、通気抵抗を抑えつつ、延出部１２２と空気１５２との間で効率的に熱交換することができ、冷風又は温風を高効率に得ることができる。
【0023】
以上説明したように、本発明の実施形態１に係る空調装置２００は、熱交換ユニット１００と、熱交換ユニット１００によって熱交換される空気１５２が流動する空気導通路１５０と、空気１５２を空気導通路１５０内で流動させる送風装置１５１と、を備える。熱交換ユニット１００は、弾性を有する吸発熱部１１と、吸発熱部１１と直接又は間接的に接触して、吸発熱部の熱を伝導する熱伝導部１２と、吸発熱部１１及び熱伝導部１２を収容する収容部１３と、収容部１３に収容された吸発熱部１１に応力を印加する動作と、応力を解放する動作とを行うプレス機構３と、を備える。吸発熱部１１は、応力の印加と開放とに伴い相変化することによって吸熱又は発熱する吸発熱材料を有する。熱伝導部１２は、収容部１３から延出する延出部１２２を有する。空気導通路１５０内に延出部１２２が配置され、延出部１２２が空気１５２と熱交換を行う。
【0024】
これによれば、熱交換ユニット１００は、吸発熱材料の相変化によって吸熱又は発熱する吸発熱部１１を熱源として、収容部１３外に存在する物質（例えば、空気）と熱交換することができる。熱交換ユニット１００では、ヒータによる入熱ではなく、プレス機構３によるプレス荷重が入力エネルギーとなる。このため、空調装置２００は、エネルギーの消費効率（ＣＯＰ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を向上させることができる。また、空調装置２００は、入熱用のヒータは不要であるため、小型化が可能である。
【0025】
＜実施形態２＞
図５及び図６は、空気１５２の流動方向における延出部１２２の長さと、温度境界層１５３との関係を示す図である。図５は延出部１２２の長さが長い場合を示し、図６は延出部１２２の長さが短い場合を示している。図５及び図６に示すように、空気１５２の流動方向（例えば、Ｙ軸方向）における延出部１２２の長さが長いと温度境界層１５３は厚く形成され、延出部１２２の長さが短いと温度境界層１５３は薄く形成される傾向がある。温度境界層１５３の内側は、その外側と比べて、空気１５２の流れが遅く、熱伝導性が低い傾向がある。延出部１２２から空気１５２への熱伝導性を考慮すると、温度境界層１５３の厚さは薄いことが好ましい。
図５及び図６は、空気１５２の流動方向における延出部１２２の長さと、温度境界層１５３との関係を示す図である。図５は延出部１２２の長さが長い場合を示し、図６は延出部１２２の長さが短い場合を示している。図５及び図６に示すように、空気１５２の流動方向（例えば、Ｙ軸方向）における延出部１２２の長さが長いと温度境界層１５３は厚く形成され、延出部１２２の長さが短いと温度境界層１５３は薄く形成される傾向がある。温度境界層１５３の内側は、その外側と比べて、空気１５２の流れが遅く、熱伝導性が低い傾向がある。延出部１２２から空気１５２への熱伝導性を考慮すると、温度境界層１５３の厚さは薄いことが好ましい。
【0026】
図７は、本発明の実施形態２に係る延出部１２２の構成例を示す平面図である。図８は、図７に示す延出部１２２をＢ－Ｂ´線を通るＹ－Ｚ平面で切断した断面図である。図７及び図８に示すように、複数の熱伝導部１２の各々において、延出部１２２は、空気１５２の流動方向（例えば、Ｙ軸方向）における長さが短くなるように、複数の短冊部１２２１に分割されていてもよい。空気１５２の流動方向において、互いに隣り合う一方の短冊部１２２１と他方の短冊部１２２１との間には、空間部Ｓが設けられている。
延出部１２２を短冊状に分割することにより、温度境界層１５３（例えば、図６参照）を薄く区切ることができる。これにより、延出部１２２は、対流による熱伝導性を高めることができ、熱交換性能を高めることができる。
延出部１２２を短冊状に分割することにより、温度境界層１５３（例えば、図６参照）を薄く区切ることができる。これにより、延出部１２２は、対流による熱伝導性を高めることができ、熱交換性能を高めることができる。
【0027】
図９は、本発明の実施形態２の変形例に係る延出部１２２を示す断面図である。図９に示すように、複数の熱伝導部１２の各々において、延出部１２２は、複数の短冊部１２２１に分割されている。吸発熱部１１（例えば、図２参照）を挟んで向かい合う一方の熱伝導部１２と他方の熱伝導部１２は、一方の熱伝導部１２と他方の熱伝導部１２とが向かい合う方向（例えば、Ｚ軸方向）において、短冊部１２２１の位置が互いにずれている。すなわち、短冊部１２２１は千鳥配置となっている。このような構成でも、対流による熱伝導性を高めることができ、熱交換性能を高めることができる。また、空気１５２がＺ軸方向に流れることを抑制することができ、通気抵抗を低減することができる。
【0028】
＜実施形態３＞
図１０は、本発明の実施形態３に係る延出部１２２の構成例を示す断面図である。なお、図１０をＸ３－Ｘ３´線を通るＸ－Ｙ平面で切断した断面は、図８に示した断面と同じ（ただし、符号Ｓは符号Ｈ１に置き換える）であるため、その図示を省略する。同様に、図１０をＸ４－Ｘ４´線を通るＸーＹ平面で切断した断面は、図４に示した断面と同じであるため、その図示を省略する。
図１０は、本発明の実施形態３に係る延出部１２２の構成例を示す断面図である。なお、図１０をＸ３－Ｘ３´線を通るＸ－Ｙ平面で切断した断面は、図８に示した断面と同じ（ただし、符号Ｓは符号Ｈ１に置き換える）であるため、その図示を省略する。同様に、図１０をＸ４－Ｘ４´線を通るＸーＹ平面で切断した断面は、図４に示した断面と同じであるため、その図示を省略する。
【0029】
図１０に示すように、延出部１２２には、複数の貫通孔Ｈ１が設けられていてもよい。これによれば、延出部１２２のうち、Ｘ３－Ｘ３´線と重なる領域では、貫通孔Ｈ１によって温度境界層１５３（例えば、図５、図６参照）を薄く区切ることができる。これにより、延出部１２２は、対流による熱伝導性を高めることができ、熱交換性能を高めることができる。また、延出部１２２のうち、Ｘ３－Ｘ３´線と重なる領域では、貫通孔Ｈ１が無いので、延出部１２２の強度低下を抑制することができる。これにより、延出部１２２の変形を抑制することができる。延出部１２２の変形を抑制しつつ、熱交換性を高めることができる。
【0030】
図１１は、本発明の実施形態３の変形例に係る熱伝導部１２Ａ、１２Ｂを示す平面図である。図１２は、本発明の実施形態３の変形例に係る延出部１２２の構成例を示す断面図である。この変形例では、吸発熱部１１（例えば、図２参照）を挟んで、図１１の左側に示す熱伝導部１２Ａ（本発明の「一方の熱伝導部」の一例）と、図１１の右側に示す熱伝導部１２Ｂ（本発明の「他方の熱伝導部」の一例）とが向かい合って配置されている。熱伝導部１２Ａ、１２Ｂは、Ｚ軸方向に交互に積層されている。熱伝導部１２Ａ、１２Ｂの積層体をＸ５－Ｘ５´線を通るＹ－Ｚ平面で切断した断面が、図１２に示す断面図である。
【0031】
図１１及び図１２に示すように、熱伝導部１２Ａの延出部１２２には貫通孔Ｈ１が設けられている。熱伝導部１２Ｂの延出部１２２には貫通孔Ｈ２が設けられている。吸発熱部１１を挟んで向かい合う一方の熱伝導部１２と他方の熱伝導部１２は、一方の熱伝導部１２と他方の熱伝導部１２とが向かい合う方向（例えば、Ｚ軸方向）において、貫通孔Ｈ１、Ｈ２の位置が互いにずれている。このような構成でも、延出部１２２の変形を抑制しつつ、熱交換性を高めることができる。また、空気１５２がＺ軸方向に流れることを抑制することができ、通気抵抗を低減することができる。
【0032】
＜実施形態４＞
図１３は本発明の実施形態４に係る延出部１２２の構成例を示す断面図である。図１４は、本発明の実施形態４に係る延出部１２２と気流との関係を例示する図である。図１３に示すように、延出部１２２は、空気１５２の流動方向の下流側（図１３、図１４では、右側）に位置する第１フィン部（本発明の「第１部位」の一例）１２２５と、第１フィン部１２２５よりも上流側に位置する第２フィン部１２２６（本発明の「第２部位」の一例）とを有する。
図１３は本発明の実施形態４に係る延出部１２２の構成例を示す断面図である。図１４は、本発明の実施形態４に係る延出部１２２と気流との関係を例示する図である。図１３に示すように、延出部１２２は、空気１５２の流動方向の下流側（図１３、図１４では、右側）に位置する第１フィン部（本発明の「第１部位」の一例）１２２５と、第１フィン部１２２５よりも上流側に位置する第２フィン部１２２６（本発明の「第２部位」の一例）とを有する。
【0033】
第１フィン部１２２５は、空気１５２の流れ（すなわち、気流）を空気導通路１５０（例えば、図１参照）の中央側へ誘導する第１迎え角α１を有する。第２フィン部１２２６は、気流を空気導通路１５０の中央側へ誘導する第２迎え角α２を有する。第１迎え角α１は、第２迎え角α２よりも大きい（α１＞α２）。例えば、延出部１２２の各フィン部は、下流側に近いほど、気流を空気導通路１５０の中央側へ誘導する迎え角が大きい。また、延出部の各フィン部のうち、空気導通路１５０の中央側に位置するフィン部の迎え角は、上流側から下流側まで０度である。
これによれば、図１４に示すように、下流に近づくに従って周辺側へ広がりがちな気流を中央側へ誘導して整流することができる。延出部１２２は、空気導通路１５０内の周辺側へ逸れていた気流を中央側に寄せて熱伝達することができるので、熱交換性を高めることができる。
なお、実施形態３の構成は、実施形態２又は実施形態３で示した延出部１２２に適用可能である。例えば、実施形態２に適用する場合は、図１３に示した第１フィン部１２２５、第２フィン部１２２６等の各フィン部を短冊部１２２１に置き換えればよい。実施形態３に適用する場合は、図１３に示した空間部Ｓを貫通孔Ｈ１又は貫通孔Ｈ２に置き換えればよい。
これによれば、図１４に示すように、下流に近づくに従って周辺側へ広がりがちな気流を中央側へ誘導して整流することができる。延出部１２２は、空気導通路１５０内の周辺側へ逸れていた気流を中央側に寄せて熱伝達することができるので、熱交換性を高めることができる。
なお、実施形態３の構成は、実施形態２又は実施形態３で示した延出部１２２に適用可能である。例えば、実施形態２に適用する場合は、図１３に示した第１フィン部１２２５、第２フィン部１２２６等の各フィン部を短冊部１２２１に置き換えればよい。実施形態３に適用する場合は、図１３に示した空間部Ｓを貫通孔Ｈ１又は貫通孔Ｈ２に置き換えればよい。
【0034】
＜実施形態５＞
図１５は、本発明の実施形態５に係る延出部１２２の構成例を示す断面図である。図１５に示すように、延出部１２２は、第１フィン部１２２５よりも空気１５２の流動方向の上流側に位置する第３フィン部１２２７を有する。例えば、第３フィン部１２２７は、第１フィン部及び第２フィン部の上流側に位置する。第３フィン部１２２７は、空気１５２の流れを空気導通路１５０の周辺側へ誘導する第３迎え角α３を有する。例えば、延出部１２２の各フィン部は、空気１５２の流れと対峙する角度がランダム（無作為で任意）となっている。
これによれば、延出部１２２は、乱流と同様の微細な渦を強制的に形成することができ、気流をミキシングすることができる。これにより、延出部１２２は、気流中の熱輸送を促進することができる。また、延出部１２２は、その表面に形成される温度境界層１５３（例えば、図５、図６参照）を、微細な渦を強制的に形成してミキシングすることで破壊することができる。これにより、延出部１２２は、気流への熱伝達を促進することができ、気流との熱交換性を向上することができる。
図１５は、本発明の実施形態５に係る延出部１２２の構成例を示す断面図である。図１５に示すように、延出部１２２は、第１フィン部１２２５よりも空気１５２の流動方向の上流側に位置する第３フィン部１２２７を有する。例えば、第３フィン部１２２７は、第１フィン部及び第２フィン部の上流側に位置する。第３フィン部１２２７は、空気１５２の流れを空気導通路１５０の周辺側へ誘導する第３迎え角α３を有する。例えば、延出部１２２の各フィン部は、空気１５２の流れと対峙する角度がランダム（無作為で任意）となっている。
これによれば、延出部１２２は、乱流と同様の微細な渦を強制的に形成することができ、気流をミキシングすることができる。これにより、延出部１２２は、気流中の熱輸送を促進することができる。また、延出部１２２は、その表面に形成される温度境界層１５３（例えば、図５、図６参照）を、微細な渦を強制的に形成してミキシングすることで破壊することができる。これにより、延出部１２２は、気流への熱伝達を促進することができ、気流との熱交換性を向上することができる。
【0035】
なお、図１５では、第３フィン部１２２７が第１フィン部１２２５及び第２フィン部１２２６の上流側に位置する場合を例示しているが、実施形態５はこれに限定されない。第３フィン部１２２７は、第１フィン部１２２５と第２フィン部１２２６との間に位置してもよい。つまり、第３フィン部１２２７は、第２フィン部１２２６の下流側に位置してもよい。また、第３フィン部１２２７は、第１フィン部１２２５の下流側に位置してもよい。
【0036】
＜実施形態６＞
図１６は、本発明の実施形態６に係る空調装置２００Ａの構成例を示す模式図である。図１６に示すように、本発明の実施形態６に係る空調装置２００Ａは、複数の熱交換ユニット１００（本発明の「第１熱交換装置」の一例）と、複数の熱交換ユニット１００´（本発明の「第２熱交換装置」の一例）とを備える。
例えば、図１６に示す熱交換ユニット１００は、図１３に示したユニット本体１を有する。図１３に示したユニット本体１は、下流に近づくに従って周辺側へ広がりがちな気流を中央側へ誘導して整流するフィン部を有する。図１６に示す熱交換ユニット１００´は、図１５に示したユニット本体１を有する。図１５に示したユニット本体１は、空気１５２の流れと対峙する角度がランダムであるフィン部を有する。
図１６は、本発明の実施形態６に係る空調装置２００Ａの構成例を示す模式図である。図１６に示すように、本発明の実施形態６に係る空調装置２００Ａは、複数の熱交換ユニット１００（本発明の「第１熱交換装置」の一例）と、複数の熱交換ユニット１００´（本発明の「第２熱交換装置」の一例）とを備える。
例えば、図１６に示す熱交換ユニット１００は、図１３に示したユニット本体１を有する。図１３に示したユニット本体１は、下流に近づくに従って周辺側へ広がりがちな気流を中央側へ誘導して整流するフィン部を有する。図１６に示す熱交換ユニット１００´は、図１５に示したユニット本体１を有する。図１５に示したユニット本体１は、空気１５２の流れと対峙する角度がランダムであるフィン部を有する。
【0037】
図１６に示すように、空調装置２００Ａでは、空気１５２の流動方向において、熱交換ユニット１００、１００´が交互に並んで配置されている。これによれば、空調装置２００Ａは、気流を中央側へ寄せる効果と気流をミキシングする効果とを得ることができ、熱交換性を向上させることが可能である。
また、空調装置２００Ａでは、熱交換ユニット１００、１００´を、気流と対向する方向に移動させてもよい。これにより、熱交換ユニット１００、１００´に対する気流の相対速度を高めることができ、延出部１２２の表面に形成される温度境界層を薄くすることができるので、熱交換性をさらに向上させることが可能である
また、空調装置２００Ａでは、熱交換ユニット１００、１００´を、気流と対向する方向に移動させてもよい。これにより、熱交換ユニット１００、１００´に対する気流の相対速度を高めることができ、延出部１２２の表面に形成される温度境界層を薄くすることができるので、熱交換性をさらに向上させることが可能である
【0038】
＜実施形態７＞
図１７は、本発明の実施形態７に係る空調装置２００Ｂの構成例を示す模式図である。図１７に示すように、空調装置２００Ｂは、１つ又は複数の熱交換ユニット１００と、冷風発生部２０１と、温風発生部２０２とを備える。冷風発生部２０１は、熱交換ユニット１００が吸熱することによって空気１５２が冷やされて冷風が発生する冷風流路１５０１と、冷風流路１５０１に空気１５２を導入するための導入口Ｐ１１に接続された送風装置１５１１と、を有する。温風発生部２０２は、熱交換ユニット１００が発熱することによって空気１５２が温められて温風が発生する温風流路１５０２と、温風流路１５０２に空気１５２を導入するための導入口Ｐ１２に接続された送風装置１５１２と、を有する。
図１７は、本発明の実施形態７に係る空調装置２００Ｂの構成例を示す模式図である。図１７に示すように、空調装置２００Ｂは、１つ又は複数の熱交換ユニット１００と、冷風発生部２０１と、温風発生部２０２とを備える。冷風発生部２０１は、熱交換ユニット１００が吸熱することによって空気１５２が冷やされて冷風が発生する冷風流路１５０１と、冷風流路１５０１に空気１５２を導入するための導入口Ｐ１１に接続された送風装置１５１１と、を有する。温風発生部２０２は、熱交換ユニット１００が発熱することによって空気１５２が温められて温風が発生する温風流路１５０２と、温風流路１５０２に空気１５２を導入するための導入口Ｐ１２に接続された送風装置１５１２と、を有する。
【0039】
空調装置２００Ｂの空気導通路１５０は、冷風流路１５０１と温風流路１５０２とで構成されている。空調装置２００Ｂの送風装置１５１は、冷風発生部２０１の送風装置１５１１と、温風発生部２０２の送風装置１５１２とで構成されている。
空調装置２００Ｂでは、熱交換ユニット１００の延出部１２２（例えば、図２参照）が冷風発生部２０１の冷風流路１５０１内と、温風発生部２０２の温風流路１５０２内とを交互に移動する。熱交換ユニット１００の移動は、例えば、ベルトコンベア等の移動機構が行う。
空調装置２００Ｂでは、熱交換ユニット１００の延出部１２２（例えば、図２参照）が冷風発生部２０１の冷風流路１５０１内と、温風発生部２０２の温風流路１５０２内とを交互に移動する。熱交換ユニット１００の移動は、例えば、ベルトコンベア等の移動機構が行う。
【0040】
熱交換ユニット１００の延出部１２２が冷風流路１５０１を移動するときは、プレス機構３（例えば、図１参照）が応力を印加（又は、応力を解放）する。これにより、吸発熱部１１（例えば、図２参照）が吸熱し、冷風流路１５０１内の空気１５２が延出部１２２で冷やされて冷風が発生する。冷風流路１５０１内で発生した冷風は、冷風流路１５０１の排出口Ｐ２１から排出される。また、熱交換ユニット１００の延出部１２２が温風流路１５０２を移動するときは、プレス機構３が応力を解放（または、応力を印加）する。これにより、吸発熱部１１（例えば、図２参照）が発熱し、温風流路１５０２内の空気１５２が延出部１２２で温められて温風が発生する。温風流路１５０２内で発生した温風は、温風流路１５０２の排出口Ｐ２２から排出される。
空調装置２００Ｂは、熱交換ユニット１００を備えるため、小型化が可能であり、エネルギーの消費効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。また、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で、空気１５２の流入口と排出口とを分けることができるので、レイアウトの自由度が高い。
空調装置２００Ｂは、熱交換ユニット１００を備えるため、小型化が可能であり、エネルギーの消費効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。また、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で、空気１５２の流入口と排出口とを分けることができるので、レイアウトの自由度が高い。
【0041】
＜実施形態８＞
図１８は、本発明の実施形態８に係る空調装置２００Ｃの構成例を示す模式図である。図１８に示す空調装置２００Ｃにおいて、図１７に示した空調装置２００Ｂとの違いは、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で、送風装置１５１と空気１５２の導入口Ｐ１とが共有されて点である。空調装置２００Ｃは、送風装置１５１により送風された空気１５２を冷風発生部２０１と温風発生部２０２とに分岐させる分岐路１５０３を備える。空調装置２００Ｃの空気導通路１５０は、冷風流路１５０１と温風流路１５０２と分岐路１５０３とで構成されている。
図１８は、本発明の実施形態８に係る空調装置２００Ｃの構成例を示す模式図である。図１８に示す空調装置２００Ｃにおいて、図１７に示した空調装置２００Ｂとの違いは、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で、送風装置１５１と空気１５２の導入口Ｐ１とが共有されて点である。空調装置２００Ｃは、送風装置１５１により送風された空気１５２を冷風発生部２０１と温風発生部２０２とに分岐させる分岐路１５０３を備える。空調装置２００Ｃの空気導通路１５０は、冷風流路１５０１と温風流路１５０２と分岐路１５０３とで構成されている。
【0042】
このような構成であっても、空調装置２００Ｃは、熱交換ユニット１００を備えるため、小型化が可能であり、エネルギーの消費効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。また、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で、空気１５２の排出口を分けることができるので、レイアウトの自由度が高い。また、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で送風装置１５１が共用されるため、空調装置２００Ｃは、部品点数の削減が可能であり、さらなる小型化が可能である。
【0043】
＜実施形態９＞
図１９は、本発明の実施形態９に係る空調装置２００Ｄの構成例を示す模式図である。図１９に示す空調装置２００Ｄにおいて、図１８に示した空調装置２００Ｃとの違いは、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で、空気１５２の排出口Ｐ２が共有されて点である。空調装置２００Ｄは、冷風発生部２０１で発生した冷風と温風発生部２０２で発生した温風とを混合させる合流路１５０４を備える。合流路１５０４の排出口Ｐ２から、冷風と温風とが混合された空気が排出される。空調装置２００Ｃの空気導通路１５０は、冷風流路１５０１と温風流路１５０２と分岐路１５０３と合流路１５０４とで構成されている。
このような構成であっても、空調装置２００Ｄは、熱交換ユニット１００を備えるため、小型化が可能であり、エネルギーの消費効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。また、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で排出口Ｐ２が共用されるため、空調装置２００Ｄは、部品点数の削減が可能であり、さらなる小型化が可能である。
図１９は、本発明の実施形態９に係る空調装置２００Ｄの構成例を示す模式図である。図１９に示す空調装置２００Ｄにおいて、図１８に示した空調装置２００Ｃとの違いは、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で、空気１５２の排出口Ｐ２が共有されて点である。空調装置２００Ｄは、冷風発生部２０１で発生した冷風と温風発生部２０２で発生した温風とを混合させる合流路１５０４を備える。合流路１５０４の排出口Ｐ２から、冷風と温風とが混合された空気が排出される。空調装置２００Ｃの空気導通路１５０は、冷風流路１５０１と温風流路１５０２と分岐路１５０３と合流路１５０４とで構成されている。
このような構成であっても、空調装置２００Ｄは、熱交換ユニット１００を備えるため、小型化が可能であり、エネルギーの消費効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。また、冷風発生部２０１と温風発生部２０２との間で排出口Ｐ２が共用されるため、空調装置２００Ｄは、部品点数の削減が可能であり、さらなる小型化が可能である。
【0044】
図２０は、本発明の実施形態９に係る空調装置２００Ｄの具体例１を示す図である。図２０に示すように、空調装置２００Ｄのでは、半円状に配置された冷風流路１５０１の両端と、半円状に配置された温風流路１５０２の両端とそれぞれ接続して、環状（例えば、円状）の空気導通路１５０を構成していてもよい。円の右側が冷風流路１５０１であり、円の左側が温風流路１５０２である。
空調装置２００Ｄにおいて、複数の熱交換ユニット１００は、互いに等間隔に配置されており、少なくとも延出部１２２（例えば、図２参照）が空気導通路１５０内に配置された状態で、時計回り又は反時計回りに移動する。これにより、延出部１２２は、冷風流路１５０１内と温風流路１５０２内とを交互に移動する。
空調装置２００Ｄにおいて、複数の熱交換ユニット１００は、互いに等間隔に配置されており、少なくとも延出部１２２（例えば、図２参照）が空気導通路１５０内に配置された状態で、時計回り又は反時計回りに移動する。これにより、延出部１２２は、冷風流路１５０１内と温風流路１５０２内とを交互に移動する。
【0045】
熱交換ユニット１００の吸発熱部１１（例えば、図２参照）がＧＭＳ等のナノ多孔質体を含む場合、熱交換ユニット１００のプレス機構３（例えば、図１参照）は、延出部１２２が冷風流路１５０１に入った直後からプレスを開始し、冷風流路１５０１を出る直前まで、吸発熱部１１に徐々に応力を加え続ける。これにより、冷風流路１５０１内で冷風が発生する。また、プレス機構３は、延出部１２２が温風流路１５０２に入った直後に応力を解放する。これにより、温風流路１５０２内で温風が発生する。
【0046】
また、延出部１２２は、気流と同じ方向（すなわち、順方向）へ移動する場合よりも、対向する方向（すなわち、逆方向）へ移動する場合の方が、熱交換を効率的に行うことができる。このため、図２０に示す空調装置２００Ｄにおいて、熱交換ユニット１００は、暖房よりも冷房を優先する冷房優先時は反時計回りに移動する。延出部１２２の空気導通路１５０における移動方向は、冷風流路１０５１内では空気１５２の流動方向と対向する方向となり、温風流路１５０２内では空気１５２の流動方向と同じ方向となる。
【0047】
また、冷房よりも暖房を優先する暖房優先時は時計回りに移動する。冷風流路１５０１内では空気１５２の流動方向と同じ方向となり、温風流路１５０２内では空気１５２の流動方向と対向する方向となる。図２０では、暖房優先時を例示している。空調装置２００Ｄは、熱交換ユニット１００の回転移動の方向と、回転移動の回転数とを制御することにより、熱交換量を調整することが可能である。
【0048】
図２１は、本発明の実施形態９に係る空調装置２００Ｄの具体例２を示す図である。図２２は、空調装置２００Ｄにおける熱交換ユニット１００の公転軸と自転軸とを例示する断面図である。図２１に示すように、熱交換ユニット１００は、空気の流動方向に対して延出部１２２が任意の角度を向くように、図２２に示す自転軸を中心に回転（すなわち、自転）してもよい。例えば、熱交換ユニット１００が、図１３に示した構造を有する場合、気流を空気導通路の中央側へ誘導する第１フィン部１２２５が常に下流側となるように、熱交換ユニット１００は自転する。
【0049】
熱交換ユニット１００の自転は、熱交換ユニット１００の公転軸を中心とする回転移動と並行して行ってもよいし、熱交換ユニット１００が空気の導入口Ｐ１及び排出口Ｐ２の各位置に到達したときのみ行ってもよい。熱交換ユニット１００の自転は、例えば、熱交換ユニット１００に固定された軸部と、この軸部を回転させるモータと、軸部の回転角度等を検出するエンコーダ等を有する回転装置が行う。
このような構成であれば、空気の流動方向に対応して延出部１２２が向きを変えることができ、延出部１２２から空気への熱伝導性を高く保持することができる。空気導通路１５０が種々の形状を採る場合でも、その形状に順応して、熱交換性を向上させることが可能である。
このような構成であれば、空気の流動方向に対応して延出部１２２が向きを変えることができ、延出部１２２から空気への熱伝導性を高く保持することができる。空気導通路１５０が種々の形状を採る場合でも、その形状に順応して、熱交換性を向上させることが可能である。
【0050】
図２３は、本発明の実施形態９に係る空調装置２００Ｄの具体例３を示す図である。図２３に示すように、空調装置２００Ｄの空気導通路１５０は、環状であり、かつ、冷風流路１５０１と温風流路１５０２とがそれぞれ直線状である空気導通路であってもよい。このような構成であっても、空調装置２００Ｄは、熱交換ユニット１００の回転移動の方向と、回転移動の回転数とを制御することにより、熱交換量を調整することが可能である。なお、図２３では、冷房優先時を例示している。
【0051】
＜適用例＞
上記の熱交換ユニット１００、空調装置２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄは、例えば車両等に搭載される空調装置に適用可能である。
上記の熱交換ユニット１００、空調装置２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄは、例えば車両等に搭載される空調装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0052】
１…ユニット本体、３…プレス機構、１１…吸発熱部、１２、１２Ａ、１２Ｂ…熱伝導部、１３…収容部、３１…第１挟持体、３２…第２挟持体、３３…軸部、１００…熱交換ユニット、１１５…固体冷媒、１２２…延出部、１２２ａ…主面、１２２ｃ…側面、１５０…空気導通路、１５１…送風装置、１５２…空気、１５３…温度境界層、２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ…空調装置、２０１…冷風発生部、２０２…温風発生部、１２２１…短冊部、１２２５…第１フィン部、１２２６…第２フィン部、１２２７…第３フィン部、１５０１…冷風流路、１５０２…温風流路、１５０３…分岐路、１５０４…合流路、１５１１…送風装置、１５１２…送風装置、ＣＯＰ…消費効率、Ｇ…隙間、Ｈ１、Ｈ２…貫通孔、Ｐ１、Ｐ１１、Ｐ１２…導入口、Ｐ２、Ｐ２１、Ｐ２２…排出口、Ｓ…空間部、α１…第１迎え角、α２…第２迎え角、α３…第３迎え角
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】