特開 2022-89091 蓄熱装置及び蓄熱装置の製造方法

(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】P2022089091

(43)【公開日】2022-06-15

(54)【発明の名称】蓄熱装置及び蓄熱装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/16 20060101AFI20220608BHJP

   F28D 20/02 20060101ALI20220608BHJP

   F28F 21/08 20060101ALI20220608BHJP

   F28D 7/16 20060101ALI20220608BHJP

   F28F 23/02 20060101ALI20220608BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20220608BHJP

   B23K 1/18 20060101ALI20220608BHJP

【ＦＩ】

F28F9/16

F28D20/02 D

F28F21/08 A

F28D7/16 A

F28F23/02 Z

B23K1/00 330H

B23K1/18 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020201337

(22)【出願日】2020-12-03

(71)【出願人】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000152826

【氏名又は名称】株式会社日本クライメイトシステムズ

(74)【代理人】

【識別番号】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(74)【代理人】

【識別番号】100163463

【弁理士】

【氏名又は名称】西尾 光彦

(72)【発明者】

【氏名】椎 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】菅野 恒

(72)【発明者】

【氏名】仲村 達也

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 隆一

(72)【発明者】

【氏名】濱本 浩

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 洋一

(72)【発明者】

【氏名】山口 博志

(72)【発明者】

【氏名】吉田 敬

(72)【発明者】

【氏名】新谷 嘉宏

【テーマコード（参考）】

3L065

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L065CA17

3L103AA01

3L103DD03

3L103DD44

(57)【要約】

【課題】潜熱蓄熱材の過冷却の安定性の観点から有利な蓄熱装置を提供する。
【解決手段】蓄熱装置１は、第一空間２と、第二空間３と、第三空間と４を含む内部空間を有するシェル５を備える。第三空間４には、潜熱蓄熱材６が収容されている。伝熱管７は、第三空間４に接する外面７０を有し、第一空間２と第二空間４とを連通させている。第一ヘッダー部材８は、第一空間２と第三空間４とを仕切っている。第一接合材１０は、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０との間の第一接合部８４に少なくとも存在している。第一空間２に接している第一接合材１０の面積は、第三空間４に接している第一接合材１０の面積より大きい。伝熱管７及び第一ヘッダー部材８は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一空間と、前記第一空間から離れている第二空間と、前記第一空間と前記第二空間との間に形成された第三空間とを含む内部空間を有し、前記第一空間、前記第三空間、及び前記第二空間が基準平面に沿ってこの順に配置されているシェルと、
前記第三空間に収容された潜熱蓄熱材と、
前記第三空間に接する外面を有し、前記第一空間と前記第二空間とを連通させている、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む伝熱管と、
前記第一空間と前記第三空間とを仕切っている、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む第一ヘッダー部材と、
前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管の前記外面との間の第一接合部に少なくとも存在している第一接合材と、を備え、
前記第一空間に接している前記第一接合材の面積は、前記第三空間に接している前記第一接合材の面積より大きい、
蓄熱装置。

【請求項2】

前記第一接合部は、前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管の前記外面との間を充填している部分において、前記第一空間から前記第三空間に向かって減少する厚みを有する、請求項１に記載の蓄熱装置。

【請求項3】

前記伝熱管の前記外面は、前記第三空間から前記第一空間に向かって形成された第一テーパー部を有し、前記第一接合部は、前記第一テーパー部の周りに形成されている、請求項１又は２に記載の蓄熱装置。

【請求項4】

前記第一ヘッダー部材は、前記第一接合部に沿って、前記第一空間から前記第三空間に向かって又は前記第三空間から前記第一空間に向かって、突出している第一突出部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄熱装置。

【請求項5】

前記第一接合材は、ロウ材を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄熱装置。

【請求項6】

アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含み、貫通孔を有する第一ヘッダー部材をシェルの内部空間に配置して前記内部空間を仕切ることと、
アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む伝熱管の長手方向の一端部を前記第一ヘッダー部材の前記貫通孔に挿入することと、
前記内部空間の前記一端部が存在している第一空間において、前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管との間の接合予定部にフラックスを付着させつつ、前記接合予定部の周囲を加熱及び冷却して、前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管とをロウ付けにより接合させることと、を含む、
蓄熱装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蓄熱装置及び蓄熱装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、潜熱蓄熱材を用いた蓄熱装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、過冷却が可能である潜熱蓄熱材が充填された容器を備えた蓄熱装置が記載されている。容器の材料として、酸化アルミニウムが適用可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４７１４９２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材とする部材の接合によって形成された、潜熱蓄熱材を収容するための空間を有しつつ、潜熱蓄熱材の過冷却の安定性の観点から有利な蓄熱装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、
第一空間と、前記第一空間から離れている第二空間と、前記第一空間と前記第二空間との間に形成された第三空間とを含む内部空間を有し、前記第一空間、前記第三空間、及び前記第二空間が基準平面に沿ってこの順に配置されているシェルと、
前記第三空間に収容された潜熱蓄熱材と、
前記第三空間に接する外面を有し、前記第一空間と前記第二空間とを連通させている、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む伝熱管と、
前記第一空間と前記第三空間とを仕切っている、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む第一ヘッダー部材と、
前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管の前記外面との間の第一接合部に少なくとも存在している第一接合材と、を備え、
前記第一空間に接している前記第一接合材の面積は、前記第三空間に接している前記第一接合材の面積より大きい、
蓄熱装置を提供する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材とする部材の接合によって形成された、潜熱蓄熱材を収容するための空間を有しつつ、潜熱蓄熱材の過冷却の安定性の観点から有利である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る蓄熱装置を示す断面図である。

【図2】図２は、図１に示す蓄熱装置の一部を拡大した断面図である。

【図3】図３は、図１に示す蓄熱装置の別の一部を拡大した断面図である。

【図4】図４は、蓄熱装置の製造方法の一部を示す断面図である。

【図5】図５は、蓄熱装置の製造方法の別の一部を示す断面図である。

【図6】図６は、蓄熱装置の製造方法のさらに別の一部を示す断面図である。

【図7】図７は、蓄熱装置の製造方法のさらに別の一部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（本開示の基礎となった知見）
蓄熱装置において、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材とする部材の接合によって、潜熱蓄熱材を収容するための空間を形成することが考えられる。この場合、部材の接合のためにフラックス等の助剤が使用されることがある。本発明者らの検討によれば、フラックス等の助剤の使用により、蓄熱装置に収容されている潜熱蓄熱材の過冷却の安定性が損なわれる場合があることが新たに分かった。

【0010】

アルミニウム又はアルミニウム合金を主材とする部材から潜熱蓄熱材へアルミニウムイオンが溶出すると、アルミニウムイオンが核となって潜熱蓄熱材の結晶化が促されうる。その結果、潜熱蓄熱材の過冷却の安定性が損なわれやすい。部材から潜熱蓄熱材へのアルミニウムイオンの溶出を抑制するために、アルマイト処理及びベーマイト処理等の処理によって部材の表面を不働態にすることが考えられる。一方、部材の表面において、部材の接合に用いられたフラックス等の助剤が付着した箇所は不働態になりにくい。この場合、振動等によりフラックス等の助剤が部材から離れると、不働態ではない部材の表面が潜熱蓄熱材に露出する。その結果、その表面から潜熱蓄熱材にアルミニウムイオンが溶出し、潜熱蓄熱材の過冷却の安定性が損なわれる可能性がある。そこで、本発明者らは、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材とする部材の接合のために使用されるフラックス等の助剤が潜熱蓄熱材に接触しにくい蓄熱装置の構成について鋭意検討を重ねた。その結果、本開示の蓄熱装置を遂に案出した。

【0011】

（本開示に係る一態様の概要）
本開示の第１態様に係る蓄熱装置は、
第一空間と、前記第一空間から離れている第二空間と、前記第一空間と前記第二空間との間に形成された第三空間とを含む内部空間を有し、前記第一空間、前記第三空間、及び前記第二空間が基準平面に沿ってこの順に配置されているシェルと、
前記第三空間に収容された潜熱蓄熱材と、
前記第三空間に接する外面を有し、前記第一空間と前記第二空間とを連通させている、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む伝熱管と、
前記第一空間と前記第三空間とを仕切っている、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む第一ヘッダー部材と、
前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管の前記外面との間の第一接合部に少なくとも存在している第一接合材と、を備え、
前記第一空間に接している前記第一接合材の面積は、前記第三空間に接している前記第一接合材の面積より大きい。

【0012】

第１態様によれば、蓄熱装置の製造において、第三空間をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給しなくても、第一空間をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第一接合部を形成しやすい。これにより、第三空間にフラックス等の助剤が存在しにくい。このため、第１態様に係る蓄熱装置は、潜熱蓄熱材の過冷却の安定性の観点から有利である。

【0013】

本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る蓄熱装置では、前記第一接合部は、前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管の前記外面との間を充填している部分において、前記第一空間から前記第三空間に向かって減少する厚みを有していてもよい。第２態様によれば、伝熱管の外面又は第一ヘッダー部材の第二主面に含まれている主材から潜熱蓄熱材にアルミニウムイオンが溶出することがより確実に防止される。

【0014】

本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様に係る蓄熱装置では、前記伝熱管の前記外面は、前記第三空間から前記第一空間に向かって形成された第一テーパー部を有していてもよい。加えて、前記第一接合部は、前記第一テーパー部の周りに形成されていてもよい。第３態様によれば、蓄熱装置の製造において、第一ヘッダー部材に伝熱管を挿入しやすい。加えて、第一接合部は、第一空間から第三空間に向かって減少する厚みを有しやすい。

【0015】

本開示の第４態様において、例えば、第１から第３態様のいずれか１つに係る蓄熱装置では、前記第一ヘッダー部材は、前記第一接合部に沿って、前記第一空間から前記第三空間に向かって又は前記第三空間から前記第一空間に向かって、突出している第一突出部を有していてもよい。第４態様によれば、第一接合部が大きくなりやすく、第一ヘッダー部材と伝熱管の外面とが良好に接合されやすい。

【0016】

本開示の第５態様において、例えば、第１から第４態様のいずれか１つに係る蓄熱装置では、前記第一接合材は、ロウ材を含んでいてもよい。第５態様によれば、第一ヘッダー部材と伝熱管の外面とが良好に接合されやすい。

【0017】

本開示の第６態様に係る蓄熱装置の製造方法は、
アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含み、貫通孔を有する第一ヘッダー部材をシェルの内部空間に配置して前記内部空間を仕切ることと、
アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む伝熱管の長手方向の一端部を前記第一ヘッダー部材の前記貫通孔に挿入することと、
前記内部空間の前記一端部が存在している第一空間において、前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管との間の接合予定部にフラックスを付着させつつ、前記接合予定部の周囲を加熱及び冷却して、前記第一ヘッダー部材と前記伝熱管とをロウ付けにより接合させることと、を含む。

【0018】

第６態様によれば、伝熱管の一端部が存在している第一空間においてフラックスの付着がなされるので、伝熱管の一端部が存在していない空間に潜熱蓄熱材を収容することによって、潜熱蓄熱材が収容された空間にフラックスが存在しにくい。そのため、潜熱蓄熱材が収容された空間において、伝熱管の外面、シェルの内面、及び第一ヘッダー部材から潜熱蓄熱材にアルミニウムイオンが溶出することが防止される。その結果、潜熱蓄熱材の過冷却が安定しやすい蓄熱装置を製造できる。

【0019】

本開示の第７態様に係る蓄熱装置は、
第一空間と、前記第一空間から離れている第二空間と、前記第一空間と前記第二空間との間に形成された第三空間とを含む内部空間を有し、前記第一空間、前記第三空間、及び前記第二空間が基準平面に沿ってこの順に配置されているシェルと、
前記第三空間に収容された潜熱蓄熱材と、
前記第三空間に接する外面を有し、前記第一空間と前記第二空間とを連通させている、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む伝熱管と、
前記第一空間に接している第一主面と、前記第三空間に接している第二主面と、前記伝熱管が嵌め合わされた貫通孔と、前記伝熱管の長さ方向に平行な方向に向かって突出するように前記貫通孔の周りに設けられた筒状のカラーとを有し、前記第一空間と前記第三空間とを仕切っている、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む第一ヘッダー部材と、
前記伝熱管と前記第一ヘッダー部材とを接合するように前記カラーと前記伝熱管との間に設けられたロウ付け接合部と、を備える。

【0020】

本開示の第８態様において、例えば、第７態様に係る蓄熱装置では、前記ロウ付け接合部は、前記伝熱管の長さ方向に垂直な方向における断面積が前記第一空間側から前記第三空間側に向かって連続的又は段階的に減少している部分を含んでいてもよい。

【0021】

本開示の第９態様において、例えば、第７又は第８態様に係る蓄熱装置では、前記第一空間に面する前記ロウ付け接合部の面積は、前記第三空間に面する前記ロウ付け接合部の面積より大きくてもよい。

【0022】

本開示の第１０態様において、例えば、第７から第９態様のいずれか１つに係る蓄熱装置では、前記カラーが前記第三空間に向かって突出していてもよい。加えて、前記カラーの先端の位置を基準として、前記ロウ付け接合部が前記第一空間側にのみ設けられていてもよい。

【0023】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。

【0024】

（実施形態）
図１は、実施形態に係る蓄熱装置１を示す断面図である。図２は、図１に示す蓄熱装置１の一部を拡大した断面図である。図１に示すとおり、蓄熱装置１は、シェル５を備えている。シェル５は、第一空間２と、第二空間３と、第三空間４とを含む内部空間を有している。第二空間３は、第一空間２から離れている。第三空間４は、第一空間２と第二空間３との間に形成されている。第一空間２、第三空間４、及び第二空間３は、基準平面に沿ってこの順に配置されている。潜熱蓄熱材６は、第三空間４に収容されている。蓄熱装置１は、伝熱管７を備えている。伝熱管７は、第三空間４に接する外面７０を有している。伝熱管７は、第一空間２と第二空間３とを連通させている。蓄熱装置１は、第一ヘッダー部材８を備えている。第一ヘッダー部材８は、第一空間２と第三空間４とを仕切っている。第一ヘッダー部材８は、例えば、第一主面８１と、第二主面８２とを有する。第一主面８１は、例えば、第一空間２に接している。第二主面８２は、例えば、第三空間４に接している。第一ヘッダー部材８は、例えば、板状の部材である。第一主面８１は、例えば、第一ヘッダー部材８の厚み方向において第二主面８２とは反対側に位置する。本明細書において、「主面」は、例えば、板状の部材において相対的に広い面積を有する互いに平行な一対の面を意味し、各主面は、例えば、ひと続きの面である。伝熱管７及び第一ヘッダー部材８は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む。本明細書において、「主材」は、質量基準で最も多く含まれる物質を意味する。

【0025】

図２に示すとおり、蓄熱装置１は、第一接合材１０を備えている。第一接合材１０は、第一接合部８４に少なくとも存在している。第一接合部８４は、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０との間に存在している。第一空間２に接している第一接合材１０の面積は、第三空間４に接している第一接合材１０の面積より大きい。第一接合部８４は、例えば、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０とを接合している。第一接合材１０は、例えば、第二主面８２から離れている。第一接合部８４は、例えば、第二主面８２に形成されていない。

【0026】

蓄熱装置１は、例えば、第二接合材を備えている。第二接合材は、例えば、第二接合部に少なくとも存在している。第二接合部は、例えば、第一ヘッダー部材８の周縁部とシェル５の内面との間に存在している。第一空間２に接している第二接合材の面積は、例えば、第三空間４に接している第二接合材の面積より大きい。第二接合部は、例えば、第一ヘッダー部材８の周縁部とシェル５の内面とを接合している。第二接合材は、例えば、第二主面８２から離れている。第二接合部は、例えば、第二主面８２に形成されていない。シェル５は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含んでいてもよい。このような構成によれば、蓄熱装置１の製造において、第三空間４をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給しなくても、第一空間２をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第一接合部８４を形成しやすい。これにより、第三空間４にフラックス等の助剤が存在しにくい。そのため、第三空間４において、シェル５の内面、伝熱管７の外面７０、及び第一ヘッダー部材８から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが防止される。その結果、潜熱蓄熱材６の過冷却が安定しやすい。加えて、シェル５の内面、伝熱管７の外面７０、及び第一ヘッダー部材８には、典型的には、酸化皮膜が形成されている。各部材の接合において、フラックス等の助剤が接触した部分では、酸化皮膜が除去される。上記した構成によれば、フラックス等の助剤は、第三空間４をなすべき空間で使用されなくてもよい。その結果、第三空間４をなすべき空間に形成された酸化皮膜は除去されにくいので、第三空間４をなすべき空間にアルマイト処理及びベーマイト処理等の処理が施されていなくてもアルミニウムイオンの溶出を防止できる。これにより、蓄熱装置１の製造において、コストが抑制されうる。

【0027】

図１に示すとおり、蓄熱装置１は、例えば、供給口１４及び排出口１５をさらに備えている。供給口１４は、第一空間２に開口している。熱媒体は、例えば、蓄熱装置１の外部から供給口１４を通って第一空間２に導かれる。排出口１５は、第二空間３に開口している。第一空間２に導かれた熱媒体は、伝熱管７の内部を通過して第二空間３に導かれる。その後、熱媒体は、第二空間３から排出口１５を通って蓄熱装置１の外部に導かれる。

【0028】

図２に示すとおり、第一接合部８４は、例えば、第一空間２から第三空間４に向かって減少する厚みを有する。第一接合部８４は、例えば、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０との間を充填している部分を含む。第一接合部８４の厚みは、第一ヘッダー部材８と第一接合部８４とが接合している面と、第一接合部８４と伝熱管７の外面７０とが接合している面との間の距離を意味する。第一接合部８４の厚みは、例えば、伝熱管７の長手方向に直交する方向に沿って測定される。このような構成によれば、例えば、蓄熱装置１の製造において、第一接合部８４をなすべき空間が第一空間２から第三空間４に向かって減少する厚みを有するように各部材を配置しやすい。この場合、蓄熱装置１の製造において、第一空間２をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第一接合部８４を形成させても、助剤が第三空間４をなすべき空間に到達しにくい。その結果、第三空間４において、伝熱管７の外面７０及び第一ヘッダー部材８から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが抑制され、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。

【0029】

図２に示すとおり、第一ヘッダー部材８は、第一突出部２０を有していてもよい。第一突出部２０は、例えば、第一接合部８４に沿って第一空間２から第三空間４に向かって突出している。ただし、第一突出部２０は、図２とは逆方向、すなわち第一接合部８４に沿って第三空間４から第一空間２に向かって突出していてもよい。このような構成によれば、例えば、第一接合部８４が大きくなりやすく、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０とが良好に接合されやすい。その結果、蓄熱装置１は、優れた耐久性を有しやすい。第一突出部２０の先端は、伝熱管７の外面７０に接触していてもよい。第一ヘッダー部材８における第一突出部２０は、バーリング加工によって形成されてもよい。

【0030】

図２に示すとおり、伝熱管７の外面７０は、第一テーパー部７１を有していてもよい。第一テーパー部７１は、例えば、伝熱管７の長手方向において、第三空間４から第一空間２に向かって形成されている。第一接合部８４は、例えば、第一テーパー部７１の周りに形成されている。このような構成によれば、例えば、蓄熱装置１の製造において、第一接合部８４をなすべき空間が第一空間２から第三空間４に向かって減少する厚みを有するように各部材を配置しやすい。この場合、蓄熱装置１の製造において、第一空間２をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第一接合部８４を形成させても、助剤が第三空間４をなすべき空間に到達しにくい。その結果、第三空間４において、伝熱管７の外面７０及び第一ヘッダー部材８から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが抑制され、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。加えて、このような構成によれば、例えば、第一ヘッダー部材８に伝熱管７を挿入しやすいので、蓄熱装置１を容易に製造できる。

【0031】

第二接合部は、例えば、第一空間２から第三空間４に向かって減少する厚みを有する。第二接合部は、例えば、第一ヘッダー部材８とシェル５の内面との間を充填している部分を含む。第二接合部の厚みは、第一ヘッダー部材８の周縁部と第二接合部とが接合している面と、第二接合部とシェル５の内面とが接合している面との間の距離を意味する。第二接合部の厚みは、例えば、シェル５の内面に直交する方向に沿って測定される。このような構成によれば、例えば、蓄熱装置１の製造において、第二接合部をなすべき空間が第一空間２から第三空間４に向かって減少する厚みを有するように各部材を配置しやすい。この場合、蓄熱装置１の製造において、第一空間２をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第二接合部を形成させても、助剤が第三空間４をなすべき空間に到達しにくい。その結果、第三空間４において、シェル５の内面及び第一ヘッダー部材８から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが防止され、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。

【0032】

第一ヘッダー部材８は、第二突出部を有していてもよい。つまり、第一ヘッダー部材８の周縁部に第二突出部が設けられていてもよい。第二突出部は、例えば、第二接合部に沿って第一空間２から第三空間４に向かって突出している。ただし、第二突出部は、逆方向、すなわち第二接合部に沿って第三空間４から第一空間２に向かって突出していてもよい。このような構成によれば、例えば、第二接合部が大きくなりやすく、第一ヘッダー部材８の周縁部とシェル５の内面とが良好に接合されやすい。その結果、蓄熱装置１は、優れた耐久性を有しやすい。第二突出部の先端は、シェル５の内面に接触していてもよい。

【0033】

第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０とを接合できる限り、第一接合材１０に含まれる材料は、特定の材料に限定されない。第一ヘッダー部材８とシェル５の内面とを接合できる限り、第二接合材に含まれる材料は、特定の材料に限定されない。第一接合材１０に含まれる材料及び第二接合材に含まれる材料の種類は、同じであってもよく、異なっていてもよい。第一接合材１０及び第二接合材は、例えば、ロウ材を含む。第一接合材１０及び第二接合材は、例えば、ロウ付けによって形成されている。第一ヘッダー部材８、シェル５、及び伝熱管７には、例えば、ロウ材層を有するクラッド材を使用できる。ロウ材は、例えば、アルミニウムとシリコンとの共晶を含んでいる。これにより、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０とが良好に接合されやすい。加えて、第一ヘッダー部材８とシェル５の内面とが良好に接合されやすい。

【0034】

第一接合材１０及び第二接合材には、例えば、フラックス等の助剤が含まれていてもよい。フラックスは、例えば、カリウムと、アルミニウムと、フッ素とを含有している。フラックスは、例えば、ＫＡｌＦ₄とＫ₃ＡｌＦ₆との共晶を含んでいる。第一接合材１０及び第二接合材において、フラックス等の助剤は洗浄により除去されていてもよい。

【0035】

蓄熱装置１において、第三空間４をなすべき空間にロウ材層が形成されていなくてもよい。第一ヘッダー部材８において、ロウ材層を含む接合材が第二主面８２に形成されていなくてもよい。これにより、第一接合材１０及び第二接合材が第一空間２側に形成されやすい。加えて、第一接合部８４及び第二接合部は、第三空間４に存在しにくい。この場合、蓄熱装置１の製造において、第一空間２をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第一接合部８４及び第二接合部を形成させても、助剤が第三空間４をなすべき空間に到達しにくい。その結果、第三空間４において、シェル５の内面、伝熱管７の外面７０、及び第一ヘッダー部材８から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが防止され、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。

【0036】

潜熱蓄熱材６は、特定の潜熱蓄熱材に限定されない。潜熱蓄熱材６は、例えば、金属塩又は金属塩の水和物を主成分として含有している。これにより、潜熱蓄熱材６が所望の過冷却安定性を有しやすい。本明細書において「主成分」とは、質量基準で最も多く含まれる成分を意味する。

【0037】

金属塩の例は、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩、鉄の塩、及びアルミニウム塩である。

【0038】

潜熱蓄熱材６は、酢酸ナトリウムを主成分として含有していてもよい。これにより、潜熱蓄熱材６が所望の過冷却安定性をより確実に有しやすい。

【0039】

潜熱蓄熱材６の主成分は、所定の水和物であってもよい。例えば、上記の金属塩の水和物であってもよい。水和物の例は、硫酸ナトリウム十水和物、硫酸水素ナトリウム一水和物、塩素酸リチウム三水和物、過塩素酸リチウム三水和物、フッ化カリウム二水和物、フッ化カリウム四水和物、塩化カルシウム二水和物、塩化カルシウム四水和物、塩化カルシウム六水和物、硝酸リチウム三水和物、硫酸ナトリウム十水和物、炭酸ナトリウム七水和物、炭酸ナトリウム十水和物、臭化カルシウム二水和物、リン酸水素二ナトリウム二水和物、リン酸水素二ナトリウム七水和物、リン酸水素二ナトリウム十二水和物、塩化鉄四水和物、塩化鉄六水和物、チオ硫酸ナトリウム五水和物、硫酸マグネシウム七水和物、酢酸リチウム二水和物、水酸化ナトリウム一水和物、水酸化バリウム一水和物、水酸化バリウム八水和物、ピロリン酸ナトリウム十水和物、リン酸三ナトリウム六水和物、リン酸三ナトリウム八水和物、及びリン酸三ナトリウム十二水和物である。

【0040】

潜熱蓄熱材６は、安定剤及び水等の他の成分をさらに含んでいてもよい。

【0041】

図１に示すとおり、蓄熱装置１は、例えば、第二ヘッダー部材９をさらに備えている。第二ヘッダー部材９は、例えば、第二空間３と第三空間４とを仕切っている。図３は、図１に示す蓄熱装置１の別の一部を拡大した断面図である。図３に示すとおり、第二ヘッダー部材９は、例えば、第三主面９１と、第四主面９２とを有する。第三主面９１は、例えば、第二空間３に接している。第四主面９２は、例えば、第三空間４に接している。第二ヘッダー部材９は、例えば、板状の部材である。第三主面９１は、例えば、第二ヘッダー部材９の厚み方向において、第四主面９２とは反対側に位置する。

【0042】

図３に示すとおり、蓄熱装置１は、例えば、第三接合材１２を備えている。第三接合材１２は、例えば、第三接合部９４に少なくとも存在している。第三接合部９４は、例えば、第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０との間に存在している。第二空間３に接している第三接合材１２の面積は、例えば、第三空間４に接している第三接合材１２の面積より大きい。第三接合部９４は、例えば、第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０とを接合している。第三接合材１２は、例えば、第四主面９２から離れている。第三接合部９４は、例えば、第四主面９２に形成されていない。

【0043】

蓄熱装置１は、例えば、第四接合材を備えている。第四接合材は、例えば、第四接合部に少なくとも存在している。第四接合部は、例えば、第二ヘッダー部材９の周縁部とシェル５の内面との間に存在している。第二空間３に接している第四接合材の面積は、例えば、第三空間４に接している第四接合材の面積より大きい。第四接合部は、例えば、第二ヘッダー部材９の周縁部とシェル５の内面とを接合している。第四接合材は、例えば、第四主面９２から離れている。第四接合部は、例えば、第四主面９２に形成されていない。第二ヘッダー部材９は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む。このような構成によれば、例えば、蓄熱装置１の製造において、第三空間４をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給しなくても、第二空間３をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第三接合部９４及び第四接合部を形成しやすい。これにより、第三空間４にフラックス等の助剤が存在しにくい。そのため、第三空間４において、シェル５の内面、伝熱管７の外面７０、及び第二ヘッダー部材９から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが防止される。その結果、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。加えて、第二ヘッダー部材９には、典型的には、酸化皮膜が形成されている。各部材の接合において、フラックス等の助剤が接触した部分では、酸化皮膜が除去される。上記した構成によれば、フラックス等の助剤は、第三空間４をなすべき空間で使用されなくてもよい。その結果、第三空間４をなすべき空間に形成された酸化皮膜は除去されにくいので、第三空間４をなすべき空間にアルマイト処理及びベーマイト処理等の処理が施されていなくてもアルミニウムイオンの溶出を防止できる。これにより、蓄熱装置１の製造において、コストが抑制されうる。

【0044】

図３に示すとおり、第三接合部９４は、例えば、第二空間３から第三空間４に向かって減少する厚みを有する。第三接合部９４は、例えば、第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０との間を充填している部分を含む。第三接合部９４の厚みは、第二ヘッダー部材９と第三接合部９４とが接合している面と、第三接合部９４と伝熱管７の外面７０とが接合している面との間の距離を意味する。第三接合部９４の厚みは、例えば、伝熱管７の長手方向に直交する方向に沿って測定される。このような構成によれば、例えば、蓄熱装置１の製造において、第三接合部９４をなすべき空間が第二空間３から第三空間４に向かって減少する厚みを有するように各部材を配置しやすい。この場合、蓄熱装置１の製造において、第二空間３をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第三接合部９４を形成させても、助剤が第三空間４をなすべき空間に到達しにくい。その結果、第三空間４において、伝熱管７の外面７０及び第二ヘッダー部材９から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが抑制され、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。

【0045】

図３に示すとおり、第二ヘッダー部材９は、第三突出部２２を有していてもよい。第三突出部２２は、例えば、第三接合部９４に沿って第二空間３から第三空間４に向かって突出している。ただし、第三突出部２２は、図４とは逆方向、すなわち第三接合部９４に沿って第三空間４から第二空間３に向かって突出していてもよい。このような構成によれば、例えば、第三接合部９４が大きくなりやすく、第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０とが良好に接合されやすい。その結果、蓄熱装置１は、優れた耐久性を有しやすい。第三突出部２２の先端は、伝熱管７の外面７０に接触していてもよい。第二ヘッダー部材９における第三突出部２２は、バーリング加工によって形成されてもよい。

【0046】

図３に示すとおり、伝熱管７の外面７０は、例えば、第二テーパー部７２を有する。第二テーパー部７２は、例えば、伝熱管７の長手方向において、第三空間４から第二空間３に向かって形成されている。第三接合材１２は、例えば、第二テーパー部７２の周りに形成されている。このような構成によれば、例えば、蓄熱装置１の製造において、第三接合部９４をなすべき空間が第二空間３から第三空間４に向かって減少する厚みを有するように各部材を配置しやすい。この場合、蓄熱装置１の製造において、第二空間３をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第三接合部９４を形成させても、助剤が第三空間４をなすべき空間に到達しにくい。その結果、伝熱管７の外面７０及び第二ヘッダー部材９から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが抑制され、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。加えて、このような構成によれば、第二ヘッダー部材９に伝熱管７を挿入しやすいので、蓄熱装置１を容易に製造できる。

【0047】

第四接合部は、例えば、第二空間３から第三空間４に向かって減少する厚みを有する。第四接合部は、例えば、第二ヘッダー部材９とシェル５の内面との間を充填している部分を含む。第四接合部の厚みは、第二ヘッダー部材９の周縁部と第四接合部とが接合している面と、第四接合部とシェル５の内面とが接合している面との間の距離を意味する。第四接合部の厚みは、例えば、シェル５の内面に直交する方向に沿って測定される。このような構成によれば、例えば、蓄熱装置１の製造において、第四接合部をなすべき空間が第二空間３から第三空間４に向かって減少する厚みを有するように各部材を配置しやすい。この場合、蓄熱装置１の製造において、第二空間３をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第四接合部を形成させても、助剤が第三空間４をなすべき空間に到達しにくい。その結果、第三空間４において、シェル５の内面及び第二ヘッダー部材９から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが防止され、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。

【0048】

第二ヘッダー部材９は、第四突出部を有していてもよい。つまり、第二ヘッダー部材９の周縁部に第四突出部が設けられていてもよい。第四突出部は、例えば、第四接合部に沿って第二空間３から第三空間４に向かって突出している。ただし、第四突出部は、逆方向、すなわち第四接合部に沿って第三空間４から第二空間３に向かって突出していてもよい。このような構成によれば、例えば、第四接合部が大きくなりやすく、第二ヘッダー部材９の周縁部とシェル５の内面とが良好に接合されやすい。その結果、蓄熱装置１は、優れた耐久性を有しやすい。第四突出部の先端は、シェル５の内面に接触していてもよい。

【0049】

第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０とを接合できる限り、第三接合材１２に含まれる材料は、特定の材料に限定されない。第二ヘッダー部材９とシェル５の内面とを接合できる限り、第四接合材に含まれる材料は、特定の材料に限定されない。第三接合材１２に含まれる材料及び第四接合材に含まれる材料の種類は、同じであってもよく、異なっていてもよい。第三接合材１２及び第四接合材は、例えば、ロウ材を含む。第三接合材１２及び第四接合材は、例えば、ロウ付けによって形成されている。第二ヘッダー部材９には、例えば、ロウ材層を有するクラッド材を使用できる。ロウ材は、例えば、上記したロウ材が使用できる。これにより、第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０とが良好に接合されやすい。加えて、第二ヘッダー部材９とシェル５の内面とが良好に接合されやすい。

【0050】

第二ヘッダー部材９において、ロウ材層を含む接合材が第四主面９２に形成されていなくてもよい。これにより、第三接合部９４及び第四接合部が第二空間３側に形成されやすい。加えて、第三接合部９４及び第四接合部は、第三空間４に存在しにくい。この場合、蓄熱装置１の製造において、第二空間３をなすべき空間でフラックス等の助剤を供給して第三接合部９４及び第四接合部を形成させても、助剤が第三空間４をなすべき空間に到達しにくい。その結果、第三空間４において、シェル５の内面、伝熱管７の外面７０、及び第二ヘッダー部材９から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが防止され、潜熱蓄熱材６の過冷却がより確実に安定しやすい。

【0051】

第三接合材１２及び第四接合材には、例えば、上記したフラックスが含まれていてもよい。第三接合材１２及び第四接合材において、フラックス等の助剤は洗浄により除去されていてもよい。

【0052】

蓄熱装置１は、例えば、過冷却解除装置（図示省略）をさらに備えていてもよい。過冷却解除装置の働きにより、潜熱蓄熱材６の過冷却を所望のタイミングで解除できる。過冷却解除装置の構成は、潜熱蓄熱材６の過冷却を解除できる限り、特定の構成に限定されない。過冷却解除装置は、例えば、潜熱蓄熱材６の過冷却を解除するための物理的な作用を生じさせる。物理的な作用は、所定の物体の移動又は振動であってもよく、電気的な作用であってもよい。

【0053】

蓄熱装置１の製造方法の一例について説明する。

【0054】

図４は、蓄熱装置１の製造方法の一部を示す断面図である。まず、シェル５の内部空間に、第一ヘッダー部材８を配置してシェル５の内部空間を仕切る。第一ヘッダー部材８は、例えば、板状の部材である。第一ヘッダー部材８は、貫通孔８０を有する。伝熱管７の長手方向の一端部を第一ヘッダー部材８の貫通孔８０に挿入する。図４に示すとおり、伝熱管７を、例えば、第三空間４をなすべき空間から第一ヘッダー部材８の貫通孔８０に挿入させる。これにより、例えば、第一ヘッダー部材８から伝熱管７の長手方向の一端部を貫通孔８０から突出させる。このようにして、シェル５の内部空間において、伝熱管７の長手方向の一端部が存在している第一空間２が形成される。第一ヘッダー部材８及び伝熱管７は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む。シェル５は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む。

【0055】

図５は、蓄熱装置１の製造方法の別の一部を示す断面図である。図５に示すとおり、第一ヘッダー部材８は、例えば、ロウ材層３０を有する。ロウ材層３０は、例えば、第一ヘッダー部材８において第一主面８１及び内周面８３に形成されている。内周面８３は、例えば、第一主面８１に隣接する面を含む。ロウ材層３０は、例えば、第二主面８２に形成されていない。第一接触部３１の近くでフラックス３３の付着がなされる。第一接触部３１は、例えば、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０との間に形成されている。第一接触部３１は、例えば、第一ヘッダー部材８の先端と伝熱管７の外面７０とが接触する部分を含む。第一接触部３１は、例えば、第一空間２に含まれる。第一接触部３１の近くは、例えば、第一接合予定部である。第一接合予定部は、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０との間に存在する。第一接合予定部において、フラックス３３は、例えば、ロウ材層３０と伝熱管７の外面７０との間に付着される。第一接合予定部にフラックス３３が付着している状態で、第一接合予定部の周囲を加熱及び冷却する。これにより、フラックス３３に含まれる成分が流動し、第一ヘッダー部材８及び伝熱管７の外面７０において酸化皮膜が除去される。その後、ロウ材層３０に含まれるロウ材が溶解して、第一ヘッダー部材８と伝熱管７の外面７０とが接合される。これにより、第一接合部８４が形成される。その後、第三空間４に潜熱蓄熱材６が収容され、蓄熱装置１が得られる。

【0056】

ロウ材層３０は、第一ヘッダー部材８において第一主面８１及び周縁部に形成されていてもよい。例えば、第二接触部の近くでフラックス３３の付着がなされる。第二接触部は、例えば、第一ヘッダー部材８の周縁部とシェル５の内面との間に形成されている。第二接触部は、例えば、第一ヘッダー部材８の先端とシェル５の内面とが接触する部分を含む。第二接触部は、例えば、第一空間２に含まれる。第二接触部の近くは、例えば、第二接合予定部である。第二接合予定部は、例えば、第一ヘッダー部材８とシェル５の内面との間に存在する。第二接合予定部において、フラックス３３は、例えば、ロウ材層３０とシェル５の内面との間に付着される。第二接合予定部にフラックス３３が付着している状態で、第二接合予定部の周囲を加熱及び冷却する。これにより、フラックス３３に含まれる成分が流動し、第一ヘッダー部材８及びシェル５の内面において酸化皮膜が除去される。その後、ロウ材層３０に含まれるロウ材が溶解して、第一ヘッダー部材８とシェル５の内面とが接合される。これにより、第二接合部が形成される。

【0057】

このような製造方法によれば、伝熱管７の一端部が存在している第一空間２においてフラックス３３の付着がなされる。そのため、伝熱管７の一端部が存在していない空間に潜熱蓄熱材６を収容することにより、潜熱蓄熱材６が収容された空間にフラックス３３が存在しにくい。そのため、潜熱蓄熱材６が収容された空間において、シェル５の内面、伝熱管７の外面７０、及び第一ヘッダー部材８から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが防止される。その結果、潜熱蓄熱材６の過冷却が安定しやすい蓄熱装置１を製造できる。

【0058】

図６は、蓄熱装置１の製造方法のさらに別の一部を示す断面図である。図６に示すとおり、例えば、シェル５の内部空間に、第二ヘッダー部材９を配置してシェル５の内部空間を仕切る。第二ヘッダー部材９は、例えば、板状の部材である。第二ヘッダー部材９は、貫通孔９０を有する。伝熱管７の長手方向の他端部を第二ヘッダー部材９の貫通孔９０に挿入する。図６に示すとおり、蓄熱装置１の製造方法において、伝熱管７を、例えば、第三空間４をなすべき空間から第二ヘッダー部材９の貫通孔９０に挿入させる。これにより、例えば、第二ヘッダー部材９から伝熱管７の長手方向の他端部を貫通孔９０から突出させる。このようにして、シェル５の内部空間において、伝熱管７の長手方向の他端部が存在している第二空間３が形成される。第二ヘッダー部材９は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を主材として含む。

【0059】

図７は、蓄熱装置１の製造方法のさらに別の一部を示す断面図である。図７に示すとおり、第二ヘッダー部材９は、例えば、ロウ材層４０を有する。ロウ材層４０は、例えば、第二ヘッダー部材９において第三主面９１及び内周面９３に形成されている。内周面９３は、例えば、第三主面９１に隣接する面を含む。ロウ材層４０は、例えば、第四主面９２に形成されていない。第三接触部４１の近くでフラックス４３の付着がなされる。第三接触部４１は、例えば、第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０との間に形成されている。第三接触部４１は、例えば、第二ヘッダー部材９の先端と伝熱管７の外面７０とが接触する部分を含む。第三接触部４１は、例えば、第二空間３に含まれる。第三接触部４１の近くは、例えば、第三接合予定部である。第三接合予定部は、例えば、第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０との間に存在する。第三接合予定部において、フラックス４３は、例えば、ロウ材層４０と伝熱管７の外面７０との間に付着される。第三接合予定部にフラックス４３が付着している状態で、第三接合予定部の周囲を加熱及び冷却する。これにより、フラックス４３に含まれる成分が流動し、第二ヘッダー部材９及び伝熱管７の外面７０において酸化皮膜が除去される。その後、ロウ材層４０に含まれるロウ材が溶解して、第二ヘッダー部材９と伝熱管７の外面７０とが接合される。これにより、第三接合部９４が形成される。

【0060】

ロウ材層４０は、第二ヘッダー部材９において第三主面９１及び周縁部に形成されていてもよい。例えば、第四接触部の近くでフラックス４３の付着がなされる。第四接触部は、例えば、第二ヘッダー部材９の周縁部とシェル５の内面との間に形成されている。第四接触部は、例えば、第二ヘッダー部材９の先端とシェル５の内面とが接触する部分を含む。第四接触部は、例えば、第二空間３に含まれる。第四接触部の近くは、例えば、第四接合予定部である。第四接合予定部は、例えば、第二ヘッダー部材９とシェル５の内面との間に存在する。第四接合予定部において、フラックス４３は、例えば、ロウ材層４０とシェル５の内面との間に付着される。第四接合予定部にフラックス４３が付着している状態で、第四接合予定部の周囲を加熱及び冷却する。これにより、フラックス４３に含まれる成分が流動し、第二ヘッダー部材９及びシェル５の内面において酸化皮膜が除去される。その後、ロウ材層４０に含まれるロウ材が溶解して、第二ヘッダー部材９とシェル５の内面とが接合される。これにより、第四接合部が形成される。このような製造方法によれば、伝熱管７の他端部が存在している第二空間３においてフラックス４３の付着がなされる。そのため、伝熱管７の他端部が存在していない空間に潜熱蓄熱材６を収容することにより、潜熱蓄熱材６が収容された空間にフラックス４３が存在しにくい。そのため、潜熱蓄熱材６が収容された空間において、シェル５の内面、伝熱管７の外面７０、及び第二ヘッダー部材９から潜熱蓄熱材６にアルミニウムイオンが溶出することが防止される。その結果、潜熱蓄熱材６の過冷却が安定しやすい蓄熱装置１をより確実に製造できる。

【符号の説明】

【0061】

１ 蓄熱装置
２ 第一空間
３ 第二空間
４ 第三空間
５ シェル
６ 潜熱蓄熱材
７ 伝熱管
８ 第一ヘッダー部材
９ 第二ヘッダー部材
１０ 第一接合材
１２ 第三接合材
１４ 供給口
１５ 排出口
２０ 第一突出部
２２ 第三突出部
３０ ロウ材層
３１ 第一接触部
３３ フラックス
４０ ロウ材層
４１ 第三接触部
４３ フラックス
７０ 伝熱管の外面
７１ 第一テーパー部
７２ 第二テーパー部
８０ 貫通孔
８１ 第一主面
８２ 第二主面
８３ 内周面
８４ 第一接合部
９０ 貫通孔
９１ 第三主面
９２ 第四主面
９３ 内周面
９４ 第三接合部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】