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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-09
(45)【発行日】2024-02-20
(54)【発明の名称】過冷却解除装置、蓄熱装置及び動力装置
(51)【国際特許分類】
F28D 20/02 20060101AFI20240213BHJP
F01P 7/16 20060101ALI20240213BHJP
C09K 5/06 20060101ALI20240213BHJP
【ＦＩ】
F28D20/02 D
F01P7/16 502B
C09K5/06 D
C09K5/06 M
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2022537986
(86)(22)【出願日】2021-07-16
(86)【国際出願番号】 JP2021026888
(87)【国際公開番号】W WO2022019246
(87)【国際公開日】2022-01-27
【審査請求日】2022-10-19
(31)【優先権主張番号】P 2020124419
(32)【優先日】2020-07-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「未利用熱エネルギーの革新的活用技術研究開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【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
(74)【代理人】
【識別番号】110004314
【氏名又は名称】弁理士法人青藍国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100107641
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 耕一
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 隆一
(72)【発明者】
【氏名】菅野 恒
【審査官】大谷 光司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１５８３０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１０５５７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０５６０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０３－０９６３３５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】国際公開第２０２０／１８９０８９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２８Ｄ ２０／０２
Ｆ０１Ｐ ７／１６
Ｃ０９Ｋ ５／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させ、
前記過冷却解除装置は、前記荷重を加える方向に直交する方向への前記第１部材及び前記第２部材の変位を規制するガイド部材をさらに備え、
前記ガイド部材は、シリンダ及びシャフトからなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、
前記シリンダは、前記第１部材及び前記第２部材を収容し、
前記シャフトは、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれに形成された貫通孔に挿入されている、過冷却解除装置。
【請求項2】
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させ、
前記過冷却解除装置は、第３部材及び第４部材をさらに備え、
前記第１部材と前記第３部材との間に前記第２部材が位置し、又は、前記第２部材と前記第３部材との間に前記第１部材が位置し、
前記第３部材と前記第４部材との間に前記第１部材及び前記第２部材が位置し、
前記第３部材は、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有し、
前記第４部材は、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する、過冷却解除装置。
【請求項3】
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させ、
前記過冷却解除装置は、第３部材及び第４部材をさらに備え、
前記第１部材と前記第３部材との間に前記第２部材が位置し、又は、前記第２部材と前記第３部材との間に前記第１部材が位置し、
前記第３部材と前記第４部材との間に前記第１部材及び前記第２部材が位置し、
前記第３部材は、樹脂部材であり、
前記第４部材は、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する、過冷却解除装置。
【請求項4】
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させ、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、前記荷重を加えた状態で互いに接触する表面に、前記蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有さない、過冷却解除装置。
【請求項5】
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させ、
前記過冷却解除装置は、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に前記荷重を加えるピストンをさらに備える、過冷却解除装置。
【請求項6】
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させ、
前記過冷却解除装置は、前記第１部材及び前記第２部材を収容するシリンダをさらに備える、過冷却解除装置。
【請求項7】
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、板状の形状を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項8】
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、前記荷重を加えた状態で互いに接触する表面として、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより接触面積が広がるように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する、請求項７に記載の過冷却解除装置。
【請求項9】
前記荷重を加える方向に直交する方向への前記第１部材及び前記第２部材の変位を規制するガイド部材をさらに備えた、請求項２から４のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項10】
前記ガイド部材は、シリンダ及びシャフトからなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、前記シリンダは、前記第１部材及び前記第２部材を収容し、
前記シャフトは、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれに形成された貫通孔に挿入されている、請求項９に記載の過冷却解除装置。
【請求項11】
第３部材をさらに備え、前記第１部材と前記第３部材との間に前記第２部材が位置し、又は、前記第２部材と前記第３部材との間に前記第１部材が位置し、
前記第３部材は、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する、請求項１、４、５及び６のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項12】
第３部材をさらに備え、前記第１部材と前記第３部材との間に前記第２部材が位置し、又は、前記第２部材と前記第３部材との間に前記第１部材が位置し、
前記第３部材は、樹脂部材である、請求項１、４、５及び６のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項13】
第４部材をさらに備え、前記第３部材と前記第４部材との間に前記第１部材及び前記第２部材が位置し、
前記第４部材は、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する、請求項１１又は１２に記載の過冷却解除装置。
【請求項14】
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、前記荷重を加えた状態で互いに接触する表面として、平坦面を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項15】
前記金属の２５℃における熱伝導率が２２５Ｗ／ｍ・Ｋより小さい、請求項１から１４のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項16】
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させることにより、前記第１部材と前記第２部材との間に過冷却状態の前記蓄熱材が侵入するように、前記第１部材と前記第２部材とを相対的に変位させる、請求項１から１５のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項17】
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、前記荷重を加えた状態で互いに接触する表面に、前記蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有さない、請求項１、２、３、５及び６のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項18】
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に荷重を加えるピストンをさらに備えた、請求項２、３、４及び６のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項19】
前記第１部材及び前記第２部材を収容するシリンダをさらに備えた、請求項２から５のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
【請求項20】
請求項１から１９のいずれか１項に記載の過冷却解除装置と、水和塩、糖アルコール及び包接水和物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む蓄熱材と、
前記蓄熱材を収容する容器と、
を備えた、蓄熱装置。
【請求項21】
請求項２０に記載された蓄熱装置と、前記蓄熱装置から放出された熱を受け取る動力機関と、
を備えた、動力装置。
【請求項22】
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、前記過冷却解除装置は、
互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材と、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けて前記過冷却状態を維持し、かつ、前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させる荷重負荷部材と、
前記荷重を加える方向に直交する方向への前記第１部材及び前記第２部材の変位を規制するガイド部材と、
を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、かつ板状の形状を有し、
前記ガイド部材は、シリンダ及びシャフトからなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、
前記シリンダは、前記第１部材及び前記第２部材を収容し、
前記シャフトは、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれに形成された貫通孔に挿入されている、過冷却解除装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、過冷却解除装置、蓄熱装置及び動力装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、蓄熱材が液相と固相との間で相転移することによって、蓄熱及び放熱を行う蓄熱装置が知られている。蓄熱装置は、過冷却された蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置を備えている。過冷却解除装置を備えた蓄熱装置は、例えば、ガソリンエンジン、電動機などの動力機関を備えた動力装置に利用される。
【0003】
特許文献１から３には、可撓性を有する部材の曲げ変形を利用して、蓄熱材の過冷却状態を解除する従来の過冷却解除装置が開示されている。詳細には、特許文献１の過冷却解除装置では、コイル状のトリガーばねを外部から押圧して曲げ変形させて生じさせた摺動摩擦力により、蓄熱材の過冷却状態が解除される。特許文献２及び３の過冷却解除装置では、可撓性を有する板状部材を外部から押圧して曲げ変形させる。この変形に伴って、蓄熱材の結晶が過冷却状態にある周囲の蓄熱材と接触し、蓄熱材の過冷却状態が解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】実願昭６３－１２１４８９号（実開平２－４２０４５号）のマイクロフィルム
【文献】実願平２－５４３６３号（実開平３－９６３３５号）のマイクロフィルム
【文献】特開２０１５－１５８３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記従来の過冷却解除装置を用いて過冷却状態を解除するためには、可撓性を有する部材を曲げ変形させるために、外部から新たに荷重を加え、或いは外部からの荷重を増加させる操作が必要となる。これらの過冷却装置では、過冷却状態を解除するための部材は、過冷却状態において、意図しない力が外部から加わったときにも、曲げ変形が可能な状態にある。このため、使用環境によっては避けがたい振動、突発的な物体の衝突等により、意図しないタイミングで過冷却状態が解除されることがある。
【0006】
本開示は、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適した新たな過冷却解除装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様にかかる過冷却解除装置は、
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させる。
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させる。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適した新たな過冷却解除装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本開示の基礎となった知見）
可撓性を有する部材の曲げ変形を必須とする上述の過冷却解除装置では、振動及び衝突に代表される外部応力や熱膨張により発生しうる内部応力によって突発的又は偶発的に部材の曲げ変形が生じることがある。このような変形は、意図しないタイミングで蓄熱材の過冷却状態を解除することがある。また、このような変形は、密閉が保たれているべき狭小空間を周囲と連通させ、場合によっては狭小空間に収容された蓄熱材の結晶を融解させて過冷却解除機能を損なうことがある。振動などの衝撃は、過冷却解除装置を車両などの動力装置に配置した場合に顕著に生じ得る。
可撓性を有する部材の曲げ変形を必須とする上述の過冷却解除装置では、振動及び衝突に代表される外部応力や熱膨張により発生しうる内部応力によって突発的又は偶発的に部材の曲げ変形が生じることがある。このような変形は、意図しないタイミングで蓄熱材の過冷却状態を解除することがある。また、このような変形は、密閉が保たれているべき狭小空間を周囲と連通させ、場合によっては狭小空間に収容された蓄熱材の結晶を融解させて過冷却解除機能を損なうことがある。振動などの衝撃は、過冷却解除装置を車両などの動力装置に配置した場合に顕著に生じ得る。
【0011】
本発明者は、鋭意検討した結果、互いに接触することが可能であって、それぞれ金属を含む第１部材及び第２部材の少なくとも一方に、これらの部材を互いに接触させる荷重を加え続けた状態で、過冷却状態を維持し、かつ過冷却状態を解除すべきときには荷重を減少させる過冷却解除装置とすることにより、過冷却解除機能が安定して得られる過冷却解除装置を実現できることを見出した。
【0012】
本開示の第１態様にかかる過冷却解除装置は、
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させる。
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けた状態で、前記過冷却状態が維持され、
前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させる。
【0013】
第１態様によれば、例えば、次の方法によって蓄熱材の過冷却状態を解除できる。まず、第１部材及び第２部材に外部から荷重が加わっていない状態で過冷却解除装置を過冷却状態の蓄熱材に接触させる。過冷却解除装置を蓄熱材に接触させると、その刺激によって蓄熱材の結晶化が進行する。これにより、蓄熱材の結晶が第１部材と第２部材との間に配置される。次に、第１部材及び第２部材の少なくとも一方に荷重を加え、第１部材と第２部材とを互いに密着させる。この状態で蓄熱材を加熱すると、過冷却解除装置の周囲に存在する蓄熱材が融解する。一方、第１部材と第２部材との間に存在する微量の蓄熱材は、結晶状態を維持する。次に、蓄熱材を冷却すると、過冷却解除装置の周囲に存在する蓄熱材は、過冷却状態に変化する。次に、上記の荷重を減少させると、過冷却状態の蓄熱材が第１部材及び第２部材の間に侵入し、蓄熱材の結晶と接触する。これにより、蓄熱材の過冷却状態が解除され、蓄熱材が固化する。このように、過冷却解除装置は、第１部材及び第２部材の少なくとも一方に、これらの部材を互いに接触させる荷重を加え続けた状態で、過冷却状態を維持し、かつ過冷却状態を解除すべきときには荷重を減少させる。このような過冷却解除装置は、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適している。
【0014】
本開示の第２態様において、例えば、第１態様にかかる過冷却解除装置では、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、板状の形状を有していてもよい。第２態様によれば、過冷却解除装置は、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適している。
【0015】
本開示の第３態様において、例えば、第２態様にかかる過冷却解除装置では、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、前記荷重を加えた状態で互いに接触する表面として、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより接触面積が広がるように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有していてもよい。第３態様によれば、過冷却解除装置は、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適している。
【0016】
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つにかかる過冷却解除装置は、前記荷重を加える方向に直交する方向への前記第１部材及び前記第２部材の変位を規制するガイド部材をさらに備えていてもよい。第４態様によれば、過冷却解除装置は、繰り返して使用しても過冷却解除機能を維持しやすい。
【0017】
本開示の第５態様において、例えば、第４態様にかかる過冷却解除装置では、前記ガイド部材は、シリンダ及びシャフトからなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいてもよく、前記シリンダは、前記第１部材及び前記第２部材を収容してもよく、前記シャフトは、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれに形成された貫通孔に挿入されていてもよい。第５態様によれば、過冷却解除装置は、繰り返して使用しても過冷却解除機能を維持しやすい。
【0018】
本開示の第６態様において、例えば、第１から第５態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置は、第３部材をさらに備えていてもよく、前記第１部材と前記第３部材との間に前記第２部材が位置していてもよく、又は、前記第２部材と前記第３部材との間に前記第１部材が位置していてもよく、前記第３部材は、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有していてもよい。第６態様によれば、蓄熱材を加熱したときに、第１部材と第２部材との間に存在する微量の蓄熱材が結晶状態を維持しやすい。蓄熱材の結晶が第１部材と第２部材との間に確実に残るため、過冷却解除装置は、高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる。
【0019】
本開示の第７態様において、例えば、第１から第６態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置は、第３部材をさらに備えていてもよく、前記第１部材と前記第３部材との間に前記第２部材が位置していてもよく、又は、前記第２部材と前記第３部材との間に前記第１部材が位置していてもよく、前記第３部材は、樹脂部材であってもよい。第７態様によれば、第３部材は、例えば、第１部材又は第２部材と接触した状態で圧縮されることによって弾性変形しやすい。弾性変形した第３部材は、第１部材又は第２部材に対して、荷重を均一に加えることができる。これにより、第２部材と第１部材とを互いに密着させやすい。そのため、蓄熱材を加熱したときに、第１部材と第２部材との間に存在する微量の蓄熱材が結晶状態を維持しやすい。蓄熱材の結晶が第１部材と第２部材との間に確実に残るため、過冷却解除装置は、高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる。
【0020】
本開示の第８態様において、例えば、第６又は第７態様にかかる過冷却解除装置は、第４部材をさらに備えていてもよく、前記第３部材と前記第４部材との間に前記第１部材及び前記第２部材が位置していてもよく、前記第４部材は、平坦面、及び、前記荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有していてもよい。第８態様によれば、蓄熱材を加熱したときに、第１部材と第２部材との間に存在する微量の蓄熱材が結晶状態をより維持しやすい。そのため、過冷却解除装置は、より高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる。
【0021】
本開示の第９態様において、例えば、第１から第８態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置では、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、前記荷重を加えた状態で互いに接触する表面として、平坦面を有していてもよい。第９態様によれば、過冷却解除装置は、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適している。
【0022】
本開示の第１０態様において、例えば、第１から第９態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置では、前記金属の２５℃における熱伝導率が２２５Ｗ／ｍ・Ｋより小さくてもよい。第１０態様によれば、過冷却解除装置の周囲に存在する蓄熱材が加熱されたときに、第１部材と第２部材との間に存在する微量の蓄熱材が融解しにくい。そのため、過冷却解除装置は、高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる傾向がある。
【0023】
本開示の第１１態様において、例えば、第１から第１０態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置では、前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させることにより、前記第１部材と前記第２部材との間に過冷却状態の前記蓄熱材が侵入するように、前記第１部材と前記第２部材とを相対的に変位させてもよい。第１１態様によれば、冷却解除装置は、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適している。
【0024】
本開示の第１２態様において、例えば、第１から第１１態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置では、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、前記荷重を加えた状態で互いに接触する表面に、前記蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有さなくてもよい。第１２態様によれば、第１部材及び第２部材を容易に準備できる。
【0025】
本開示の第１３態様において、例えば、第１から第１２態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置は、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に荷重を加えるピストンをさらに備えていてもよい。第１３態様によれば、ピストンによって、過冷却解除装置の動作の再現性が向上する。
【0026】
本開示の第１４態様において、例えば、第１から第１３態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置は、前記第１部材及び前記第２部材を収容するシリンダをさらに備えていてもよい。第１４態様によれば、過冷却解除装置の動作の再現性が向上する。
【0027】
本開示の第１５態様にかかる蓄熱装置は、
第１から第１４態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置と、
水和塩、糖アルコール及び包接水和物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む蓄熱材と、
前記蓄熱材を収容する容器と、
を備える。
第１から第１４態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置と、
水和塩、糖アルコール及び包接水和物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む蓄熱材と、
前記蓄熱材を収容する容器と、
を備える。
【0028】
第１５態様によれば、蓄熱装置において、過冷却解除装置は、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適している。
【0029】
本開示の第１６態様にかかる動力装置は、
第１５態様にかかる蓄熱装置と、
前記蓄熱装置から放出された熱を受け取る動力機関と、
を備える。
第１５態様にかかる蓄熱装置と、
前記蓄熱装置から放出された熱を受け取る動力機関と、
を備える。
【0030】
第１６態様によれば、動力機関は、暖機運転を行うときの燃料の消費又は電力の消費を抑制することができる。
【0031】
本開示の第１７態様にかかる過冷却解除装置は、
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、
互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材と、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けて前記過冷却状態を維持し、かつ、前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させる荷重負荷部材と、
を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、かつ板状の形状を有する。
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置であって、
前記過冷却解除装置は、
互いに接触することが可能な第１部材及び第２部材と、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に、前記第１部材の表面の少なくとも一部と前記第２部材の表面の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けて前記過冷却状態を維持し、かつ、前記過冷却状態を解除すべきときに、前記荷重を減少させる荷重負荷部材と、
を備え、
前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれは、金属を含み、かつ板状の形状を有する。
【0032】
第１７態様によれば、過冷却解除装置は、蓄熱材の過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適している。
【0033】
本開示の第１８態様において、例えば、第１７態様にかかる過冷却解除装置は、前記荷重を加える方向に直交する方向への前記第１部材及び前記第２部材の変位を規制するガイド部材をさらに備えていてもよい。第１８態様によれば、過冷却解除装置は、繰り返して使用しても過冷却解除機能を維持しやすい。
【0034】
本開示の第１９態様において、例えば、第１８態様にかかる過冷却解除装置では、前記ガイド部材は、シリンダ及びシャフトからなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいてもよく、前記シリンダは、前記第１部材及び前記第２部材を収容してもよく、前記シャフトは、前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれに形成された貫通孔に挿入されていてもよい。第１９態様によれば、過冷却解除装置は、繰り返して使用しても過冷却解除機能を維持しやすい。
【0035】
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。以下の実施形態は例示に過ぎず、本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【0036】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の過冷却解除装置１００の概略断面図である。図１に示すように、過冷却解除装置１００は、互いに接触することが可能な第１部材１０及び第２部材２０を備えている。本実施形態において、方向Ｘは、第２部材２０から第１部材１０に向かう方向であり、第１部材１０と第２部材２０とを接触させる荷重を加える方向の一例である。方向Ｙは、方向Ｘに直交する方向である。
図１は、実施形態１の過冷却解除装置１００の概略断面図である。図１に示すように、過冷却解除装置１００は、互いに接触することが可能な第１部材１０及び第２部材２０を備えている。本実施形態において、方向Ｘは、第２部材２０から第１部材１０に向かう方向であり、第１部材１０と第２部材２０とを接触させる荷重を加える方向の一例である。方向Ｙは、方向Ｘに直交する方向である。
【0037】
過冷却解除装置１００では、第１部材１０及び第２部材２０の間に、蓄熱材の結晶を収容することができる。第１部材１０と第２部材２０との間に蓄熱材の結晶を保持しつつ第１部材１０と第２部材２０とを密着させると、第１部材１０と第２部材２０との間への液体の蓄熱材の侵入が制限される。そのため、蓄熱材に熱を蓄えるための蓄熱工程を経ても、第１部材１０と第２部材２０との間に蓄熱材の結晶が残りやすい。蓄熱工程を経て、蓄熱材は、液相かつ過冷却状態を保つことによって熱を蓄える。第１部材１０と第２部材２０との間への液体の蓄熱材の侵入を制限することによって、蓄熱材が過冷却状態に維持される。蓄熱材が過冷却された状態で第２部材２０を第１部材１０の表面から離間させると、過冷却状態の蓄熱材が第１部材１０及び第２部材２０の間に残っている蓄熱材の結晶と接触する。これにより、蓄熱材の過冷却状態が解除され、蓄熱材が固化する。なお、本明細書において、「第１部材１０と第２部材２０とを密着させる」は、第１部材１０と第２部材２０との間への液体の蓄熱材の侵入が制限されるように、第１部材１０と第２部材２０とを接触させることを意味する。
【0038】
図２は、過冷却解除装置１００の一部を示す分解斜視図である。図１及び２に示すように、第１部材１０の形状は、例えば、板状である。第１部材１０は、例えば、平面視で円の形状を有する。第１部材１０は、平面視で矩形の形状を有していてもよい。第１部材１０の形状は、平板状であってもよく、波板状であってもよい。波板状の第１部材１０は、例えば、弾性変形可能である。「波板状」については、後述する第３部材で詳細に説明する。第１部材１０は、ＪＩＳ Ｂ１２５１：２０１８で規定されているばね座金の形状を有していてもよく、皿ばね座金の形状を有していてもよい。
【0039】
第１部材１０は、第２部材２０に対向し、第２部材２０と接触することが可能な表面１１を有する。表面１１は、例えば、第１部材１０の主面であり、第１部材１０の最も広い面積を有する面である。表面１１は、例えば、平坦面、及び、荷重を加えることにより第２部材２０との接触面積が広がるように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する。一例として、平板状の第１部材１０の表面１１は、実質的に平坦面からなる。波板状の第１部材１０の表面１１は、実質的に、荷重を加えることにより第２部材２０との接触面積が広がるように弾性変形する非平坦面からなる。非平坦面は、荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形してもよい。非平坦面は、例えば、起伏を有する。非平坦面は、起伏に代えて又は起伏とともに、段差を有していてもよい。
【0040】
表面１１は、第２部材２０と面接触することが可能であってもよい。第２部材２０と面接触可能な表面１１は、第１部材１０と第２部材２０との間への液体の蓄熱材の侵入を制限することに適している。平坦面を有する表面１１は、第２部材２０と面接触することに適している。ただし、表面１１が第２部材２０に沿った形状を有していれば、表面１１が平坦面を有していなくても、表面１１は、第２部材２０と面接触することが可能である。
【0041】
第１部材１０は、例えば、表面１１に、蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有していない。詳細には、第１部材１０は、例えば、表面１１に、目視によって確認できる凹部を有していない。一例として、第１部材１０の表面１１は、その全域にわたって平坦である。本実施形態では、第１部材１０に凹部を形成する必要がないため、第１部材１０を容易に準備できる。
【0042】
第１部材１０が第２部材２０に接触したとき、表面１１の面積に対する、表面１１と第２部材２０との接触面積の比率は、特に限定されない。表面１１は、その全体が第２部材２０と接触できるように構成されていてもよい。
【0043】
第１部材１０は、貫通孔１２を有していてもよい。貫通孔１２は、例えば、第１部材１０の厚さ方向又は方向Ｘに延びている。貫通孔１２は、例えば、平面視で円の形状を有する。貫通孔１２は、例えば、第１部材１０の表面１１の重心付近に位置する。第１部材１０は、貫通孔１２によって、平面視でリングの形状を有している。貫通孔１２の直径は、例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【0044】
第１部材１０は、金属を含む。詳細には、第１部材１０の表面１１が金属を含む材料で構成されている。第１部材１０は、本体部と、金属を含む材料で構成され、本体部を被覆する被覆層とを有していてもよい。第１部材１０の本体部は、金属を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。第１部材１０は、金属を主成分として含んでいてもよい。「主成分」とは、第１部材１０に重量比で最も多く含まれた成分を意味する。第１部材１０は、例えば、実質的に金属からなる。「実質的に～からなる」は、言及された材料の本質的特徴を変更する他の成分を排除することを意味する。ただし、第１部材１０は、金属の他に不純物を含んでいてもよい。
【0045】
第１部材１０に含まれる金属の２５℃における熱伝導率は、特に限定されず、例えば３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、２２５Ｗ／ｍ・Ｋより小さくてもよく、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよい。金属の熱伝導率の下限値は、特に限定されず、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋである。
【0046】
第１部材１０に含まれる金属としては、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタンなどが挙げられる。第１部材１０に含まれる金属は、合金であってもよい。第１部材１０に含まれる合金としては、上記の金属を含む合金、ステンレス鋼、黄銅などが挙げられる。ステンレス鋼の具体例は、ＳＵＳ３０４である。
【0047】
第１部材１０は、金属酸化物を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。特に、第１部材１０が本体部及び被覆層を有する場合、被覆層は、金属酸化物を含んでいなくてもよい。第１部材１０全体又は被覆層における金属酸化物の含有率は、特に限定されず、例えば１０ｗｔ％以下である。
【0048】
第１部材１０の厚さは、特に限定されず、例えば０．０１ｍｍ以上であり、０．０５ｍｍ以上であってもよく、０．１ｍｍ以上であってもよく、０．３ｍｍ以上であってもよく、０．５ｍｍ以上であってもよい。第１部材１０の厚さの上限値は、特に限定されず、例えば１０ｍｍである。本明細書において、「厚さ」は、平均厚さを意味する。平均厚さは、例えば、部材における任意の複数の点（少なくとも５点以上）で測定された厚さの平均値である。
【0049】
第１部材１０の具体例は、市販のリング状平板である。第１部材１０は、金属製ウェーブワッシャーであってもよい。
【0050】
図１及び図２に示すように、第２部材２０の形状は、例えば、板状である。第２部材２０は、例えば、平面視で円の形状を有する。第２部材２０は、平面視で矩形の形状を有していてもよい。第２部材２０の形状は、平板状であってもよく、波板状であってもよい。波板状の第２部材２０は、例えば、弾性変形可能である。「波板状」については、後述する第３部材で詳細に説明する。第２部材２０は、ＪＩＳ Ｂ１２５１：２０１８で規定されているばね座金の形状を有していてもよく、皿ばね座金の形状を有していてもよい。一例として、第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれが板状の形状を有していてもよい。
【0051】
第２部材２０は、第１部材１０に対向し、第１部材１０と接触することが可能な表面２１を有する。表面２１及び表面１１は、例えば、第２部材２０及び第１部材１０の少なくとも一方に荷重を加えた状態で互いに接触する。表面２１は、例えば、第２部材２０の主面であり、第２部材２０の最も広い面積を有する面である。表面２１は、例えば、平坦面、及び、荷重を加えることにより第１部材１０との接触面積が広がるように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する。言い換えると、第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれは、外部から荷重を加えた状態で互いに接触する表面として、平坦面、及び、荷重を加えることにより接触面積が広がるように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有していてもよく、平坦面を有していてもよい。一例として、平板状の第２部材２０の表面２１は、実質的に平坦面からなる。波板状の第２部材２０の表面２１は、実質的に、荷重を加えることにより第１部材１０との接触面積が広がるように弾性変形する非平坦面からなる。
【0052】
表面２１は、第１部材１０の表面１１と面接触することが可能であってもよい。第１部材１０と面接触可能な表面２１は、第１部材１０と第２部材２０との間への液体の蓄熱材の侵入を制限することに適している。平坦面を有する表面２１は、第１部材１０と面接触することに適している。ただし、表面２１が第１部材１０に沿った形状を有していれば、表面２１が平坦面を有していなくても、表面２１は、第１部材１０と面接触することが可能である。
【0053】
第２部材２０は、例えば、表面２１に、蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有していない。言い換えると、第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれは、例えば、外部から荷重を加えた状態で互いに接触する表面に、蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有さない。詳細には、第２部材２０は、例えば、表面２１に、目視によって確認できる凹部を有していない。一例として、第２部材２０の表面２１は、その全域にわたって平坦である。本実施形態では、第２部材２０に凹部を形成する必要がないため、第２部材２０を容易に準備できる。
【0054】
第２部材２０が第１部材１０に接触したとき、表面２１の面積に対する、表面２１と第１部材１０との接触面積の比率は、特に限定されない。表面２１は、その全体が第１部材１０の表面１１と接触できるように構成されていてもよい。
【0055】
第２部材２０は、貫通孔２２を有していてもよい。貫通孔２２は、例えば、第２部材２０の厚さ方向又は方向Ｘに延びている。貫通孔２２は、例えば、平面視で円の形状を有する。貫通孔２２は、例えば、第２部材２０の表面２１の重心付近に位置する。第２部材２０は、貫通孔２２によって、平面視でリングの形状を有している。貫通孔２２は、例えば、第１部材１０の貫通孔１２と重なっている。貫通孔２２の直径は、第１部材１０の貫通孔１２の直径と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0056】
第２部材２０は、金属を含む。詳細には、第２部材２０の表面２１が金属を含む材料で構成されている。第２部材２０は、本体部と、金属を含む材料で構成され、本体部を被覆する被覆層とを有していてもよい。第２部材２０の本体部は、金属を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。第２部材２０は、金属を主成分として含んでいてもよい。第２部材２０は、例えば、実質的に金属からなる。ただし、第２部材２０は、金属の他に不純物を含んでいてもよい。
【0057】
第２部材２０に含まれる金属の２５℃における熱伝導率は、特に限定されず、例えば３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、２２５Ｗ／ｍ・Ｋより小さくてもよく、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよい。金属の熱伝導率の下限値は、特に限定されず、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋである。特に、第１部材１０に含まれる金属及び第２部材２０に含まれる金属のそれぞれについて、２５℃における熱伝導率が２２５Ｗ／ｍ・Ｋより小さくてもよい。
【0058】
第２部材２０に含まれる金属としては、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタンなどが挙げられる。第２部材２０に含まれる金属は、合金であってもよい。第２部材２０に含まれる合金としては、上記の金属を含む合金、ステンレス鋼、黄銅などが挙げられる。第２部材２０に含まれる金属は、第１部材１０に含まれる金属と同じであってもよく、異なっていてもよい。一例として、第１部材１０及び第２部材２０からなる群より選ばれる少なくとも１つがステンレス鋼を含んでいてもよい。
【0059】
第２部材２０は、金属酸化物を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。特に、第２部材２０が本体部及び被覆層を有する場合、被覆層は、金属酸化物を含んでいなくてもよい。第２部材２０全体又は被覆層における金属酸化物の含有率は、特に限定されず、例えば１０ｗｔ％以下である。
【0060】
第２部材２０の厚さは、特に限定されず、例えば０．０１ｍｍ以上であり、０．０５ｍｍ以上であってもよく、０．１ｍｍ以上であってもよく、０．３ｍｍ以上であってもよく、０．５ｍｍ以上であってもよい。第２部材２０の厚さの上限値は、特に限定されず、例えば１０ｍｍである。
【0061】
第２部材２０の具体例は、市販のリング状平板である。第２部材２０は、金属製ウェーブワッシャーであってもよい。第２部材２０の材料及び形状は、第１部材１０と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0062】
図１に示すように、過冷却解除装置１００は、荷重負荷部材４０及びシリンダ５０をさらに備えていてもよい。荷重負荷部材４０は、第１部材１０及び第２部材２０の少なくとも一方に、第１部材１０の表面１１の少なくとも一部と第２部材２０の表面２１の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けることによって、蓄熱材の過冷却状態を維持することができる。さらに、荷重負荷部材４０は、蓄熱材の過冷却状態を解除すべきときに、上記の荷重を減少させることができる。
【0063】
本開示は、その別の側面から、
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置１００であって、
過冷却解除装置１００は、
互いに接触することが可能な第１部材１０及び第２部材２０と、
第１部材１０及び第２部材２０の少なくとも一方に、第１部材１０の表面１１の少なくとも一部と第２部材２０の表面２１の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けて過冷却状態を維持し、かつ、過冷却状態を解除すべきときに、荷重を減少させる荷重負荷部材と、
を備え、
第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれは、金属を含み、かつ板状の形状を有する、過冷却解除装置を提供する。
蓄熱材の過冷却状態を解除する過冷却解除装置１００であって、
過冷却解除装置１００は、
互いに接触することが可能な第１部材１０及び第２部材２０と、
第１部材１０及び第２部材２０の少なくとも一方に、第１部材１０の表面１１の少なくとも一部と第２部材２０の表面２１の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けて過冷却状態を維持し、かつ、過冷却状態を解除すべきときに、荷重を減少させる荷重負荷部材と、
を備え、
第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれは、金属を含み、かつ板状の形状を有する、過冷却解除装置を提供する。
【0064】
図３は、図１の過冷却解除装置１００の分解図である。図３に示すように、荷重負荷部材４０は、例えば、第１シャフト４１、モータ４２、ギヤ４３及び第２シャフト４４を有する。第１シャフト４１は、第１部材１０及び第２部材２０の少なくとも一方に荷重を加えるピストンとして機能する。詳細には、第１シャフト４１の一端は、ギヤ４３を介してモータ４２に接続されている。第１シャフト４１の他端は、第２シャフト４４に接続されている。第１シャフト４１の端面４５が第２シャフト４４の端面と接している。端面４５は、第１部材１０又は第２部材２０に対向する第１シャフト４１の表面である。
【0065】
モータ４２は、第１シャフト４１を変位させるアクチュエータとして機能する。後述のとおり、モータ４２によれば、第１シャフト４１を第１部材１０又は第２部材２０に対して接近させる方向、及び、第１部材１０又は第２部材２０から離間させる方向に変位させることができる。詳細には、モータ４２は、第１シャフト４１にトルクを印加し、第１シャフト４１を回転させる。モータ４２は、ねじ機構を利用して第１シャフト４１を変位させることができる。
【0066】
ギヤ４３は、第１シャフト４１に印加されるべきトルクを調節する。第１シャフト４１に印加されるべきトルクは、特に限定されず、０．０１Ｎ・ｍ以上３．０Ｎ・ｍ以下であってもよく、０．２Ｎ・ｍ以上３．０Ｎ・ｍ以下であってもよい。第２シャフト４４及び第１シャフト４１のそれぞれは、例えば、方向Ｘに延びている。第２シャフト４４の端面の直径は、第１シャフト４１の端面４５の直径よりも小さい。そのため、第１シャフト４１の端面４５の一部が荷重負荷部材４０の外部に露出している。
【0067】
図１及び図２に示すように、第２シャフト４４は、第１部材１０の貫通孔１２及び第２部材２０の貫通孔２２のそれぞれに挿入されている。これにより、第１部材１０及び第２部材２０が荷重負荷部材４０によって固定される。第１シャフト４１の端面４５は、例えば、第２部材２０の表面２１に対向する第２部材２０の表面２３を覆う。第１シャフト４１の端面４５は、第２部材２０の表面２３全体を覆ってもよく、第２部材２０の表面２３を部分的に覆ってもよい。第１シャフト４１の端面４５は、第２部材２０の表面２３に接することができる。
【0068】
図１及び図３に示すように、第１シャフト４１の側面には、例えば、雄ねじとして機能するねじ部４６が形成されている。ねじ部４６は、後述するシリンダ５０のねじ部５３と螺合することができる。このように、ねじ部４６及び５３がねじ機構を構成する。このねじ機構を利用して、第１シャフト４１は、方向Ｘに前進及び後退することができる。詳細には、モータ４２によって、第１シャフト４１を時計回り方向に回転させると、ねじ部４６がねじ部５３にねじ込まれ、第１シャフト４１が方向Ｘに移動する。第１シャフト４１の端面４５が第２部材２０の表面２３に接しているときに、第１シャフト４１が方向Ｘに移動することによって、第２部材２０に対して方向Ｘの荷重を加えることができる。第２部材２０に荷重を加えることによって、第１部材１０と第２部材２０とが密着する。一方、モータ４２によって、第１シャフト４１を反時計回り方向に回転させると、ねじ部４６が緩み、第１シャフト４１が方向Ｘの反対方向に移動する。これにより、第２部材２０に加わっていた荷重が減少し、荷重が取り除かれる。
【0069】
図１では、第２部材２０は、第１部材１０と第１シャフト４１との間に配置されている。ただし、第２部材２０の位置と第１部材１０の位置とは、互いに入れ替わっていてもよい。すなわち、第１部材１０が第２部材２０と第１シャフト４１との間に配置されていてもよい。このとき、荷重負荷部材４０は、第１部材１０から第２部材２０に向かう方向に、第１部材１０に荷重を加えることができる。このように、過冷却解除装置１００は、荷重負荷部材４０によって、第１部材１０及び第２部材２０の少なくとも一方に荷重を加えることができる。詳細には、荷重負荷部材４０によれば、第１部材１０の表面１１の少なくとも一部と第２部材２０の表面２１の少なくとも一部とが接触した状態で、第１部材１０及び第２部材２０の少なくとも一方に荷重を加えることができる。これにより、第１部材１０と第２部材２０とを互いに密着させることができる。荷重負荷部材４０と、第１部材１０又は第２部材２０との間には、後述する第３部材などの他の部材が配置されていることがある。この場合、荷重負荷部材４０は、他の部材を介して、第１部材１０及び第２部材２０の少なくとも一方に荷重を加えることができる。
【0070】
第１シャフト４１が金属を含み、かつ、その端面４５が第１部材１０の表面１１に対向し、表面１１と接触することができれば、第１シャフト４１が第２部材として機能することもできる。第１シャフト４１が第２部材として機能する場合、過冷却解除装置１００は、第２部材２０を有していなくてもよい。
【0071】
図１及び図３は、シリンダ５０の断面を示している。シリンダ５０は、第１部材１０及び第２部材２０を収容する。図３に示すように、シリンダ５０は、本体部５６を有する。本体部５６は、例えば、筒状であり、方向Ｘに延びている。本体部５６は、第１部材１０、第２部材２０及び荷重負荷部材４０を収容する。詳細には、本体部５６は、荷重負荷部材４０の第１シャフト４１及び第２シャフト４４を収容する。
【0072】
本体部５６は、支持部５１、貫通孔５２、ねじ部５３及び開口部５５を有する。支持部５１は、例えば、本体部５６の内部において、方向Ｘに直交する平面である。支持部５１は、第１部材１０及び第２部材２０を支持する。詳細には、第１部材１０及び第２部材２０は、支持部５１と第１シャフト４１との間に挟み込まれている。支持部５１は、例えば、第１部材１０と接している。
【0073】
貫通孔５２は、方向Ｘにおいて、支持部５１から本体部５６の一端まで延びている。貫通孔５２は、例えば、平面視で円の形状を有する。貫通孔５２は、例えば、第１部材１０の貫通孔１２と重なっている。貫通孔５２の直径は、第１部材１０の貫通孔１２の直径と同じであってもよく、異なっていてもよい。貫通孔５２には、荷重負荷部材４０の第２シャフト４４が挿入されている。
【0074】
開口部５５は、本体部５６の側面に形成されている。開口部５５は、方向Ｘに延びている。開口部５５によって、支持部５１がシリンダ５０の外部に露出している。開口部５５によって、本体部５６に収容された第１部材１０及び第２部材２０が過冷却解除装置１００の外部に露出している。開口部５５の数は、特に限定されず、例えば、１以上１０以下である。図２に示すように、本実施形態の過冷却解除装置１００において、シリンダ５０は、２つの開口部５５ａ及び５５ｂを有している。開口部５５ａは、開口部５５ｂに対向している。なお、図２では、説明のため、シリンダ５０の本体部５６の一部が省略されている。
【0075】
図１及び図３に示すように、ねじ部５３は、本体部５６の内側に形成されており、雌ねじとして機能する。ねじ部５３は、例えば、本体部５６の他端に接している。上述のとおり、ねじ部５３は、第１シャフト４１のねじ部４６と螺合することができる。図１において、ねじ部５３には、第１シャフト４１のねじ部４６がねじ込まれている。
【0076】
シリンダ５０は、固定部５４をさらに有していてもよい。固定部５４によって、過冷却解除装置１００を蓄熱装置に固定することができる。固定部５４は、例えば、ねじ、ボルトなどの締結具をねじ込むことができる開口を有している。
【0077】
過冷却解除装置１００は、方向Ｙへの第１部材１０及び第２部材２０の変位を規制するガイド部材を備えている。過冷却解除装置１００において、ガイド部材は、例えば、上述のシリンダ５０、及び荷重負荷部材４０の第２シャフト４４からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む。例えば、シリンダ５０は、第１部材１０及び第２部材２０を収容することによって、方向Ｙへの第１部材１０及び第２部材２０の変位を規制することができる。第２シャフト４４は、第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれに形成された貫通孔１２及び２２に挿入されることによって、方向Ｙへの第１部材１０及び第２部材２０の変位を規制することができる。
【0078】
図１に示すように、過冷却解除装置１００は、連結部５７をさらに備えていてもよい。連結部５７は、例えば、荷重負荷部材４０においてモータ４２を第１シャフト４１に連結する。モータ４２は、連結部５７を通じて、第１シャフト４１を回転駆動させてもよい。
【0079】
第１シャフト４１、第２シャフト４４及びシリンダ５０の材料としては、例えば、金属及び樹脂が挙げられる。金属としては、銅、アルミニウムなどが挙げられる。金属は、合金であってもよい。合金としては、上記の金属を含む合金、ステンレス鋼などが挙げられる。樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどが挙げられる。
【0080】
次に、過冷却解除装置１００の使用方法の一例を説明する。
【0081】
まず、以下の方法によって、過冷却解除装置１００の準備を行う。第１部材１０及び第２部材２０に外部から荷重が加わっていない状態で、過冷却解除装置１００の先端部分を過冷却状態の蓄熱材に接触させる。詳細には、過冷却状態の蓄熱材がシリンダ５０の開口部５５を通じてシリンダ５０の本体部５６の内部に侵入するように、過冷却解除装置１００を蓄熱材に浸漬させる。過冷却解除装置１００を蓄熱材に接触させると、その刺激によって蓄熱材の結晶化が進行する。蓄熱材の結晶化を促進させるために、蓄熱材と接触する過冷却解除装置１００の部分に、蓄熱材の結晶をあらかじめ付着させていてもよい。第１部材１０と第２部材２０とが密着していないため、蓄熱材の結晶化が進行することによって、蓄熱材の結晶が第１部材１０及び第２部材２０の間に配置される。
【0082】
次に、モータ４２を作動させ、第１シャフト４１を方向Ｘに移動させる。これにより、第１部材１０の表面１１の少なくとも一部と第２部材２０の表面２１の少なくとも一部とが接触した状態で、第２部材２０に対して方向Ｘに荷重が加わる。この操作によって、第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれには圧縮荷重が加わる。第２部材２０に加えるべき荷重Ｌは、蓄熱材の過冷却状態を維持できる限り、特に限定されず、例えば０．５ＭＰａ以上であり、１ＭＰａ以上であってもよい。この荷重Ｌの上限値は、特に限定されず、例えば１１ＭＰａであり、１０．６ＭＰａであってもよい。
【0083】
第２部材２０に対して方向Ｘに荷重が加わることによって、第２部材２０と第１部材１０とが密着する。このとき、表面２１は、表面１１と面接触していてもよい。第１部材１０及び第２部材２０の間には、微量の蓄熱材の結晶が収容される。過冷却解除装置１００では、第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれが金属を含むことによって、第１部材１０及び第２部材２０の間に蓄熱材の結晶が残りやすい。以上の操作によって、過冷却解除装置１００の準備が終了する。
【0084】
次に、上記の操作を行った過冷却解除装置１００を用いて、蓄熱材の過冷却状態を解除する方法を説明する。まず、蓄熱材を加熱する。蓄熱材の温度が蓄熱材の融点を上回ると、蓄熱材が融解する。このとき、過冷却解除装置１００は、第２部材２０に対して、表面１１の少なくとも一部と表面２１の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けている。言い換えると、第２部材２０と第１部材１０とが密着した状態が維持されている。そのため、第１部材１０及び第２部材２０の間に保持された蓄熱材と過冷却解除装置１００の周囲に存在する蓄熱材との接触が制限される。これにより、第１部材１０及び第２部材２０の間に保持された蓄熱材が融解しにくい。すなわち、蓄熱材を加熱しても、第１部材１０及び第２部材２０の間に保持された蓄熱材は、結晶状態を維持しやすい。
【0085】
次に、蓄熱材を冷却する。これにより、蓄熱材の温度が蓄熱材の融点を下回り、蓄熱材が過冷却される。このとき、過冷却解除装置１００は、第２部材２０に対して、表面１１の少なくとも一部と表面２１の少なくとも一部とを接触させる荷重を加え続けている。言い換えると、第２部材２０と第１部材１０とが密着した状態が維持されている。そのため、第１部材１０及び第２部材２０の間に保持された蓄熱材と過冷却解除装置１００の周囲に存在する蓄熱材との接触が制限されている。これにより、蓄熱材の過冷却状態が維持される。
【0086】
次に、所望のタイミングでモータ４２を作動させ、第１シャフト４１を方向Ｘの反対方向に移動させる。これにより、第２部材２０に加えられた荷重が減少する。このとき、第２部材２０における荷重の減少量Ｄは、蓄熱材の過冷却状態を解除できる限り、特に限定されず、例えば０．５ＭＰａ以上であり、１ＭＰａ以上であってもよい。荷重の減少量Ｄは、過冷却解除装置１００の準備段階で第２部材２０に加えられた荷重Ｌと同じであってもよい。第２部材２０における荷重の減少率Ｐは、特に限定されず、例えば１０％以上であり、４０％以上であってもよく、６０％以上であってもよく、１００％であってもよい。荷重の減少率Ｐは、過冷却解除装置１００の準備段階で第２部材２０に加えられた荷重Ｌ（ＭＰａ）に対する、荷重の減少量Ｄ（ＭＰａ）の比率を意味する。
【0087】
第２部材２０に加えられた荷重が減少すると、第１部材１０に対して第２部材２０が変位する。言い換えると、第２部材２０の表面２１が第１部材１０の表面１１からわずかに離間する。このとき、第２部材２０の表面２１と第１部材１０の表面１１との間に、過冷却状態の蓄熱材が侵入する。過冷却状態の蓄熱材は、第１部材１０及び第２部材２０の間に保持された蓄熱材の結晶と接触する。すなわち、第１部材１０及び第２部材２０の間に保持された蓄熱材と過冷却解除装置１００の周囲に存在する蓄熱材との接触が許容される。これにより、蓄熱材の過冷却状態が解除され、蓄熱材が固化する。言い換えると、過冷却解除装置１００では、蓄熱材の過冷却状態を解除すべきときに、外部からの荷重を減少させることにより、第１部材１０と第２部材２０との間に過冷却状態の蓄熱材が侵入するように、第１部材１０と第２部材２０とを相対的に変位させる。
【0088】
過冷却解除装置１００では、互いに接触することが可能であって、それぞれ金属を含む第１部材１０及び第２部材２０の少なくとも一方に、これらの部材を互いに接触させる荷重を加え続けた状態で、過冷却状態を維持し、かつ荷重を減少させることによって過冷却状態を解除することができる。このような過冷却解除装置１００では、振動などの外部応力を受けた場合であっても、第１部材１０及び第２部材２０を互いに接触させる荷重を加えている状態であれば、第１部材１０及び第２部材２０の間に保持された蓄熱材の結晶は、過冷却解除装置１００の周囲に存在する蓄熱材と接触しにくい。そのため、過冷却解除装置１００では、突発的又は偶発的に蓄熱材の過冷却状態が解除されること、及び、蓄熱材の過冷却解除機能が損なわれることを十分に抑制することができる。すなわち、過冷却解除装置１００は、過冷却状態を意図したタイミングで解除することに適している。
【0089】
さらに、本実施形態の過冷却解除装置１００によれば、第１部材１０及び第２部材２０の変形動作をほとんど利用せずに蓄熱材の過冷却状態を解除できる。言い換えると、過冷却解除装置１００は、可撓性を有する部材の曲げ変形を実質的に利用せずに蓄熱材の過冷却状態を解除できる。過冷却解除装置１００を繰り返し使用しても、第１部材１０及び第２部材２０には、疲労が蓄積されにくい。そのため、第１部材１０及び第２部材２０が破損しにくい。さらに、第１部材１０及び第２部材２０が塑性変形することもほとんどない。このように、過冷却解除装置１００は、長期的な使用に適している。
【0090】
本実施形態の過冷却解除装置１００では、第１部材１０、第２部材２０及びシリンダ５０のそれぞれが貫通孔１２、２２及び５２を有している。そのため、過冷却状態の蓄熱材が第１部材１０及び第２部材２０の間に速やかに侵入することができる。本実施形態の過冷却解除装置１００の構造は、蓄熱材の過冷却状態を解除することに適している。本実施形態の過冷却解除装置１００によれば、蓄熱材が高い温度を経由して冷却された場合であっても、第１部材１０及び第２部材２０の間に蓄熱材の結晶が残りやすいため、蓄熱材の過冷却状態を高い確率で解除できる。このように、本実施形態の過冷却解除装置１００は、高い信頼性で蓄熱材の過冷却状態を解除できる。
【0091】
（実施形態２）
図４は、本実施形態２にかかる過冷却解除装置１１０の概略断面図である。図５は、過冷却解除装置１１０の一部を示す分解斜視図である。図４及び５に示すように、過冷却解除装置１１０は、第３部材３０をさらに備えている。以上を除き、過冷却解除装置１１０の構造は、実施形態１の過冷却解除装置１００の構造と同じである。したがって、実施形態１の過冷却解除装置１００と本実施形態の過冷却解除装置１１０とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。すなわち、以下の各実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、相互に適用されうる。さらに、技術的に矛盾しない限り、各実施形態は、相互に組み合わされてもよい。
図４は、本実施形態２にかかる過冷却解除装置１１０の概略断面図である。図５は、過冷却解除装置１１０の一部を示す分解斜視図である。図４及び５に示すように、過冷却解除装置１１０は、第３部材３０をさらに備えている。以上を除き、過冷却解除装置１１０の構造は、実施形態１の過冷却解除装置１００の構造と同じである。したがって、実施形態１の過冷却解除装置１００と本実施形態の過冷却解除装置１１０とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。すなわち、以下の各実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、相互に適用されうる。さらに、技術的に矛盾しない限り、各実施形態は、相互に組み合わされてもよい。
【0092】
過冷却解除装置１１０において、第１部材１０と第３部材３０との間に第２部材２０が位置している、又は、第２部材２０と第３部材３０との間に第１部材１０が位置している。図５では、第１部材１０、第２部材２０及び第３部材３０がこの順番で並んでいる。詳細には、第３部材３０は、第１シャフト４１と第２部材２０との間に配置されている。ただし、第３部材３０は、第１部材１０と支持部５１との間に配置されていてもよい。上述のとおり、第２部材２０の位置と第１部材１０の位置とは、互いに入れ替わっていてもよい。この場合、第３部材３０は、第１シャフト４１と第１部材１０との間に配置されていてもよく、第２部材２０と支持部５１との間に配置されていてもよい。
【0093】
第３部材３０の形状は、特に限定されず、例えば板状である。以下では、一例として、第３部材３０の形状が平板状である場合について説明する。第３部材３０は、例えば、平面視で円の形状を有する。第３部材３０は、平面視で矩形の形状を有していてもよい。
【0094】
第３部材３０は、例えば、第１部材１０又は第２部材２０に対向し、これらの部材１０又は２０と接触することが可能な表面３１を有する。表面３１は、例えば、第３部材３０の主面であり、第３部材３０の最も広い面積を有する面である。表面３１は、例えば、平坦面、及び、荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する。平板状の第３部材３０において、表面３１は、例えば、実質的に平坦面からなる。
【0095】
表面３１は、第１部材１０又は第２部材２０と面接触することが可能であってもよい。第３部材３０は、第１部材１０及び第２部材２０と同様に、表面３１に、蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有していなくてもよい。
【0096】
第３部材３０は、貫通孔３２を有していてもよい。貫通孔３２は、第３部材３０の厚さ方向又は方向Ｘに延びている。貫通孔３２は、例えば、平面視で円の形状を有する。貫通孔３２は、例えば、第３部材３０の表面３１の重心付近に位置する。第３部材３０は、貫通孔３２によって、平面視でリングの形状を有している。貫通孔３２は、例えば、第１部材１０の貫通孔１２及び第２部材２０の貫通孔２２の少なくとも一方と重なっている。貫通孔３２の直径は、第１部材１０の貫通孔１２の直径、又は、第２部材２０の貫通孔２２の直径と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0097】
第３部材３０は、弾性変形可能であってもよく、弾性変形可能でなくてもよい。弾性変形可能な第３部材３０は、例えば、第３部材３０の厚さ方向に圧縮されることによって弾性変形することができる。第３部材３０は、例えば、フックの法則に従う弾性を有する材料で作られた部材である。
【0098】
第３部材３０の材料としては、例えば、樹脂が挙げられる。すなわち、第３部材３０は、樹脂部材であってもよい。第３部材３０に含まれる樹脂としては、シリコーン、ウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイドなどが挙げられる。第３部材３０は、ポリカーボネート及びポリフェニレンサルファイドからなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいてもよい。第３部材３０は、シリコーンゴムを含んでいてもよい。
【0099】
第３部材３０は、金属を含んでいてもよい。第３部材３０に含まれる金属としては、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタンなどが挙げられる。第３部材３０に含まれる金属は、合金であってもよい。第３部材３０に含まれる合金としては、上記の金属を含む合金、ステンレス鋼、黄銅などが挙げられる。
【0100】
弾性変形可能な第３部材３０は、例えば、第１部材１０又は第２部材２０と接触した状態で圧縮されることによって弾性変形する。例えば、過冷却解除装置１１０では、第１シャフト４１を方向Ｘに移動させると、第３部材３０は、第１シャフト４１及び第２部材２０に挟み込まれて、その厚さ方向に圧縮される。これにより、第３部材３０が弾性変形する。弾性変形した第３部材３０は、第１部材１０又は第２部材２０に対して、荷重を均一に加えることができる。これにより、第２部材２０の表面２１を第１部材１０の表面１１に容易に密着させることができる。そのため、第１部材１０と第２部材２０との間に存在する微量の蓄熱材が結晶状態を維持しやすい。蓄熱材の結晶が第１部材１０と第２部材２０との間に確実に残るため、過冷却解除装置１１０は、より高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる。
【0101】
上述のとおり、弾性変形可能な第３部材３０は、第１シャフト４１及び第２部材２０に挟み込まれて、その厚さ方向に圧縮される。この状態で第１シャフト４１を方向Ｘに前進又は後退させることによって、第１部材１０又は第２部材２０に加えられた荷重を連続的に変化させることができる。すなわち、第１シャフト４１及び第３部材３０の組み合わせによって、第１部材１０又は第２部材２０に加えられた荷重を精密に制御することができる。そのため、過冷却解除装置１１０によれば、蓄熱材の過冷却状態の解除操作を精密に、かつ高い再現性で行うことができる。
【0102】
弾性変形可能な第３部材３０によれば、比較的小さい荷重によって第２部材２０の表面２１を第１部材１０の表面１１に密着させることもできる。第１部材１０又は第２部材２０に加えるべき荷重が減少すれば、過冷却解除装置１１０を構成する部材の耐久性が向上する傾向がある。
【0103】
（実施形態２の変形例）
図６Ａは、過冷却解除装置１１０が備える第３部材３０の変形例を示す斜視図である。過冷却解除装置１１０が備える第３部材３０の形状は、平板状に限定されず、図６Ａに示すように、波板状であってもよい。波板状の第３部材３０の表面３１は、荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面を有する。表面３１は、荷重を加えることにより第１部材１０又は第２部材２０との接触面積が広がるように弾性変形してもよい。
図６Ａは、過冷却解除装置１１０が備える第３部材３０の変形例を示す斜視図である。過冷却解除装置１１０が備える第３部材３０の形状は、平板状に限定されず、図６Ａに示すように、波板状であってもよい。波板状の第３部材３０の表面３１は、荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面を有する。表面３１は、荷重を加えることにより第１部材１０又は第２部材２０との接触面積が広がるように弾性変形してもよい。
【0104】
図６Ａに示すように、第３部材３０は、複数の山部３５及び複数の谷部３６を有する。第３部材３０における山部３５の数及び谷部３６の数のそれぞれは、特に限定されず、例えば、３以上１０以下である。本実施形態では、第３部材３０は、３つの山部３５ａ，３５ｂ及び３５ｃと、３つの谷部３６ａ，３６ｂ及び３６ｃとを有する。複数の山部３５ａ，３５ｂ及び３５ｃと、複数の谷部３６ａ，３６ｂ及び３６ｃとは、例えば、第３部材３０の外周面３７によって規定された仮想円の周方向に沿って等間隔で交互に並んでいる。複数の山部３５ａ，３５ｂ及び３５ｃの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。複数の谷部３６ａ，３６ｂ及び３６ｃの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0105】
波板状の第３部材３０の材料としては、例えば、金属及び樹脂が挙げられる。第３部材３０の耐久性を向上させる観点から、波板状の第３部材３０は、金属製であってもよい。波板状の第３部材３０に含まれる金属としては、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタンなどが挙げられる。波板状の第３部材３０に含まれる金属は、合金であってもよい。波板状の第３部材３０に含まれる合金としては、上記の金属を含む合金、ステンレス鋼、黄銅などが挙げられる。波板状の第３部材３０は、シリコーン、ウレタン及びエポキシからなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいてもよく、シリコーンを含んでいてもよい。
【0106】
波板状の第３部材３０が厚さ方向に圧縮されると、山部３５及び谷部３６の高さが低減するように、第３部材３０が弾性変形する。弾性変形した第３部材３０は、山部３５又は谷部３６によって、第１部材１０又は第２部材２０に対して、荷重を均一に加えることができる。波板状の第３部材３０において、山部３５の数及び谷部３６の数が多ければ多いほど、第１部材１０又は第２部材２０に対して、荷重をより均一に加えることができる傾向がある。第１部材１０又は第２部材２０に対して荷重を均一に加えることによって、第２部材２０を第１部材１０に容易に密着させることができる。
【0107】
（実施形態２の別の変形例）
図６Ｂは、第３部材３０の別の変形例を示す斜視図である。図６Ｂに示すように、第３部材３０は、４つの山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及び３５ｄと、４つの谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及び３６ｄとを有する。複数の山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及び３５ｄと、複数の谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及び３６ｄとは、例えば、第３部材３０の外周面３７によって規定された仮想円の周方向に沿って等間隔で交互に並んでいる。複数の山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及び３５ｄの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。複数の谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及び３６ｄの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
図６Ｂは、第３部材３０の別の変形例を示す斜視図である。図６Ｂに示すように、第３部材３０は、４つの山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及び３５ｄと、４つの谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及び３６ｄとを有する。複数の山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及び３５ｄと、複数の谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及び３６ｄとは、例えば、第３部材３０の外周面３７によって規定された仮想円の周方向に沿って等間隔で交互に並んでいる。複数の山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及び３５ｄの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。複数の谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及び３６ｄの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0108】
（実施形態２のさらに別の変形例）
図６Ｃは、第３部材３０のさらに別の変形例を示す斜視図である。図６Ｃに示すように、第３部材３０は、５つの山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ及び３５ｅと、５つの谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ及び３６ｅとを有する。複数の山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ及び３５ｅと、複数の谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ及び３６ｅとは、例えば、第３部材３０の外周面３７によって規定された仮想円の周方向に沿って等間隔で交互に並んでいる。複数の山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ及び３５ｅの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。複数の谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ及び３６ｅの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
図６Ｃは、第３部材３０のさらに別の変形例を示す斜視図である。図６Ｃに示すように、第３部材３０は、５つの山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ及び３５ｅと、５つの谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ及び３６ｅとを有する。複数の山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ及び３５ｅと、複数の谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ及び３６ｅとは、例えば、第３部材３０の外周面３７によって規定された仮想円の周方向に沿って等間隔で交互に並んでいる。複数の山部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ及び３５ｅの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。複数の谷部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ及び３６ｅの高さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0109】
第３部材３０の形状は、図５及び図６Ａから６Ｃに示された平板状及び波板状に限定されない。第３部材３０の形状は、例えば、ＪＩＳ Ｂ１２５１：２０１８で規定されているばね座金の形状を有していてもよく、皿ばね座金の形状を有していてもよい。第３部材３０の具体例としては、市販のリング状平板及びウェーブワッシャーが挙げられる。
【0110】
（実施形態３）
図７は、本実施形態３の過冷却解除装置１２０の一部を示す分解斜視図である。図７に示すように、過冷却解除装置１２０は、第１部材１０、第２部材２０及び第３部材３０の他に、第４部材１５をさらに備えている。以上を除き、過冷却解除装置１２０の構造は、実施形態２の過冷却解除装置１１０の構造と同じである。
図７は、本実施形態３の過冷却解除装置１２０の一部を示す分解斜視図である。図７に示すように、過冷却解除装置１２０は、第１部材１０、第２部材２０及び第３部材３０の他に、第４部材１５をさらに備えている。以上を除き、過冷却解除装置１２０の構造は、実施形態２の過冷却解除装置１１０の構造と同じである。
【0111】
過冷却解除装置１２０において、第３部材３０と第４部材１５との間に第１部材１０及び第２部材２０が位置している。図７では、第４部材１５、第１部材１０、第２部材２０及び第３部材３０がこの順番で並んでいる。詳細には、第４部材１５は、第１部材１０と支持部５１との間に配置されている。ただし、第４部材１５の位置と第３部材３０の位置とは、互いに入れ替わっていてもよい。
【0112】
第４部材１５の形状は、特に限定されず、例えば板状である。第４部材１５は、例えば、平面視で円の形状を有する。第４部材１５は、平面視で矩形の形状を有していてもよい。第４部材１５の形状は、平板状であってもよく、波板状であってもよい。波板状の第４部材１５は、例えば、弾性変形可能である。第４部材１５は、ＪＩＳ Ｂ１２５１：２０１８で規定されているばね座金の形状を有していてもよく、皿ばね座金の形状を有していてもよい。第４部材１５の形状は、第３部材３０と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0113】
第４部材１５は、例えば、第１部材１０又は第２部材２０に対向し、これらの部材１０又は２０と接触することが可能な表面１６を有する。表面１６は、例えば、第４部材１５の主面であり、第４部材１５の最も広い面積を有する面である。表面１６は、例えば、平坦面、及び、荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する。表面１６は、荷重を加えることにより第１部材１０又は第２部材２０との接触面積が広がるように弾性変形してもよい。
【0114】
表面１６は、第１部材１０又は第２部材２０と面接触することが可能であってもよい。第４部材１５は、第１部材１０及び第２部材２０と同様に、表面１６に、蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有していなくてもよい。
【0115】
第４部材１５は、貫通孔１７を有していてもよい。貫通孔１７は、第４部材１５の厚さ方向又は方向Ｘに延びている。貫通孔１７は、例えば、平面視で円の形状を有する。貫通孔１７は、例えば、第４部材１５の表面１６の重心付近に位置する。第４部材１５は、貫通孔１７によって、平面視でリングの形状を有している。貫通孔１７は、例えば、第１部材１０の貫通孔１２及び第２部材２０の貫通孔２２の少なくとも一方と重なっている。貫通孔１７の直径は、第１部材１０の貫通孔１２の直径、又は、第２部材２０の貫通孔２２の直径と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0116】
第４部材１５の形状が平板状である場合、第４部材１５は、弾性変形可能であってもよく、弾性変形可能でなくてもよい。弾性変形可能な第４部材１５は、例えば、第４部材１５の厚さ方向に圧縮されることによって弾性変形することができる。第４部材１５は、例えば、フックの法則に従う弾性を有する材料で作られた部材である。
【0117】
第４部材１５の材料としては、例えば、金属及び樹脂が挙げられる。第４部材１５に含まれる金属としては、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタンなどが挙げられる。第４部材１５に含まれる金属は、合金であってもよい。第４部材１５に含まれる合金としては、上記の金属を含む合金、ステンレス鋼、黄銅などが挙げられる。第４部材１５に含まれる樹脂としては、シリコーン、ウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイドなどが挙げられる。第４部材１５の材料は、第３部材３０と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0118】
第４部材１５の具体例としては、市販のリング状平板及びウェーブワッシャーが挙げられる。
【0119】
弾性変形可能な第４部材１５は、例えば、第１部材１０又は第２部材２０と接触した状態で圧縮されることによって弾性変形する。例えば、過冷却解除装置１２０では、第１シャフト４１を方向Ｘに移動させると、第４部材１５は、支持部５１及び第１部材１０に挟み込まれて、その厚さ方向に圧縮される。これにより、第４部材１５が弾性変形する。弾性変形した第４部材１５は、第１部材１０又は第２部材２０に対して、荷重を均一に加えることができる。これにより、第２部材２０の表面２１を第１部材１０の表面１１に容易に密着させることができる。特に、第３部材３０及び第４部材１５のそれぞれが弾性変形可能である場合、第２部材２０と第１部材１０とをより容易に密着させることができる。これにより、蓄熱材の結晶が第１部材１０と第２部材２０との間に確実に残るため、過冷却解除装置１２０は、より高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる。
【0120】
上述のとおり、弾性変形可能な第４部材１５は、支持部５１及び第１部材１０に挟み込まれて、その厚さ方向に圧縮される。この状態で第１シャフト４１を方向Ｘに前進又は後退させることによって、第１部材１０又は第２部材２０に加えられた荷重を連続的に変化させることができる。すなわち、第１シャフト４１及び第４部材１５の組み合わせによって、第１部材１０又は第２部材２０に加えられた荷重を精密に制御することができる。そのため、過冷却解除装置１２０によれば、蓄熱材の過冷却状態の解除操作を精密に、かつ高い再現性で行うことができる。
【0121】
（実施形態４）
図８は、本実施形態４の過冷却解除装置１３０の一部を示す分解斜視図である。図８に示すように、過冷却解除装置１３０は、第１部材１０、第２部材２０、第３部材３０及び第４部材１５の他に、第５部材２５をさらに備えている。以上を除き、過冷却解除装置１３０の構造は、実施形態３の過冷却解除装置１２０の構造と同じである。
図８は、本実施形態４の過冷却解除装置１３０の一部を示す分解斜視図である。図８に示すように、過冷却解除装置１３０は、第１部材１０、第２部材２０、第３部材３０及び第４部材１５の他に、第５部材２５をさらに備えている。以上を除き、過冷却解除装置１３０の構造は、実施形態３の過冷却解除装置１２０の構造と同じである。
【0122】
過冷却解除装置１３０において、第３部材３０と第５部材２５との間に、第１部材１０、第２部材２０及び第４部材１５が位置している。図８では、第５部材２５、第４部材１５、第１部材１０、第２部材２０及び第３部材３０がこの順番で並んでいる。詳細には、第５部材２５は、第４部材１５と支持部５１との間に配置されている。
【0123】
第５部材２５の形状は、特に限定されず、例えば板状である。第５部材２５は、例えば、平面視で円の形状を有する。第５部材２５は、平面視で矩形の形状を有していてもよい。第５部材２５の形状は、平板状であってもよく、波板状であってもよい。波板状の第５部材２５は、例えば、弾性変形可能である。第５部材２５は、ＪＩＳ Ｂ１２５１：２０１８で規定されているばね座金の形状を有していてもよく、皿ばね座金の形状を有していてもよい。第５部材２５の形状は、第３部材３０と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0124】
第５部材２５は、例えば、第４部材１５に対向し、第４部材１５と接触することが可能な表面２６を有する。表面２６は、例えば、第５部材２５の主面であり、第５部材２５の最も広い面積を有する面である。表面２６は、例えば、平坦面、及び、荷重を加えることにより平坦性が増すように弾性変形する非平坦面からなる群より選ばれる少なくとも１つを有する。表面２６は、荷重を加えることにより第４部材１５との接触面積が広がるように弾性変形してもよい。
【0125】
表面２６は、第４部材１５と面接触することが可能であってもよい。第５部材２５は、第１部材１０及び第２部材２０と同様に、表面２６に、蓄熱材の結晶を収容するために形成された凹部を有していなくてもよい。
【0126】
第５部材２５は、貫通孔２７を有していてもよい。貫通孔２７は、第５部材２５の厚さ方向又は方向Ｘに延びている。貫通孔２７は、例えば、平面視で円の形状を有する。貫通孔２７は、例えば、第５部材２５の表面２６の重心付近に位置する。第５部材２５は、貫通孔２７によって、平面視でリングの形状を有している。貫通孔２７は、例えば、第４部材１５の貫通孔１７と重なっている。貫通孔２７の直径は、第４部材１５の貫通孔１７の直径と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0127】
第５部材２５の形状が平板状である場合、第５部材２５は、弾性変形可能であってもよく、弾性変形可能でなくてもよい。弾性変形可能な第５部材２５は、例えば、第５部材２５の厚さ方向に圧縮されることによって弾性変形することができる。第５部材２５は、例えば、フックの法則に従う弾性を有する材料で作られた部材である。
【0128】
第５部材２５の材料としては、例えば、金属及び樹脂が挙げられる。第５部材２５に含まれる金属としては、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタンなどが挙げられる。第５部材２５に含まれる金属は、合金であってもよい。第５部材２５に含まれる合金としては、上記の金属を含む合金、ステンレス鋼、黄銅などが挙げられる。第５部材２５に含まれる樹脂としては、シリコーン、ウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイドなどが挙げられる。第５部材２５の材料は、第３部材３０と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0129】
第５部材２５の具体例としては、市販のリング状平板及びウェーブワッシャーが挙げられる。
【0130】
弾性変形可能な第５部材２５は、例えば、第４部材１５と接触した状態で圧縮されることによって弾性変形する。例えば、過冷却解除装置１３０では、第１シャフト４１を方向Ｘに移動させると、第５部材２５は、支持部５１及び第４部材１５に挟み込まれて、その厚さ方向に圧縮される。これにより、第５部材２５が弾性変形する。弾性変形した第５部材２５は、第４部材１５を介して、第１部材１０又は第２部材２０に対して、荷重を均一に加えることができる。これにより、第２部材２０の表面２１を第１部材１０の表面１１に容易に密着させることができる。
【0131】
過冷却解除装置１３０では、弾性変形可能な部材と、弾性変形可能でない部材とが方向Ｘに交互に並んでいてもよい。例えば、過冷却解除装置１３０において、第５部材２５、第１部材１０及び第３部材３０のそれぞれが弾性変形可能であり、かつ、第４部材１５及び第２部材２０のそれぞれが弾性変形可能でなくてもよい。より具体的には、第５部材２５、第１部材１０及び第３部材３０のそれぞれの形状が波板状であり、かつ、第４部材１５及び第２部材２０のそれぞれの形状が平板状であってもよい。このような構成を有する過冷却解除装置１３０は、より高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる傾向がある。
【0132】
（実施形態５）
図９は、本実施形態５の過冷却解除装置１４０の概略断面図である。図１０は、過冷却解除装置１４０の一部を示す分解斜視図である。図９及び図１０に示すように、過冷却解除装置１４０の第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれは、貫通孔を有していない。荷重負荷部材４０は、第２シャフトを有していない。シリンダ５０の本体部５６は、貫通孔を有していない。シリンダ５０の本体部５６は、３つの開口部５５ａ，５５ｂ及び５５ｃを有する。以上を除き、過冷却解除装置１４０の構造は、実施形態１の過冷却解除装置１００の構造と同じである。
図９は、本実施形態５の過冷却解除装置１４０の概略断面図である。図１０は、過冷却解除装置１４０の一部を示す分解斜視図である。図９及び図１０に示すように、過冷却解除装置１４０の第１部材１０及び第２部材２０のそれぞれは、貫通孔を有していない。荷重負荷部材４０は、第２シャフトを有していない。シリンダ５０の本体部５６は、貫通孔を有していない。シリンダ５０の本体部５６は、３つの開口部５５ａ，５５ｂ及び５５ｃを有する。以上を除き、過冷却解除装置１４０の構造は、実施形態１の過冷却解除装置１００の構造と同じである。
【0133】
上述のとおり、シリンダ５０の本体部５６は、３つの開口部５５ａ，５５ｂ及び５５ｃを有する。このような本体部５６の構造によれば、第１部材１０及び第２部材２０が支持部５１から移動して本体部５６から脱落することをより抑制できる。
【0134】
（蓄熱装置の実施形態）
図１１は、本実施形態の蓄熱装置２００の概略断面図である。図１２は、図１１に示した蓄熱装置２００のXII-XII線に沿った概略断面図である。図１１に示すように、蓄熱装置２００は、過冷却解除装置１００、蓄熱材６０及び容器６５を備えている。蓄熱装置２００では、過冷却解除装置１００に代えて、過冷却解除装置１１０、１２０、１３０及び１４０も使用可能である。過冷却解除装置１００は、蓄熱材６０に接触するように配置されている。詳細には、過冷却解除装置１００は、容器６５の上方から容器６５の内部に挿入されている。過冷却解除装置１００の先端部分が蓄熱材６０に接触している。過冷却解除装置１００は、容器６５の外部において、シリンダ５０の固定部５４によって容器６５に固定されている。例えば、固定部５４及び容器６５のそれぞれに開口が設けられており、これらの開口に締結具がねじ込まれることによって、過冷却解除装置１００が容器６５に固定されている。蓄熱装置２００が備える過冷却解除装置１００の数は、特に限定されず、例えば、１以上５以下である。本実施形態では、蓄熱装置２００は、２つの過冷却解除装置１００を備えている。
図１１は、本実施形態の蓄熱装置２００の概略断面図である。図１２は、図１１に示した蓄熱装置２００のXII-XII線に沿った概略断面図である。図１１に示すように、蓄熱装置２００は、過冷却解除装置１００、蓄熱材６０及び容器６５を備えている。蓄熱装置２００では、過冷却解除装置１００に代えて、過冷却解除装置１１０、１２０、１３０及び１４０も使用可能である。過冷却解除装置１００は、蓄熱材６０に接触するように配置されている。詳細には、過冷却解除装置１００は、容器６５の上方から容器６５の内部に挿入されている。過冷却解除装置１００の先端部分が蓄熱材６０に接触している。過冷却解除装置１００は、容器６５の外部において、シリンダ５０の固定部５４によって容器６５に固定されている。例えば、固定部５４及び容器６５のそれぞれに開口が設けられており、これらの開口に締結具がねじ込まれることによって、過冷却解除装置１００が容器６５に固定されている。蓄熱装置２００が備える過冷却解除装置１００の数は、特に限定されず、例えば、１以上５以下である。本実施形態では、蓄熱装置２００は、２つの過冷却解除装置１００を備えている。
【0135】
蓄熱材６０は、物質の相変化を利用して熱を蓄える潜熱蓄熱材でありうる。蓄熱材６０は、例えば、液相と固相との間で相転移することによって、蓄熱及び放熱することができる。蓄熱材６０は、例えば、水和塩、糖アルコール及び包接水和物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む。蓄熱材６０は、水和塩、糖アルコール又は包接水和物を主成分として含んでいてもよい。
【0136】
水和塩としては、例えば、酢酸ナトリウム三水和物、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、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、硫酸アンモニウムアルミニウム六水和物、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が挙げられる。
【0137】
糖アルコールとしては、例えば、グリセリン、キシリトール、ソルビトール及びエリトリトールが挙げられる。包接水和物としては、例えば、テトラヒドロフランクラスレートハイドレート、トリメチルアミンセミクラスレートハイドレート、二酸化硫黄クラスレートハイドレート、テトラブチルアンモニウムホルメートハイドレート、酢酸テトラブチルアンモニウムハイドレート、臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）ハイドレート、塩化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＣｌ）ハイドレート及びフッ化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＦ）ハイドレートが挙げられる。
【0138】
蓄熱材６０は、水和塩、糖アルコール及び包接水和物以外に、安定剤などの添加剤、水などをさらに含んでいてもよい。
【0139】
容器６５は、蓄熱材６０を収容している。図１１及び１２に示すように、容器６５の形状は、例えば、円柱状である。容器６５の形状は、楕円柱状であってもよく、角柱状であってもよい。容器６５の容積に対する蓄熱材６０の体積の比率は、特に限定されず、例えば、６０ｖｏｌ％以上９５ｖｏｌ％以下である。容器６５の材料は、特に限定されず、例えば、金属及び樹脂が挙げられる。金属としては、銅、アルミニウムなどが挙げられる。金属は、合金であってもよい。合金としては、上記の金属を含む合金、ステンレス鋼などが挙げられる。樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどが挙げられる。
【0140】
図１１及び図１２に示すように、蓄熱装置２００は、配管７０をさらに備える。配管７０は、容器６５の内部において、蓄熱材６０に接触している。配管７０は、例えば、容器６５の１対の端面の一方から他方に向かう方向に延びており、容器６５を貫通している。配管７０は、熱媒体７５の流路である。配管７０は、蓄熱材６０と熱媒体７５とを隔てる隔壁として機能する。配管７０は、伝熱性を有する材料でできている。
【0141】
熱媒体７５は、蓄熱材６０に熱を付与する又は蓄熱材６０から熱を回収する。熱媒体７５としては、例えば、水、不凍液及びオイルが挙げられる。不凍液は、例えば、エチレングリコール水溶液である。オイルは、潤滑油であってもよい。熱媒体７５によれば、容器６５の外部において、蓄熱材６０から回収された熱を利用することができる。
【0142】
蓄熱装置２００は、複数の配管７０を備えていてもよい。配管７０の数は、特に限定されず、例えば、１以上１００以下である。図１２に示すように、本実施形態では、蓄熱装置２００は、８つの配管７０を備えている。
【0143】
蓄熱装置２００が複数の配管７０を備えているとき、複数の配管７０内のそれぞれを流れる複数の熱媒体７５は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、図１１において、配管７０ａ内を流れる熱媒体７５ａが不凍液であり、配管７０ｂ内を流れる熱媒体７５ｂがオイルであってもよい。
【0144】
（動力装置の実施形態）
図１３は、本実施形態の動力装置３００の概略構成図である。図１３に示すように、動力装置３００は、蓄熱装置２００及び動力機関８０を備えている。蓄熱装置２００は、配管７０ａ及び７０ｂを備える。配管７０ａ内を不凍液が流れている。配管７０ｂ内をオイルが流れている。動力機関８０は、例えば、内燃機関である。内燃機関としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、蒸気機関、電動機などが挙げられる。動力機関８０の内部では、オイル及び不凍液が循環している。動力装置３００は、例えば、自動車、２輪車などの車両である。自動車としては、ガソリン自動車、ディーゼル自動車、電気自動車などが挙げられる。
図１３は、本実施形態の動力装置３００の概略構成図である。図１３に示すように、動力装置３００は、蓄熱装置２００及び動力機関８０を備えている。蓄熱装置２００は、配管７０ａ及び７０ｂを備える。配管７０ａ内を不凍液が流れている。配管７０ｂ内をオイルが流れている。動力機関８０は、例えば、内燃機関である。内燃機関としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、蒸気機関、電動機などが挙げられる。動力機関８０の内部では、オイル及び不凍液が循環している。動力装置３００は、例えば、自動車、２輪車などの車両である。自動車としては、ガソリン自動車、ディーゼル自動車、電気自動車などが挙げられる。
【0145】
動力機関８０は、オイルパン８４及びポンプ８５を有する。オイルパン８４は、オイルを収容する。ポンプ８５は、動力機関８０の内部を循環するオイルを昇圧し、オイルの流量を調節する。
【0146】
動力装置３００は、オイル排出経路９０をさらに備えている。オイル排出経路９０は、動力機関８０から排出されたオイルを蓄熱装置２００に送るための経路である。オイル排出経路９０は、動力機関８０のオイル出口に接続された一端と蓄熱装置２００の配管７０ｂの入口に接続された他端とを有する。
【0147】
動力装置３００は、オイル供給経路９１をさらに備えている。オイル供給経路９１は、動力機関８０にオイルを供給するための経路である。オイル供給経路９１は、蓄熱装置２００の配管７０ｂの出口に接続された一端と動力機関８０のオイル入口に接続された他端とを有する。
【0148】
動力装置３００は、バイパス経路９２をさらに備えている。バイパス経路９２は、オイル排出経路９０から分岐している。バイパス経路９２は、オイル供給経路９１に接続されている。バイパス経路９２には、熱交換器８３が配置されている。熱交換器８３は、バイパス経路９２を流れるオイルと、後述する不凍液供給経路９６を流れる不凍液との間で熱交換を生じさせる液－液熱交換器である。熱交換器８３の具体例は、プレート式熱交換器である。
【0149】
動力装置３００は、不凍液排出経路９５をさらに備えている。不凍液排出経路９５は、動力機関８０から排出された不凍液を蓄熱装置２００に送るための経路である。不凍液排出経路９５は、動力機関８０の不凍液出口に接続された一端と蓄熱装置２００の配管７０ａの入口に接続された他端とを有する。
【0150】
動力装置３００は、不凍液供給経路９６をさらに備えている。不凍液供給経路９６は、動力機関８０に不凍液を供給するための経路である。不凍液供給経路９６は、蓄熱装置２００の配管７０ａの出口に接続された一端と動力機関８０の不凍液入口に接続された他端とを有する。不凍液供給経路９６には、熱交換器８３及びポンプ８２が配置されている。ポンプ８２は、不凍液供給経路９６内の不凍液を昇圧し、不凍液の流量を調節する。
【0151】
動力装置３００は、バイパス経路９８及び９９をさらに備えている。バイパス経路９８は、分岐点９３から分岐点９４まで延びている。分岐点９３は、不凍液排出経路９５に位置する。分岐点９４は、不凍液供給経路９６における熱交換器８３とポンプ８２との間に位置する。バイパス経路９８には、ラジエータ８１が配置されている。ラジエータ８１は、バイパス経路９８内を流れる不凍液を冷却する。
【0152】
バイパス経路９９は、分岐点９７から熱交換器８３まで延びている。分岐点９７は、不凍液排出経路９５における分岐点９３と蓄熱装置２００との間に位置する。バイパス経路９９は、熱交換器８３において、不凍液供給経路９６と合流する。
【0153】
動力機関８０を運転していると、動力機関８０の温度が上昇する。これにより、動力機関８０の内部を循環している不凍液及びオイルの温度も上昇する。動力機関８０の内部を循環している不凍液の一部は、不凍液排出経路９５を通じて動力機関８０から排出される。不凍液排出経路９５を流れる不凍液は、蓄熱装置２００に送られる。蓄熱装置２００の配管７０ａを流れる不凍液は、蓄熱装置２００の蓄熱材６０に熱を付与する。これにより、蓄熱材６０を加熱することができる。蓄熱装置２００から排出された不凍液は、不凍液供給経路９６を通じて、動力機関８０に供給される。
【0154】
動力機関８０から排出された不凍液は、バイパス経路９８又は９９に送られてもよい。バイパス経路９８に送られた不凍液は、ラジエータ８１によって冷却される。冷却された不凍液は、不凍液供給経路９６を通じて、動力機関８０に供給される。
【0155】
動力機関８０の内部を循環しているオイルの一部は、オイル排出経路９０を通じて動力機関８０から排出される。オイル排出経路９０を流れるオイルは、バイパス経路９２を通じて、熱交換器８３に送られる。熱交換器８３において、オイルの温度は、不凍液の温度よりも高い。そのため、熱交換器８３におけるオイルと不凍液との熱交換によって、オイルが冷却される。熱交換器８３で冷却されたオイルは、オイル供給経路９１を通じて、動力機関８０に供給される。
【0156】
動力機関８０の運転を停止すると、動力機関８０とともに、オイル及び不凍液の温度が低下する。さらに、蓄熱材６０の温度も低下する。蓄熱材６０の温度が蓄熱材６０の融点を下回り、蓄熱材６０が過冷却される。
【0157】
動力機関８０の運転を再び開始するとき、蓄熱装置２００の過冷却解除装置１００の動作によって、蓄熱材６０の過冷却状態が解除される。これにより、蓄熱材６０が放熱する。配管７０ａを流れる不凍液及び配管７０ｂを流れるオイルは、蓄熱材６０から放出された熱を回収する。加熱された不凍液は、不凍液供給経路９６を通じて動力機関８０に供給される。加熱されたオイルは、オイル供給経路９１を通じて動力機関８０に供給される。これにより、動力機関８０は、蓄熱装置２００から放出された熱を受け取ることができる。動力装置３００によれば、動力機関８０を効率的に加熱することができる。そのため、動力機関８０の暖機運転の時間を短縮できる。暖機運転を行うときの燃料の消費又は電力の消費を抑制することができる。特に、本実施形態の動力装置３００によれば、外部環境の温度が－２０℃を下回る寒冷地において、暖機運転を行うときの燃料の消費又は電力の消費を大幅に抑制することができる。
【実施例】
【0158】
本開示を実施例に基づき、具体的に説明する。ただし、本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【0159】
（実施例１）
実施例１では、第１から第３部材、荷重負荷部材及びシリンダを備える過冷却解除装置を準備した。実施例１の過冷却解除装置において、第１部材は、平面視でリングの形状を有していた。第１部材は、外径が７ｍｍであり、内径が３．２ｍｍであった。第１部材の厚さは、０．５ｍｍであった。第１部材は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のリング状平板であった。第２部材は、第１部材と同じ形状を有していた。第２部材は、ＳＵＳ製のリング状平板であった。第３部材は、波板状の形状を有していた。第３部材の形状は、図６Ａに示した形状と同じであった。第３部材は、外径が７ｍｍであり、内径が３．２ｍｍであった。第３部材は、ＳＵＳ製のウェーブワッシャーであった。荷重負荷部材及びシリンダの形状は、それぞれ、図１に示した荷重負荷部材及びシリンダと同じであった。第１から第３部材、荷重負荷部材及びシリンダの配置は、図４に示した配置と同じであった。
実施例１では、第１から第３部材、荷重負荷部材及びシリンダを備える過冷却解除装置を準備した。実施例１の過冷却解除装置において、第１部材は、平面視でリングの形状を有していた。第１部材は、外径が７ｍｍであり、内径が３．２ｍｍであった。第１部材の厚さは、０．５ｍｍであった。第１部材は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のリング状平板であった。第２部材は、第１部材と同じ形状を有していた。第２部材は、ＳＵＳ製のリング状平板であった。第３部材は、波板状の形状を有していた。第３部材の形状は、図６Ａに示した形状と同じであった。第３部材は、外径が７ｍｍであり、内径が３．２ｍｍであった。第３部材は、ＳＵＳ製のウェーブワッシャーであった。荷重負荷部材及びシリンダの形状は、それぞれ、図１に示した荷重負荷部材及びシリンダと同じであった。第１から第３部材、荷重負荷部材及びシリンダの配置は、図４に示した配置と同じであった。
【0160】
（実施例２から８）
第１から第３部材の材料、形状及び配置を表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同じ方法で実施例２から８の過冷却解除装置を準備した。
第１から第３部材の材料、形状及び配置を表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同じ方法で実施例２から８の過冷却解除装置を準備した。
【0161】
（実施例９）
過冷却解除装置に第４部材を追加したこと、及び、第１から第４部材を表２に示すように配置したことを除き、実施例１と同じ方法で実施例９の過冷却解除装置を準備した。実施例９において、第４部材は、第３部材と同じ形状を有するＳＵＳ製のウェーブワッシャーであった。
過冷却解除装置に第４部材を追加したこと、及び、第１から第４部材を表２に示すように配置したことを除き、実施例１と同じ方法で実施例９の過冷却解除装置を準備した。実施例９において、第４部材は、第３部材と同じ形状を有するＳＵＳ製のウェーブワッシャーであった。
【0162】
（実施例１０）
過冷却解除装置に第４部材及び第５部材を追加したこと、並びに、第１から第５部材を表２に示すように配置したことを除き、実施例６と同じ方法で実施例１０の過冷却解除装置を準備した。実施例１０では、第４部材は、第２部材と同じ形状を有するＳＵＳ製のリング状平板であった。第５部材は、第３部材と同じ形状を有するＳＵＳ製のウェーブワッシャーであった。
過冷却解除装置に第４部材及び第５部材を追加したこと、並びに、第１から第５部材を表２に示すように配置したことを除き、実施例６と同じ方法で実施例１０の過冷却解除装置を準備した。実施例１０では、第４部材は、第２部材と同じ形状を有するＳＵＳ製のリング状平板であった。第５部材は、第３部材と同じ形状を有するＳＵＳ製のウェーブワッシャーであった。
【0163】
（比較例１から４）
第１から第３部材の材料、形状及び配置を表３に示すように変更したことを除き、実施例１と同じ方法で比較例１から４の過冷却解除装置を準備した。
第１から第３部材の材料、形状及び配置を表３に示すように変更したことを除き、実施例１と同じ方法で比較例１から４の過冷却解除装置を準備した。
【0164】
［過冷却解除試験の準備］
実施例１から１０及び比較例１から４の過冷却解除装置のそれぞれについて、以下の方法で過冷却解除試験の準備を行った。まず、６０ｍＬのスクリュー管内に蓄熱材５２．３ｇを添加した。蓄熱材は、酢酸ナトリウム三水和物を主成分として含んでいた。次に、７５℃に設定した恒温槽内でスクリュー管を加熱することによって、蓄熱材を完全に融解させた。次に、２０℃に設定した恒温槽を用いて、蓄熱材を冷却した。これにより、過冷却状態の蓄熱材が得られた。
実施例１から１０及び比較例１から４の過冷却解除装置のそれぞれについて、以下の方法で過冷却解除試験の準備を行った。まず、６０ｍＬのスクリュー管内に蓄熱材５２．３ｇを添加した。蓄熱材は、酢酸ナトリウム三水和物を主成分として含んでいた。次に、７５℃に設定した恒温槽内でスクリュー管を加熱することによって、蓄熱材を完全に融解させた。次に、２０℃に設定した恒温槽を用いて、蓄熱材を冷却した。これにより、過冷却状態の蓄熱材が得られた。
【0165】
次に、蓄熱材と接触する過冷却解除装置の部分に、酢酸ナトリウム三水和物の種結晶をあらかじめ付着させた。次に、過冷却解除装置の先端部分をスクリュー管の開口部に挿入した。過冷却解除装置をスクリュー管に挿入してから、スクリュー管を密閉した。過冷却解除装置の先端部分と過冷却状態の蓄熱材とを接触させることによって、蓄熱材の結晶化が進行した。これにより、蓄熱材の結晶が第１部材及び第２部材の間に収容された。次に、荷重負荷部材の第１シャフトを時計回りに回転させることによって、第１シャフトを第２部材から第１部材に向かう方向に移動させた。これにより、第２部材に対して、第２部材から第１部材に向かう方向に荷重が加わり、第１部材と第２部材とが互いに密着した。以上の操作によって、過冷却解除試験の準備が終了した。
【0166】
［過冷却解除試験］
次に、過冷却解除装置について、以下の方法で過冷却解除試験を行った。まず、９０℃に設定した恒温槽内で、スクリュー管を１時間加熱した。次に、２０℃に設定した恒温槽を用いて、蓄熱材を冷却した。これにより、過冷却状態の蓄熱材が得られた。次に、過冷却解除装置の荷重負荷部材の第１シャフトを反時計回りに回転させることによって、第１シャフトを第１部材から第２部材に向かう方向に移動させた。これにより、第２部材に加えられた荷重が減少し、第１部材に対して第２部材が変位した。このとき、蓄熱材の結晶化が進行するかどうかを確認した。
次に、過冷却解除装置について、以下の方法で過冷却解除試験を行った。まず、９０℃に設定した恒温槽内で、スクリュー管を１時間加熱した。次に、２０℃に設定した恒温槽を用いて、蓄熱材を冷却した。これにより、過冷却状態の蓄熱材が得られた。次に、過冷却解除装置の荷重負荷部材の第１シャフトを反時計回りに回転させることによって、第１シャフトを第１部材から第２部材に向かう方向に移動させた。これにより、第２部材に加えられた荷重が減少し、第１部材に対して第２部材が変位した。このとき、蓄熱材の結晶化が進行するかどうかを確認した。
【0167】
蓄熱材の過冷却状態が解除され、蓄熱材の結晶化が進行した場合、荷重負荷部材の第１シャフトを第２部材から第１部材に向かう方向に再び移動させた。これにより、第２部材に対して、第２部材から第１部材に向かう方向に荷重が加わり、第１部材と第２部材とが互いに密着した。次に、上述の方法によって、過冷却解除試験を繰り返した。
【0168】
蓄熱材の過冷却状態が解除されず、蓄熱材の結晶化が進行しなかった場合、スクリュー管から過冷却解除装置を取り外した。次に、酢酸ナトリウム三水和物の結晶を用いて、過冷却解除装置に付着した蓄熱材を結晶化させた。この過冷却解除装置をスクリュー管に再び挿入し、スクリュー管を密閉した。過冷却解除装置の先端部分と過冷却状態の蓄熱材とを接触させることによって、蓄熱材の結晶化を進行させた。次に、荷重負荷部材の第１シャフトを第２部材から第１部材に向かう方向に移動させた。これにより、第２部材に対して、第２部材から第１部材に向かう方向に荷重が加わり、第１部材と第２部材とが互いに密着した。次に、上述の方法によって、過冷却解除試験を繰り返した。
【0169】
以上の操作によって、過冷却解除試験を複数回繰り返した。得られた結果に基づいて、過冷却解除率を算出した。過冷却解除率は、試験回数に対する、蓄熱材の過冷却状態が解除された回数の比率を意味する。
【0170】
【表1】
【0171】
表１において、「ＰＣ」は、ポリカーボネートを意味する。「ＰＰＳ」は、ポリフェニレンサルファイドを意味する。「Ｃｕ」は、黄銅を意味する。「ＰＣ製リング状平板」、「ＰＰＳ製リング状平板」及び実施例７の「Ｃｕ製リング状平板」の形状は、実施例１のＳＵＳ製リング状平板と同じであった。実施例８の「Ｃｕ製リング状平板」は、外径が７ｍｍであり、内径が３．２ｍｍであり、厚さが０．１ｍｍであった。
【0172】
【表2】
【0173】
【表3】
【0174】
表１から３からわかるとおり、第１部材及び第２部材のそれぞれが金属を含む実施例の過冷却解除装置は、高い過冷却解除率を示した。一方、少なくとも第２部材が金属を含まない比較例の過冷却解除装置は、蓄熱材の過冷却状態を解除することができなかった。
【0175】
（測定例１から５）
次に、実施例１の過冷却解除装置を用いて、過冷却解除試験の条件の検討を行った。詳細には、蓄熱材の過冷却状態を解除するときにおける第２部材に対する荷重の減少率Ｐを表４に示すように変更したことを除き、上述した方法と同じ方法によって、測定例１から５の過冷却解除試験を行った。なお、荷重の減少率Ｐは、過冷却解除装置の準備段階で第２部材に加えられた荷重Ｌ（ＭＰａ）に対する、荷重の減少量Ｄ（ＭＰａ）の比率を意味する。測定例１の条件は、上述した過冷却解除試験と同じである。測定例２では、過冷却解除装置の準備段階で第２部材に加えられた荷重Ｌを測定例１よりも大きい値に設定した。
次に、実施例１の過冷却解除装置を用いて、過冷却解除試験の条件の検討を行った。詳細には、蓄熱材の過冷却状態を解除するときにおける第２部材に対する荷重の減少率Ｐを表４に示すように変更したことを除き、上述した方法と同じ方法によって、測定例１から５の過冷却解除試験を行った。なお、荷重の減少率Ｐは、過冷却解除装置の準備段階で第２部材に加えられた荷重Ｌ（ＭＰａ）に対する、荷重の減少量Ｄ（ＭＰａ）の比率を意味する。測定例１の条件は、上述した過冷却解除試験と同じである。測定例２では、過冷却解除装置の準備段階で第２部材に加えられた荷重Ｌを測定例１よりも大きい値に設定した。
【0176】
【表4】
【0177】
表４からわかるとおり、実施例１の過冷却解除装置は、過冷却解除試験の条件を変更した場合であっても、高い過冷却解除率を示した。
【産業上の利用可能性】
【0178】
本開示の過冷却解除装置は、所望のタイミングで蓄熱材の過冷却状態を解除し、蓄熱材を放熱させることができる。本開示の蓄熱装置は、内燃機関の廃熱、燃焼式ボイラーの廃熱などを熱源として機器の暖機を行うことに適している。本開示の動力装置によれば、エネルギー資源の有効利用が可能である。本明細書に開示された技術は、ガソリン自動車、空調機、給湯器、電気自動車（ＥＶ）用の冷却システム、住宅の床暖房システムにも適用できる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】