JP2018062298A - 空調装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィンにおける空気との熱交換性能を十分に発揮することのできる空調装置、及びその製造方法を提供する。【解決手段】空調装置１０の放熱フィン１４０は、空気の流れ方向に対して平行な板状に形成されており、同方向に沿った途中の位置、である分割位置において分割されている。空調装置１０は、放熱フィン１４０のうち分割位置を挟んで互いに隣り合う部分が、互いに異なる方向に傾斜していることにより、分割されたそれぞれの部分の端面に空気が当たるように構成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、空気の加熱又は冷却を行う空調装置、及びその製造方法に関する。

相変化する蓄熱材を用いた空調装置が知られている。このような空調装置は、例えばペルチェ素子によって予め蓄熱材を冷却し凝固させておいた後、低温の蓄熱材によって空気を冷却することができる。逆に、ペルチェ素子によって蓄熱材を予め加熱し融解させておいた後、高温の蓄熱材によって空気を加熱することもできる。尚、前者の場合における蓄熱材は、その機能に鑑みれば「蓄冷材」とも称されるべきなのであるが、以下では「蓄熱材」の語に統一して説明することとする。

このような空調装置によれば、ペルチェ素子等によって空気が直接（蓄熱材を介することなく）加熱又は冷却される場合に比べて、空気との間において単位時間あたりに授受される熱量を大きくすることができる。また、蓄熱材の潜熱及び顕熱を用いて空気の加熱等を行うので、加熱性能又は冷却性能を長時間に亘って維持することができる。

下記特許文献１には、上記のような空調装置の一例として、空気を冷却することのできる電子冷却装置について記載されている。当該電子冷却装置は、蓄熱材（相変化材料）を内部に収容する容器を備えている。容器は全体が直方体となっており、その表面には、空気の加熱又は冷却を行うためのヒートシンクが形成されている。

特許第３９７９５３１号公報

容器とヒートシンクとの間における熱抵抗を低減させること、及び部品点数を抑制することに鑑みれば、容器とヒートシンクとを押し出し成型によって一体に形成することが好ましい。この場合、ヒートシンクに形成されたそれぞれのフィンは、成形時の押し出し方向に沿って伸びるような形状となる。つまり、板状であるフィンのそれぞれの主面が、押し出し方向に対して平行であるような形状となる。

このような形状においては、フィンに向かって供給される空気は、その一部がフィンの上流側端部に衝突し、その後はフィンに沿って流れることとなる。この場合、所謂前縁効果がフィンの上流側端部でしか生じないので、フィンにおける空気との熱交換性能が十分には発揮されないことがある。

本開示は、フィンにおける空気との熱交換性能を十分に発揮することのできる空調装置、及びその製造方法を提供することを目的とする。

本開示に係る空調装置は、空気の加熱又は冷却を行う空調装置（１０）であって、相変化する蓄熱材（ＰＦ）が内部に充填された容器であって、互いに対向する第１壁（１１０）及び第２壁（１２０）を有する蓄熱容器（１００）と、第１壁に外側から取り付けられており、第１壁を介して蓄熱材の加熱又は冷却を行う温調部（３００）と、第２壁の外側に複数の形成されており、空気に直接触れることによって当該空気の加熱又は冷却を行うフィン（１４０）と、を備える。それぞれのフィンは、空気の流れ方向に対して平行な板状に形成され、同方向に沿った途中の位置、である分割位置（ＤＶ）において分割されており、フィンのうち分割位置を挟んで互いに隣り合う部分（１４１，１４２）が、互いに異なる方向に傾斜していることにより、分割されたそれぞれの部分の端面に空気が当たるように構成されている。

このような構成の空調装置では、フィンに向かって供給される空気は、フィンのうち最も上流側の端部に当たった後、分割位置に形成されたフィンの端部に再度当たることとなる。所謂前縁効果が、空気の流れ方向に沿った複数個所において生じることとなり、フィンの近傍における境界層の発達が抑制される。その結果、空気とフィン表面との間の温度差が大きくなり、フィンにおける空気との熱交換性能が十分に発揮される。

本開示によれば、フィンにおける空気との熱交換性能を十分に発揮することのできる空調装置、及びその製造方法が提供される。

図１は、第１実施形態に係る空調装置の全体構成を示す断面図である。 図２は、図１の空調装置の一部の構成を示す斜視図である。 図３は、図２に示される温度調整装置から蓋を取り外した状態を示す図である。 図４は、図１の空調装置の製造方法を説明するための図である。 図５は、図１の空調装置の製造方法を説明するための図である。 図６は、図１の空調装置の製造方法を説明するための図である。 図７は、第１実施形態の変形例に係る空調装置の、フィンの形状を示す断面図である。 図８は、第２実施形態に係る空調装置の一部の構成を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。第１実施形態に係る空調装置１０は、空気を冷却するための装置として構成されている。図１には、空調装置１０を、空気の流れ方向に対して垂直な面で切断した場合の断面図が模式的に示されている。図２には、空調装置１０のうちケース４００の内部に収容されている部分の一部（ペルチェ素子３００よりも上方側の部分）が斜視図で示されている。図３には、図２に示される状態から、蓋２１０、２２０を取り外した状態が示されている。

空調装置１０は、ケース４００と、蓄熱容器１００と、ペルチェ素子３００と、ヒートシンク５００と、を備えている。

ケース４００は、後述の蓄熱容器１００等を内部に収容する容器であって、その内部には空気を案内する流路ＡＰ１、ＡＰ２が形成されている。空調装置１０は、流路ＡＰ１を流れる空気から熱を奪い、流路ＡＰ２を流れる空気に当該熱を放出するように構成されている。これにより、流路ＡＰ１を流れる空気はその温度を低下させ、低温の空気となって外部に放出される。

図１においては、流路ＡＰ２において空気が流れる方向（図１において紙面手前側から奥側に向かう方向）をｘ方向としており、同方向に沿ってｘ軸を設定している。また、ｘ方向に対して垂直な方向であって、図１において左側から右側に向かう方向をｙ方向としており、同方向に沿ってｙ軸を設定している。更に、ｘ方向及びｙ方向のいずれに対しても垂直な方向であって、図１において下側から上側に向かう方向をｚ方向としており、同方向に沿ってｚ軸を設定している。その他の図及び以下の説明においても同様である。

ケース４００は、下ケース４１０と上ケース４２０とを組み合わせることによって構成されている。下ケース４１０は流路ＡＰ１を区画する部分であり、上ケース４２０は流路ＡＰ１を区画する部分である。

下ケース４１０は、底板４１１と、側板４１２、４１４とを有している。底板４１１は平坦な板状となるように形成された部分であって、その主面の法線方向がｚ軸に沿うように配置されている。

側板４１２は、平坦な板状となるように形成された部分であって、底板４１１のうち−ｙ方向側の端部からｚ方向側に向かって伸びるように形成されている。側板４１２のうちｚ方向側の端部には、−ｙ方向側に向かって伸びるフランジ４１３が形成されている。

側板４１４は、平坦な板状となるように形成された部分であって、底板４１１のうちｙ方向側の端部からｚ方向側に向かって伸びるように形成されている。側板４１４のうちｚ方向側の端部には、ｙ方向側に向かって伸びるフランジ４１５が形成されている。

図１に示されるような断面形状を有する下ケース４１０は、その全体がｘ方向に沿って伸びるように形成されている。下ケース４１０は、流路ＡＰ１において空気がヒートシンク５００を通過して流れるように、空気を案内するためのダクトとして機能するものである。下ケース４１０の内部には、上記のような空気の流れを生じさせるための不図示のファンが設けられている。

上ケース４２０は、天板４２１と、側板４２２、４２４とを有している。天板４２１は平坦な板状となるように形成された部分であって、その主面の法線方向がｚ軸に沿うように配置されている。尚、天板４２１のうち−ｚ方向側の面には、後述の突起４５０、４６０（図５を参照）がそれぞれ複数個形成されているのであるが、図１においてはその図示が省略されている。

側板４２２は、平坦な板状となるように形成された部分であって、天板４２１のうち−ｙ方向側の端部から−ｚ方向側に向かって伸びるように形成されている。側板４２２のうち−ｚ方向側の端部には、−ｙ方向側に向かって伸びるフランジ４２３が形成されている。

側板４２４は、平坦な板状となるように形成された部分であって、天板４２１のうちｙ方向側の端部から−ｚ方向側に向かって伸びるように形成されている。側板４２４のうち−ｚ方向側の端部には、ｙ方向側に向かって伸びるフランジ４２５が形成されている。

図１に示されるような断面形状を有する上ケース４２０は、その全体がｘ方向に沿って伸びるように形成されている。上ケース４２０は、流路ＡＰ２において空気が放熱フィン１４０（後述）を通過して流れるように、空気を案内するためのダクトとして機能するものである。上ケース４２０の内部には、上記のような空気の流れを生じさせるための不図示のファンが設けられている。

下ケース４１０と上ケース４２０とは、フランジ４１３とフランジ４２３、及びフランジ４１５とフランジ４２５を、それぞれ上下に重ねるように組み合わせられている。フランジ４１３とフランジ４２３とは、後述の支持板３１０を間に挟み込んだ状態で、不図示のボルトによって締結固定されている。同様に、フランジ４１５とフランジ４２５とは、支持板３１０を間に挟み込んだ状態で、不図示のボルトによって締結固定されている。

蓄熱容器１００は、その外形が概ね直方体となるように形成された容器である。蓄熱容器１００は、平板状の第１壁１１０と第２壁１２０とを有している。第１壁１１０は−ｚ方側に配置されており、第２壁１２０はｚ方側に配置されている。第１壁１１０と第２壁１２０とは互いに対向しており、いずれも天板４２１に対して平行となっている。

図１、図３に示されるように、第１壁１１０の−ｙ方向側端部と第２壁１２０の−ｙ方向側端部とは、両者に対して垂直な側壁１５１によって接続されている。また、第１壁１１０のｙ方向側端部と第２壁１２０のｙ方向側端部とは、両者に対して垂直な側壁１５２によって接続されている。側壁１５１と側壁１５２とは互いに平行であり、且つ対向している。側壁１５１は、上ケース４２０の側板４２２に対して内側から当接している。側壁１５２は、上ケース４２０の側板４２４に対して内側から当接している。

蓄熱容器１００の内部には空間ＳＰが形成されている。また、この空間ＳＰには蓄熱材ＰＦ（図１を参照）が充填されている。蓄熱材ＰＦは、温度に応じて相変化する流体である。本実施形態では、蓄熱材ＰＦとしてパラフィンが用いられている。本実施形態における蓄熱材ＰＦの融点は、外気温よりも低くなっている。図２、図３に示されるように、蓄熱容器１００の側壁１５２には、外部から蓄熱材ＰＦを封入するための封入穴１０１が形成されている。蓄熱材ＰＦは、封入穴１０１を通じて外部から空間ＳＰ内に供給され充填されている。封入穴１０１は不図示の封止部材によって塞がれている。

蓄熱容器１００は、第１壁１１０、第２壁１２０、側壁１５１、側壁１５２からなる筒状の部材として形成されており、その両端部に形成された開口（空間ＳＰの端部である）のそれぞれが蓋２１０、２２０（図２を参照）によって塞がれている。蓋２１０、２２０はいずれも板状の部材であって、蓄熱容器１００の端部に対してろう接されている。

ペルチェ素子３００は、第１壁１１０を介して蓄熱材ＰＦを冷却するためのものである。ペルチェ素子３００は、第１壁１１０の下面１１１の略全体に密着するように、第１壁１１０に対して外側（−ｚ方向側）から取り付けられている。このようなペルチェ素子３００は、本実施形態における「温調部」に該当する。ペルチェ素子３００による冷却が行われると、蓄熱容器１００の内部において蓄熱材ＰＦが凝固する。これにより、蓄熱材ＰＦへの「蓄冷」が行われる。

ペルチェ素子３００は、平板状の支持板３１０によって支持されている。支持板３１０は、既に述べたように、フランジ４１３とフランジ４２３との間、及びフランジ４１５とフランジ４２５との間に挟み込まれた状態で固定されている。

第２壁１２０の上面１２１には、複数の放熱フィン１４０が形成されている。それぞれの放熱フィン１４０は平板状に形成されており、上面１２１から流路ＡＰ２の内部に向けて突出している。それぞれの放熱フィン１４０の主面は、流路ＡＰ２を空気が流れる方向、すなわちｘ方向に対して平行となっている。放熱フィン１４０は、流路ＡＰ２を流れる空気に直接触れることにより、当該空気の冷却を行う部分として機能する。放熱フィン１４０が複数形成されていることで、空気との接触面積が大きくなっている。このため、空調装置１０と空気との間における熱伝達が効率的に行われる。放熱フィン１４０の具体的な形状については後に説明する。

ヒートシンク５００は、流路ＡＰ１を流れる空気に対し、ペルチェ素子３００からの熱を放出するためのものである。ヒートシンク５００は、ベース部５１０とフィン部５２０とを有している。ベース部５１０は平板状に形成された部分であって、底板４１１に対し平行となるように配置されている。ベース部５１０は、ペルチェ素子３００のうち第１壁１１０に接している面とは反対側の面、の概ね全体に対し当接した状態で固定されている。

フィン部５２０は平板状に形成されており、ベース部５１０から流路ＡＰ１の内部に向けて突出している。それぞれのフィン部５２０の主面は、流路ＡＰ１を空気が流れる方向、すなわちｘ方向に対して平行となっている。フィン部５２０は、流路ＡＰ１を流れる空気に直接触れることにより、当該空気への熱の放出を行う部分として機能する。フィン部５２０が複数形成されていることで、空気との接触面積が大きくなっている。このため、空調装置１０と空気との間における熱伝達が効率的に行われる。

蓄熱容器１００の内部には、平板状の伝熱促進壁１３０が複数設けられている。それぞれの伝熱促進壁１３０は、第１壁１１０と第２壁１２０との間を繋ぐように設けられている。具体的には、それぞれの伝熱促進壁１３０は側壁１５１に対し平行な壁となっており、その下端が第１壁１１０に接続され、上端が第２壁１２０に接続されている。これにより、蓄熱容器１００の内部の空間ＳＰは、伝熱促進壁１３０によって複数の空間に分けられている。以下では、複数に分けられたそれぞれの空間のことを示すものとして「空間ＳＰ」の語を用いる。

このような伝熱促進壁１３０が設けられていることにより、第１壁１１０や第２壁１２０の変形が抑制されている。ペルチェ素子３００が取り付けられる下面１１１が平坦に保たれるので、ペルチェ素子３００と下面１１１との間における熱抵抗を、全体で概ね均等な状態に維持することができる。これにより、ペルチェ素子３００の冷却性能が全体で均一に発揮される。

また、伝熱促進壁１３０が設けられていることにより、蓄熱容器１００と蓄熱材ＰＦとの接触面積が大きくなっている。その結果、蓄熱材ＰＦとペルチェ素子３００との間における伝熱、及び、蓄熱材ＰＦと放熱フィン１４０との間における熱の伝達が、いずれも効率よく行われる。

尚、封入穴１０１から供給される蓄熱材ＰＦがそれぞれの空間ＳＰに充填されるように、それぞれの伝熱促進壁１３０には不図示の貫通穴が形成されている。このような態様に替えて、それぞれの空間ＳＰに対応した封入穴が、第１壁１１０又は第２壁１２０に形成されているような態様としてもよい。

また、伝熱促進壁１３０のうち一部または全部が、第１壁１１０及び第２壁１２０のうち一方のみから突出するように形成されていてもよい。つまり、第１壁１１０等の先端部分に隙間が形成されているような態様であってもよい。

空調装置１０の機能について説明する。空調装置１０によって空気の冷却が行われる際には、予めペルチェ素子３００による蓄熱材ＰＦの冷却が行われる。これにより、蓄熱材ＰＦは凝固した状態となる。このとき、流路ＡＰ１に設けられた不図示のファンが駆動される。これにより、ペルチェ素子３００によって蓄熱材ＰＦから奪われた熱が、ヒートシンク５００を介して流路ＡＰ１内の空気へと放出される。

その後、流路ＡＰ２に設けられた不図示のファンを駆動させることにより、放熱フィン１４０に沿って外部から空気が送り込まれる。放熱フィン１４０は、凝固した蓄熱材ＰＦによって低温となっている。このため、放熱フィン１４０に沿って流れる空気の熱は、放熱フィン１４０及び第２壁１２０を介して蓄熱材ＰＦに伝えられる。つまり、放熱フィン１４０では空気からの吸熱が行われる。これにより、蓄熱材ＰＦが加熱されるとともに、放熱フィン１４０に沿って流れる空気が冷却される。空気は、放熱フィン１４０に沿って流れる際においてその温度を低下させた後、流路ＡＰ２を通って外部に放出される。

尚、蓄熱材ＰＦは加熱されるのであるが、その熱は蓄熱材ＰＦを溶解させるために用いられるので、蓄熱材ＰＦは長時間に亘って低温の状態に保たれる。このため、空気の冷却を長時間に亘って行うことができる。また、蓄熱材ＰＦの潜熱及び顕熱を用いて空気の冷却が行われるので、ペルチェ素子３００によって直接空気の冷却が行われる場合に比べて、単位時間あたりに空気から奪われる熱量（つまり冷却性能）も大きくなっている。

このような空調装置１０は、例えば、車両に設けられた居眠り運転防止装置に応用することができる。具体的には、空調装置１０によって低温となった空気を車両の運転者に吹き付けることにより、運転者を覚醒させ、居眠り運転を防止するようなことが可能となる。

以上においては、空調装置１０によって空気の冷却が行われる場合について説明したが、空調装置１０によれば空気の加熱を行うこともできる。この場合は、外気温よりも融点の高い蓄熱材ＰＦを用いればよい。

空調装置１０によって空気の加熱が行われる際には、予めペルチェ素子３００による蓄熱材ＰＦの加熱が行われる。これにより、蓄熱材ＰＦは溶解した状態となる。このとき、流路ＡＰ１に設けられた不図示のファンが駆動される。これにより、ヒートシンク５００を介して流路ＡＰ１内の空気から奪われた熱が、ペルチェ素子３００によって蓄熱材ＰＦへと加えられる。

その後、流路ＡＰ２に設けられた不図示のファンを動作させることにより、放熱フィン１４０に沿って外部から空気が送り込まれる。放熱フィン１４０は、溶解した蓄熱材ＰＦによって高温となっている。このため、放熱フィン１４０に沿って流れる空気には、第２壁１２０及び放熱フィン１４０を介して蓄熱材ＰＦからの熱が伝えられる。つまり、放熱フィン１４０では空気への放熱が行われる。これにより、蓄熱材ＰＦが冷却されるとともに、放熱フィン１４０に沿って流れる空気が加熱される。空気は、放熱フィン１４０に沿って流れる際においてその温度を上昇させた後、外部に放出される。

尚、蓄熱材ＰＦは冷却されるのであるが、その熱は蓄熱材ＰＦを凝固させるために用いられるので、蓄熱材ＰＦは長時間に亘って高温の状態に保たれる。このため、空気の加熱を長時間に亘って行うことができる。また、蓄熱材ＰＦの潜熱及び顕熱を用いて空気の加熱が行われるので、ペルチェ素子３００によって直接空気の加熱が行われる場合に比べて、単位時間あたりに空気に加えられる熱量（つまり加熱性能）も大きくなっている。

以上のように、空調装置１０は、空気の冷却及び加熱の両方を行うことが可能となっている。蓄熱材ＰＦは、蓄熱材としてのみならず蓄冷材としても機能するのであるが、煩雑さを避けるためにここでは「蓄熱材ＰＦ」と統一して表記している。同様に、蓄熱容器１００は、蓄熱容器としてのみならず蓄冷容器としても機能するのであるが、煩雑さを避けるためにここでは「蓄熱容器１００」と統一して表記している。更に、放熱フィン１４０は、放熱フィン（放熱部）としてのみならず吸熱フィン（吸熱部）としても機能するのであるが、煩雑さを避けるためにここでは「放熱フィン１４０」と統一して表記している。

本実施形態では、第１壁１１０、第２壁１２０、側壁１５１、１５２、伝熱促進壁１３０、及び放熱フィン１４０の全体が、単一の部材によって一体に形成されている。つまり、蓄熱材ＰＦに熱を伝えるための部材の全体が一体となっている。このため、一部の接合不良によって空調装置１０の冷却性能等が損なわれてしまうことが確実に防止される。また、部品点数及び製造時の工数が低減されるという利点もある。

本実施形態では、蓄熱材ＰＦの相変化が、固相と液相の間で生じるような態様となっている。このような態様に替えて、蓄熱材ＰＦの相変化が、液相と気相の間で生じるような態様としてもよい。

放熱フィン１４０の具体的な形状について、図３を参照しながら説明する。それぞれの放熱フィン１４０は、空気の流れ方向（つまりｘ方向）に対して平行な板状に形成されており、同方向に沿った途中の位置、である分割位置ＤＶにおいて分割されている。本実施形態における分割位置ＤＶは、放熱フィン１４０のうちｘ方向における中央となる位置である。

放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶよりも−ｘ方向側の部分のことを、以下では、「放熱フィン１４１」とも表記する。また、放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶよりもｘ方向側の部分のことを、以下では、「放熱フィン１４２」とも表記する。

放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶを挟んで互いに隣り合う部分、すなわち放熱フィン１４１と放熱フィン１４２とは、互いに異なる方向に傾斜している。具体的には、放熱フィン１４１は、その上端部分がｙ方向側に向かうように傾斜しており、放熱フィン１４２は、その上端部分が−ｙ方向側に向かうように傾斜している。

その結果、空気の流れ方向であるｘ方向に沿って見た場合においては、図１に示されるように、放熱フィン１４１と放熱フィン１４２とが互いに交差した状態となっている。このため、流路ＡＰ２をｘ方向に流れる空気は、その一部が放熱フィン１４１のうち−ｘ方向側（上流側）の端面に当たるだけでなく、放熱フィン１４２のうち−ｘ方向側（上流側）の端面にも当たる。

このため、所謂前縁効果が、空気の流れ方向に沿った複数個所において生じることとなり、放熱フィン１４０の近傍における境界層の発達が抑制される。その結果、流路ＡＰ２を流れる空気と放熱フィン１４０の表面との間の温度差が大きくなり、放熱フィン１４０における空気との熱交換性能が十分に発揮される。

本実施形態では、複数の放熱フィン１４０におけるそれぞれの分割位置ＤＶが、空気の流れ方向において互いに同一の位置となっている。つまり、それぞれの分割位置ＤＶのｘ座標が全て同じとなっており、複数の分割位置ＤＶがｙ方向に沿って一列に並んでいる。このため、それぞれの放熱フィン１４０を分割する際においては、分割のための工具（カッター）をｙ方向に沿って移動させるだけで、全ての放熱フィン１４０を一度に分割することができる。

空調装置１０の製造方法について簡単に説明する。当該製造方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程とを有している。

第１工程は、蓄熱容器１００をアルミニウムの押し出し成型によって一体に形成する工程である。第１工程では、第１壁１１０、第２壁１２０、側壁１５１、１５２、伝熱促進壁１３０、及び放熱フィン１４０の全体が、押し出し成型によって一度に形成される。尚、当該押し出し成型の際における押し出し方向は、空気の流れ方向であるｘ方向と同じである。図４に示されるように、第１工程が終了した直後における放熱フィン１４０は、いずれも傾斜しておらず、側壁１５１に対して平行となっている。

第２工程は、それぞれの放熱フィン１４０を複数に分割する工程である。第２工程では、分割位置ＤＶにおいてカッターをｙ方向に移動させることにより、それぞれの放熱フィン１４０が２つに分割されて行く。図５の下方側には、第２工程が完了した時点における蓄熱容器１００の状態が示されている。

第３工程は、放熱フィン１４０のうち分割されたそれぞれの部分（つまり放熱フィン１４１と放熱フィン１４２）を互いに異なる方向に傾斜させる工程である。第３工程を説明するに先立ち、上ケース４２０の天板４２１の具体的な形状について説明する。

図５の上方側部分には、上ケース４２０のうち天板４２１のみが示されている。同図に示されるように、天板４２１のうち−ｚ方向側の面には、複数の突起４５０、４６０が形成されている。突起４５０は、放熱フィン１４１に対しｚ方向に対向する位置に形成されている。つまり、天板４２１のうち、それぞれの放熱フィン１４１のｚ方向側となる位置には、突起４５０が個別に形成されている。

同様に、突起４６０は、放熱フィン１４２に対しｚ方向に対向する位置に形成されている。つまり、天板４２１のうち、それぞれの放熱フィン１４２のｚ方向側となる位置には、突起４６０が個別に形成されている。

突起４５０のうちｙ方向側の部分には、傾斜面４５１が形成されている。傾斜面４５１は、放熱フィン１４１の先端（ｚ方向側の端部）に当接する面であって、その法線方向が−ｚ方向側であり且つｙ方向側に向かうよう、第２壁１２０に対して傾斜した面となっている。

突起４６０のうち−ｙ方向側の部分には、傾斜面４６１が形成されている。傾斜面４６１は、放熱フィン１４２の先端（ｚ方向側の端部）に当接する面であって、その法線方向が−ｚ方向側であり且つ−ｙ方向側に向かうよう、第２壁１２０に対して傾斜した面となっている。つまり、突起４６０の形状は、突起４５０をｙ方向に反転させたような形状となっている。

このように、天板４２１の内面（つまり上ケース４２０の内面）には、それぞれの放熱フィン１４０の先端に当接する面であって、その表面が第２壁１２０に対して傾斜している傾斜面４５１、４６１が複数形成されている。

第３工程では、図５に示されるように、蓄熱容器１００のｚ方向側となる位置に天板４２１が先ず配置される。このときは、放熱フィン１４０の先端と傾斜面４５１、４６１とは未だ当接しておらず、両者の間は離間した状態となっている。その後、天板４２１を−ｚ方向側に移動させ、それぞれの放熱フィン１４０の先端に傾斜面４５１、４６１を当接させる。その後、更に天板４２１を−ｚ方向側に移動させる。このときにおける放熱フィン１４０の状態が図６に示されている。図６（Ａ）には、第３工程が完了した時点における蓄熱容器１００及び天板４２１を、分割位置ＤＶよりも−ｘ方向側の位置で切断した場合における断面が模式的に示されている。図６（Ｂ）には、第３工程が完了した時点における蓄熱容器１００及び天板４２１を、分割位置ＤＶよりもｘ方向側の位置で切断した場合における断面が模式的に示されている。

図６（Ａ）に示されるように、放熱フィン１４１のそれぞれは、その先端に傾斜面４５１が押し当てられることにより、−ｚ方向側であり且つｙ方向側に向かうような力を受けて変形し、ｙ方向側に向かって傾斜した状態となっている。また、図６（Ｂ）に示されるように、放熱フィン１４２のそれぞれは、その先端に傾斜面４６１が押し当てられることにより、−ｚ方向側であり且つ−ｙ方向側に向かうような力を受けて変形し、−ｙ方向側に向かって傾斜した状態となっている。

つまり、放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶを挟んで互いに隣り合う部分（つまり放熱フィン１４１と放熱フィン１４２）は、傾斜角度が互いに異なる傾斜面４５１、４６１にそれぞれ押し当てられることにより、互いに異なる方向に傾斜した状態となっている。

本実施形態では、放熱フィン１４０のそれぞれの傾斜角度が、傾斜面４５１、４６１によってそれぞれ自動的に調整されることとなるので、互いに異なるように傾斜した放熱フィン１４１、１４２を比較的容易に形成することが可能となっている。

第１実施形態の変形例について、図７を参照しながら説明する。図７（Ａ）に示される例では、放熱フィン１４０のうち第２壁１２０の近傍部分、すなわち−ｚ方向側の部分において、ｙ軸に沿って凹状となるような凹部１４０ａが形成されている。このような凹部１４０ａは、全ての放熱フィン１４０に形成されている。その結果、第２壁１２０の近傍部分における放熱フィン１４０の厚さＬ１は、放熱フィン１４０の他の部分における厚さＬ２よりも小さくなっている。

このため、第３工程において、放熱フィン１４０に傾斜面４５１、４６１が押し当てられた際には、放熱フィン１４０の変形は凹部１４０ａにおいて生じ、凹部１４０ａよりもｚ方向側の部分は概ね平坦な状態に維持されたまま傾斜する。これにより、空気の流れ方向に沿って見た場合には、放熱フィン１４１と放熱フィン１４２との重なり量が比較的小さくなり、下流側にある放熱フィン１４２の端部がより広く露出することとなる。その結果、前縁効果がより生じやすくなり、放熱フィン１４０における空気との熱交換性能を更に高めることができる。尚、ここでいう放熱フィン１４０の「厚さ」とは、ｙ方向に沿った放熱フィン１４０の寸法のことである。

尚、第２壁１２０の厚さが一部において小さくなっている場合には、放熱フィン１４０と第２壁１２０との間の熱伝導が妨げられることとなる。このため、第２壁１２０の近傍部分における放熱フィン１４０の厚さＬ１は、熱伝導が妨げられることによる冷却性能又は加熱性能の低下が、問題にならない程度の寸法としておくことが好ましい。

図７（Ｂ）に示される例では、放熱フィン１４０の主面同士が互いに平行とはなっていない。放熱フィン１４０の厚さは、ｚ方向側の端部において最も大きくなっており（厚さＬ１２）、−ｚ方向側に行くに従って次第に小さくなっている。その結果、第２壁１２０の近傍部分における放熱フィン１４０の厚さＬ１１は、放熱フィン１４０の他の部分における厚さよりも小さくなっている。このような態様であっても、図７（Ａ）の例について説明したものと同様の効果を奏する。

第２実施形態について、図８を参照しながら説明する。本実施形態では、放熱フィン１４０の形状においてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第１実施形態と同じである。以下では、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図８に示されるように、本実施形態では、放熱フィン１４０のそれぞれが２つに分割されているのではなく、３つに分割されている。これにより、それぞれの放熱フィン１４０の分割位置の数は２つとなっている。以下では、−ｘ方向側にある分割位置のことを「分割位置ＤＶ１」とも表記し、ｘ方向側にある分割位置のことを「分割位置ＤＶ２」とも表記する。また、本実施形態については、放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶ１よりも−ｘ方向側の部分のことを「放熱フィン１４１」とも表記し、放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶ１と分割位置ＤＶ２との間の部分のことを「放熱フィン１４２」とも表記し、放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶ２よりもｘ方向側の部分のことを「放熱フィン１４３」とも表記する。

尚、複数の放熱フィン１４０におけるそれぞれの分割位置ＤＶ１は、空気の流れ方向において互いに同一の位置となっている。つまり、それぞれの分割位置ＤＶ１のｘ座標が全て同じとなっており、複数の分割位置ＤＶ１がｙ方向に沿って一列に並んでいる。同様に、複数の放熱フィン１４０におけるそれぞれの分割位置ＤＶ２は、空気の流れ方向において互いに同一の位置となっている。つまり、それぞれの分割位置ＤＶ２のｘ座標が全て同じとなっており、複数の分割位置ＤＶ２がｙ方向に沿って一列に並んでいる。

放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶ１を挟んで互いに隣り合う部分、すなわち放熱フィン１４１と放熱フィン１４２とは、互いに異なる方向に傾斜している。具体的には、放熱フィン１４１は、その上端部分が−ｙ方向側に向かうように傾斜しており、放熱フィン１４２は、その上端部分がｙ方向側に向かうように傾斜している。

放熱フィン１４０のうち分割位置ＤＶ２を挟んで互いに隣り合う部分、すなわち放熱フィン１４２と放熱フィン１４３とは、互いに異なる方向に傾斜している。具体的には、放熱フィン１４２は、上記のようにその上端部分がｙ方向側に向かうように傾斜しており、放熱フィン１４３は、その上端部分が−ｙ方向側に向かうように傾斜している。

このような態様においては、流路ＡＰ２をｘ方向に流れる空気は、その一部が放熱フィン１４１のうち−ｘ方向側（上流側）の端面に当たるだけでなく、放熱フィン１４２のうち−ｘ方向側（上流側）の端面にも当たる。更に、放熱フィン１４３のうち−ｘ方向側（上流側）の端面にも当たる。

このため、前縁効果が生じる箇所は、図３に示される第１実施形態の場合よりも更に多くなっている。放熱フィン１４０の近傍における境界層の発達が更に抑制されるので、放熱フィン１４０における空気との熱交換性能が更に向上している。

また、放熱フィン１４１のｘ軸に沿った寸法Ｌ２１は、放熱フィン１４２のｘ軸に沿った寸法Ｌ２２よりも小さくなっている。更に、放熱フィン１４２のｘ軸に沿った寸法Ｌ２１は、放熱フィン１４２のｘ軸に沿った寸法Ｌ２３よりも小さくなっている。つまり、放熱フィン１４０のうち、空気の流れ方向において分割位置（ＤＶ１，ＤＶ２）よりも上流側の部分では、分割位置（ＤＶ１，ＤＶ２）よりも下流側の部分に比べて、空気の流れ方向に沿った寸法が短くなっている。

放熱フィン１４０のうち、空気の流れ方向における上流側の部分では、比較的高温且つ高湿度の空気が流れるので、より高い熱交換性能が求められる。このため、当該部分においては、放熱フィン１４０の端面と空気との衝突をより多く生じさせ、大きな前縁効果を生じさせることが好ましい。一方、放熱フィン１４０のうち、空気の流れ方向における下流側の部分では、比較的低温且つ低湿度の空気が流れるので、高い熱交換性能は求められない。このため、当該部分においては、放熱フィン１４０の端面と空気との衝突をあまり生じさせず、空気の流れに対する抵抗を抑えることが好ましい。

本実施形態では、上流側における放熱フィン１４１の寸法Ｌ２１を小さくし、下流側における放熱フィン１４３の寸法Ｌ２３を大きくしている。これにより、上流側においては大きな前縁効果を生じさせる一方で、下流側においては空気の流れに対する抵抗を抑制している。

尚、第１実施形態のように放熱フィン１４０が２つに分割されている場合でも、上記と同様の構成とすることができる。つまり、第１実施形態における放熱フィン１４１のｘ軸に沿った寸法を、第１実施形態における放熱フィン１４２のｘ軸に沿った寸法よりも短くすれば、上記と同様の効果が得られる。

本実施形態では、それぞれの放熱フィン１４０が３つに分割されているのであるが、放熱フィン１４０が４つ以上に分割されていてもよい。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：空調装置
１００：蓄熱容器
１１０：第１壁
１２０：第２壁
１３０：伝熱促進壁
１４０，１４１，１４２，１４３：放熱フィン
３００：ペルチェ素子
４００：ケース
４５１，４６１：傾斜面
ＤＶ，ＤＶ１，ＤＶ２：分割位置
ＰＦ：蓄熱材

Claims (9)

1. 空気の加熱又は冷却を行う空調装置（１０）であって、
   相変化する蓄熱材（ＰＦ）が内部に充填された容器であって、互いに対向する第１壁（１１０）及び第２壁（１２０）を有する蓄熱容器（１００）と、
   前記第１壁に外側から取り付けられており、前記第１壁を介して前記蓄熱材の加熱又は冷却を行う温調部（３００）と、
   前記第２壁の外側に複数の形成されており、空気に直接触れることによって当該空気の加熱又は冷却を行うフィン（１４０）と、を備え、
   それぞれの前記フィンは、
   空気の流れ方向に対して平行な板状に形成され、同方向に沿った途中の位置、である分割位置（ＤＶ）において分割されており、
   前記フィンのうち前記分割位置を挟んで互いに隣り合う部分（１４１，１４２）が、互いに異なる方向に傾斜していることにより、分割されたそれぞれの部分の端面に空気が当たるように構成されている空調装置。
2. 複数の前記フィンにおけるそれぞれの前記分割位置が、空気の流れ方向において互いに同一の位置となっている、請求項１に記載の空調装置。
3. 前記フィンのうち、空気の流れ方向において前記分割位置よりも上流側の部分では、
   前記分割位置よりも下流側の部分に比べて、空気の流れ方向に沿った寸法が短くなっている、請求項１に記載の空調装置。
4. それぞれの前記フィンは３つ以上に分割されている、請求項３に記載の空調装置。
5. 前記第２壁の近傍部分における前記フィンの厚さが、前記フィンの他の部分における厚さよりも小さくなっている、請求項１に記載の空調装置。
6. 前記第１壁、前記第２壁、及び前記フィンが、押し出し成型によって一体に形成されており、成形時の押し出し方向が、空気の流れ方向と一致している、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空調装置。
7. 前記蓄熱容器の内部には、前記第１壁及び前記第２壁のうち少なくとも一方から突出する伝熱促進壁（１３０）が形成されており、
   前記第１壁、前記第２壁、前記フィン、及び前記伝熱促進壁が、押し出し成型によって一体に形成されている、請求項６に記載の空調装置。
8. 前記フィンを内部に収容しており、空気を案内する流路が内部に形成されたケース（４００）を更に備え、
   前記ケースの内面には、それぞれの前記フィンの先端に当接する面であって、その表面が前記第２壁に対して傾斜している傾斜面（４５１，４６１）が複数形成されており、
   前記フィンのうち前記分割位置を挟んで互いに隣り合う部分は、傾斜角度が互いに異なる傾斜面にそれぞれ押し当てられることにより、互いに異なる方向に傾斜した状態となっている、請求項１に記載の空調装置。
9. 請求項８に記載された空調装置の製造方法であって、
   前記第１壁、前記第２壁、及び前記フィンを、押し出し成型によって一体に形成する第１工程と、
   それぞれの前記フィンを複数に分割する第２工程と、
   前記フィンを前記ケースの前記傾斜面に押し当てることにより、前記フィンのうち分割されたそれぞれの部分を互いに異なる方向に傾斜させる第３工程と、を有する空調装置の製造方法。

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