WO2020189089A1 - 過冷却解除装置、蓄熱装置及び動力装置 - Google Patents

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WO2020189089A1
WO2020189089A1 PCT/JP2020/004971 JP2020004971W WO2020189089A1 WO 2020189089 A1 WO2020189089 A1 WO 2020189089A1 JP 2020004971 W JP2020004971 W JP 2020004971W WO 2020189089 A1 WO2020189089 A1 WO 2020189089A1
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WO
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heat storage
release device
storage material
supercooling release
recess
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PCT/JP2020/004971
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆一 尾崎
恒 菅野
達也 仲村
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パナソニック株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/028—Control arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • This disclosure relates to a supercooling release device, a heat storage device, and a power unit.
  • a heat storage device that stores heat and dissipates heat by performing a phase transition between a liquid phase and a solid phase of a heat storage material.
  • the heat storage device includes a supercooling release device that releases the supercooled state of the supercooled heat storage material.
  • a heat storage device provided with a supercooling release device is used, for example, in a power device provided with a power engine such as a gasoline engine or an electric motor.
  • Patent Document 1 describes a heat storage device that crystallizes a heat storage material in an overcooled state by giving an electrical stimulus to the heat storage material.
  • Patent Document 2 describes a nucleating device that crystallizes a supercooled heat storage material by utilizing the deformation operation of a flexible plate member.
  • the plate member is provided with a groove.
  • Anhydrous hydrated salt which is the main component of the heat storage material, is arranged inside the groove.
  • the conventional supercooling release device may not be able to release the supercooled state of the heat storage material.
  • the present disclosure provides a highly reliable supercooling release device capable of releasing the supercooled state of the heat storage material with a high probability.
  • the supercooling release device is A supercooling release device that releases the supercooled state of the heat storage material.
  • the first member having a recess on the surface and A second member facing the surface and covering the recess To be equipped.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the supercooling release device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the supercooling release device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of the first member included in the supercooling release device shown in FIG.
  • FIG. 4 is an exploded view of the supercooling release device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the supercooling release device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a part of the supercooling release device shown in FIG.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a modified example of the third member included in the supercooling release device shown in FIG. FIG.
  • FIG. 7B is a perspective view showing another modification of the third member.
  • FIG. 7C is a perspective view showing still another modification of the third member.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the supercooling release device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a part of the supercooling release device shown in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of the first member included in the supercooling release device shown in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a heat storage device using the supercooling release device of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view taken along the line XII-XII of the heat storage device shown in FIG.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a power unit using the heat storage device of the present disclosure.
  • the temperature of the heat storage material may greatly exceed the melting point of the heat storage material.
  • the heat storage material may be heated to a temperature 40 ° C. or higher higher than the melting point of the heat storage material, for example. In the conventional supercooling release device, it may not be possible to release the supercooled state of the heat storage material cooled via a high temperature.
  • the supercooling release device is A supercooling release device that releases the supercooled state of the heat storage material.
  • the first member having a recess on the surface and A second member facing the surface and covering the recess To be equipped.
  • the stimulus when the supercooling release device is brought into contact with the supercooled heat storage material, the stimulus causes the crystallization of the heat storage material to proceed.
  • the crystals of the heat storage material are housed in the recesses of the first member. If the recess is covered with the second member, even if the heat storage material is heated, the heat storage material existing in the recess remains as crystals in the recess.
  • the second member is separated from the surface of the first member while the heat storage material is supercooled, the supercooled heat storage material invades the recess and comes into contact with the crystals of the heat storage material remaining in the recess. As a result, the supercooled state of the heat storage material is released, and the heat storage material solidifies. According to the supercooling release device, the supercooled state of the heat storage material can be released with high probability.
  • the second member may be able to be in close contact with the first member.
  • the supercooling release device can release the supercooled state of the heat storage material with a high probability.
  • the supercooling release device applies a load to at least one of the first member and the second member to apply a load to the first member and the second member. And may be in close contact with each other. According to the third aspect, the reproducibility of the operation of the supercooling release device is improved.
  • the surface of the first member may be a flat surface
  • the second member may be a flat surface.
  • the flat surface of the first member may have a flat surface facing the surface of the first member, and when the flat surface of the second member comes into surface contact with the flat surface of the first member, the recess of the first member. May be covered by the second member.
  • the supercooling release device can release the supercooled state of the heat storage material with a high probability.
  • the recess may have a groove shape, and one end surface of the recess may have the shape of a groove. It may be exposed to the outside of the first member.
  • the supercooled heat storage material quickly enters the recess. Therefore, the supercooling release device can quickly release the supercooled state of the heat storage material.
  • the other end surface of the recess may be exposed to the outside of the first member.
  • the supercooling release device can release the supercooled state of the heat storage material more quickly.
  • the first member may have a through hole extending in the thickness direction of the first member.
  • the other end surface of the recess may be exposed to the outside of the first member through the through hole.
  • the supercooling release device can easily release the supercooled state of the heat storage material.
  • the second member when the supercooled state should be maintained, the second member is the first member.
  • the contact between the heat storage material held in the recess and the heat storage material existing outside the recess may be restricted, and when the supercooled state should be released, the first.
  • the displacement of the second member with respect to one member may allow contact between the heat storage material held in the recess and the heat storage material existing outside the recess.
  • the supercooling release device can release the supercooled state of the heat storage material with a high probability.
  • the supercooling release device may further include a third member that can be elastically deformed, and the first member and the above.
  • the second member may be located between the third member, or the first member may be located between the second member and the third member.
  • the third member is elastically deformed by being compressed in contact with, for example, the first member or the second member.
  • the elastically deformed third member can uniformly apply a load to the first member or the second member.
  • the second member can be easily brought into close contact with the surface of the first member. Therefore, when the heat storage material is heated, the heat storage material contained in the recess tends to remain as crystals in the recess. Since the heat storage material tends to remain in the recess as crystals, the supercooling release device can release the supercooled state of the heat storage material with a higher probability.
  • the supercooling release device has a surface facing the first member or the second member, and the first member. And at least one of the second members may further be provided with a piston that applies a load.
  • a load can be applied to at least one of the first member and the second member by the piston.
  • the first member and the second member can be brought into close contact with each other. According to the piston, the reproducibility of the operation of the supercooling release device is improved.
  • the supercooling release device is connected to the piston and brings the piston closer to the first member or the second member, and the first aspect.
  • An actuator that displaces the member in a direction away from the member or the second member may be further provided.
  • the piston can be displaced by the actuator. As a result, a load can be applied to at least one of the first member and the second member.
  • the supercooling release device may further include a cylinder for accommodating the first member and the second member. According to the twelfth aspect, the reproducibility of the operation of the supercooling release device is improved.
  • the heat storage device is The supercooling release device according to any one of the first to twelfth aspects, and A heat storage material containing at least one selected from the group consisting of hydrated salts, sugar alcohols and clathrate hydrates, and A container for accommodating the heat storage material and To be equipped.
  • the heat storage device can release the supercooled state of the heat storage material with a high probability. Therefore, the heat storage material can be dissipated at a desired timing.
  • the power unit according to the fourteenth aspect of the present disclosure is The heat storage device according to the thirteenth aspect and A power engine that receives the heat released from the heat storage device, and To be equipped.
  • the power engine can suppress fuel consumption or electric power consumption during warm-up operation.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the supercooling release device 100 of the first embodiment.
  • the supercooling release device 100 includes a first member 10 and a second member 20.
  • the direction X is the direction from the second member 20 toward the first member 10.
  • crystals of the heat storage material can be accommodated between the first member 10 and the second member 20.
  • the second member 20 is brought into close contact with the first member 10 while holding the crystals of the heat storage material between the first member 10 and the second member 20, the liquid between the first member 10 and the second member 20 Invasion of heat storage material is restricted.
  • the heat storage material stores heat by maintaining a liquid phase and a supercooled state.
  • the heat storage material is maintained in a supercooled state.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the supercooling release device 100.
  • FIG. 3 is a perspective view of the first member 10.
  • the shape of the first member 10 is, for example, a plate shape.
  • the first member 10 has, for example, a circular shape in a plan view.
  • the first member 10 may have a rectangular shape in a plan view.
  • the first member 10 has a recess 13 on its surface 11.
  • the recess 13 is formed on the surface 11 of the first member 10.
  • the surface 11 is, for example, the main surface of the first member 10 and is the surface having the widest area of the first member 10.
  • the surface 11 is, for example, a flat surface.
  • the recess 13 has, for example, the shape of a groove.
  • the recess 13 extends in a direction orthogonal to the thickness direction of the first member 10.
  • the cross-sectional shape of the recess 13 orthogonal to the extending direction of the recess 13 may be rectangular, V-shaped, or U-shaped.
  • One end surface 14 of the recess 13 is exposed to the outside of the first member 10. Specifically, one end surface 14 of the recess 13 is exposed to the outside of the first member 10 through the outer peripheral surface 16 of the first member 10. One end surface 14 of the recess 13 is located at the end of the surface 11. The other end surface 15 of the recess 13 is also exposed to the outside of the first member 10. In FIG. 3, the other end surface 15 of the recess 13 is exposed to the outside of the first member 10 through a through hole 12 described later.
  • the recess 13 extends from the outer peripheral surface 16 of the first member 10 to the inner peripheral surface 17 of the first member 10 defined by the through hole 12.
  • the recess 13 may extend straight from the outer peripheral surface 16 to the inner peripheral surface 17.
  • the first member 10 may have a plurality of recesses 13.
  • the number of recesses 13 is not particularly limited, and is, for example, 1 or more and 30 or less.
  • the first member 10 has a plurality of recesses 13a, 13b, 13c and 13d.
  • the plurality of recesses 13a, 13b, 13c and 13d are arranged along the circumferential direction of the virtual circle defined by the outer peripheral surface 16.
  • the plurality of recesses 13a, 13b, 13c and 13d may be arranged at equal intervals along the above-mentioned circumferential direction.
  • Each of the plurality of recesses 13a, 13b, 13c and 13d is independent of each other.
  • the maximum width of the recess 13 of the first member 10 is not particularly limited, and is, for example, 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the maximum width of the recess 13 may be 30 ⁇ m or more, or 100 ⁇ m or more.
  • the "width of the recess 13" means the width of the cross section of the recess 13 orthogonal to the direction in which the recess 13 extends.
  • the maximum value of the length of the recess 13 is not particularly limited, and is, for example, 1 mm or more and 4 mm or less.
  • the maximum value of the depth of the recess 13 is not particularly limited, and is, for example, 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the maximum depth of the recess 13 may be 10 ⁇ m or more.
  • Maximum value of the area of the cross section of the recess 13 perpendicular to the direction in which the recess 13 extends is not particularly limited, for example, at 120 [mu] m 2 or more 24000Myuemu 2 or less.
  • the first member 10 has a through hole 12.
  • the through hole 12 extends in the thickness direction of the first member 10.
  • the through hole 12 has, for example, a circular shape in a plan view.
  • the through hole 12 is located near the center of gravity of the surface 11 of the first member 10, for example.
  • the center of the virtual circle defined by the outer peripheral surface 16 of the first member 10 may coincide with the center of the virtual circle defined by the inner peripheral surface 17 of the first member 10.
  • the first member 10 has a ring shape in a plan view due to the through hole 12.
  • the diameter of the through hole 12 is, for example, 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the shape of the second member 20 is, for example, a plate shape.
  • the second member 20 has, for example, a circular shape in a plan view.
  • the second member 20 may have a rectangular shape in a plan view.
  • the second member 20 faces the surface 11 of the first member 10 and covers the recess 13.
  • the second member 20 may cover the entire recess 13 or may partially cover the recess 13.
  • the portion of the recess 13 that is not covered by the second member 20 is covered, for example, by the end surface 45 of the first shaft 41 described later.
  • the second member 20 can cover the recess 13 with, for example, the surface 21.
  • the surface 21 is, for example, the main surface of the second member 20, and is a flat surface facing the surface 11 of the first member 10.
  • the surface 21 of the second member 20 can be in close contact with the surface 11 of the first member 10, for example.
  • both the surface 11 of the first member 10 and the surface 21 of the second member 20 are flat surfaces, the surface 21 of the second member 20 can come into surface contact with, for example, the surface 11 of the first member 10.
  • the recess 13 is covered with the second member 20.
  • No concave portion or convex portion is formed on the surface 21 of the second member 20.
  • a concave portion or a convex portion may be formed on the surface 21.
  • the second member 20 may have a through hole 22.
  • the through hole 22 extends in the thickness direction of the second member 20.
  • the through hole 22 has, for example, a circular shape in a plan view.
  • the through hole 22 is located near the center of gravity of the surface 21 of the second member 20, for example.
  • the second member 20 has a ring shape in a plan view due to the through hole 22.
  • the through hole 22 overlaps with, for example, the through hole 12 of the first member 10.
  • the diameter of the through hole 22 may be the same as or different from the diameter of the through hole 12 of the first member 10.
  • the supercooling release device 100 may include a plurality of first members 10 and a plurality of second members 20.
  • the number of the first member 10 and the number of the second member 20 are not particularly limited, and are, for example, 1 or more and 10 or less.
  • the supercooling release device 100 includes the plurality of first members 10 and the plurality of second members 20, the plurality of first members 10 and the plurality of second members 20 are arranged alternately in, for example, the direction X. ..
  • the supercooling release device 100 may further include a fourth member 40 and a fifth member 50.
  • FIG. 4 is an exploded view of the supercooling release device 100 of FIG.
  • the fourth member 40 includes a first shaft 41, a motor 42, a gear 43, and a second shaft 44.
  • the first shaft 41 functions as a piston that applies a load to at least one of the first member 10 and the second member 20.
  • one end of the first shaft 41 is connected to the motor 42 via a gear 43.
  • the other end of the first shaft 41 is connected to the second shaft 44.
  • the end face 45 of the first shaft 41 is in contact with the end face of the second shaft 44.
  • the end face 45 is the surface of the first shaft 41 facing the first member 10 or the second member 20.
  • the motor 42 functions as an actuator that displaces the first shaft 41. As will be described later, according to the motor 42, the first shaft 41 is displaced in the direction of approaching the first member 10 or the second member 20 and in the direction of separating from the first member 10 or the second member 20. Can be done. Specifically, the motor 42 can apply torque to the first shaft 41 to rotate the first shaft 41.
  • the gear 43 adjusts the torque to be applied to the first shaft 41.
  • the torque to be applied to the first shaft 41 is not particularly limited, and may be 0.05 N ⁇ m or more and 3.0 N ⁇ m or less, and 0.2 N ⁇ m or more and 3.0 N ⁇ m or less. May be good.
  • Each of the second shaft 44 and the first shaft 41 extends in the direction X.
  • the diameter of the end face of the second shaft 44 is smaller than the diameter of the end face 45 of the first shaft 41. Therefore, a part of the end surface 45 of the first shaft 41 is exposed to the outside of the fourth member 40.
  • the second shaft 44 is inserted into each of the through hole 12 of the first member 10 and the through hole 22 of the second member 20.
  • the end surface 45 of the first shaft 41 covers, for example, the surface 23 of the second member 20 facing the surface 21 of the second member 20.
  • the end surface 45 of the first shaft 41 may cover the entire surface 23 of the second member 20, or may partially cover the surface 23 of the second member 20.
  • the end surface 45 of the first shaft 41 may cover the portion of the recess 13 that is not covered by the second member 20. ..
  • the end surface 45 of the first shaft 41 can come into contact with the surface 23 of the second member 20.
  • a male screw portion 46 is formed on the side surface of the first shaft 41.
  • the male screw portion 46 is screwed into the female screw portion 53 of the fifth member 50, which will be described later.
  • the male threaded portion 46 and the female threaded portion 53 allow the first shaft 41 to move forward and backward in the direction X.
  • the male screw portion 46 is further screwed into the female screw portion 53, and the first shaft 41 moves in the direction X.
  • the end surface 45 of the first shaft 41 is in contact with the surface 23 of the second member 20, the first shaft 41 moves in the direction X, so that a load in the direction X can be applied to the second member 20.
  • the surface 21 of the second member 20 comes into close contact with the surface 11 of the first member 10.
  • the surface 11 of the first member 10 and the surface 21 of the second member 20 are both flat surfaces, the surface 21 of the second member 20 becomes the surface 11 of the first member 10 by applying a load to the second member 20. Make surface contact with.
  • the first shaft 41 is rotated counterclockwise by the motor 42, the male screw portion 46 is loosened and the first shaft 41 moves in the direction opposite to the direction X. As a result, the load applied to the second member 20 is removed.
  • the second member 20 is arranged between the first member 10 and the first shaft 41.
  • the position of the second member 20 and the position of the first member 10 may be interchanged with each other. That is, the first member 10 may be arranged between the second member 20 and the first shaft 41.
  • the fourth member 40 can apply a load to the first member 10 in the direction from the first member 10 to the second member 20.
  • the supercooling release device 100 can apply a load to at least one of the first member 10 and the second member 20 by the fourth member 40 to bring the first member 10 and the second member 20 into close contact with each other. it can.
  • Another member such as a third member, which will be described later, may be arranged between the fourth member 40 and the first member 10 or the second member 20.
  • the fourth member 40 can apply a load to at least one of the first member 10 and the second member 20 via the other member.
  • the first shaft 41 can also function as the second member.
  • the supercooling release device 100 does not have to have the second member 20.
  • the fifth member 50 functions as a cylinder for accommodating the first member 10 and the second member 20.
  • the fifth member 50 has a main body portion 56.
  • the main body 56 is, for example, tubular and extends in the direction X.
  • the main body 56 accommodates the first member 10, the second member 20, and the fourth member 40.
  • the main body 56 accommodates the first shaft 41 and the second shaft 44 of the fourth member 40.
  • the main body 56 has a support 51, a through hole 52, a female thread 53, and an opening 55.
  • the support portion 51 is, for example, a plane orthogonal to the direction X inside the main body portion 56.
  • the support portion 51 supports the first member 10 and the second member 20. Specifically, the first member 10 and the second member 20 are sandwiched between the support portion 51 and the first shaft 41.
  • the support portion 51 is in contact with, for example, the first member 10.
  • the through hole 52 extends from the support portion 51 to one end of the main body portion 56 in the direction X.
  • the through hole 52 has, for example, a circular shape in a plan view.
  • the through hole 52 overlaps with the through hole 12 of the first member 10, for example.
  • the diameter of the through hole 52 may be the same as or different from the diameter of the through hole 12 of the first member 10.
  • the second shaft 44 of the fourth member 40 is inserted into the through hole 52.
  • the opening 55 is formed on the side surface of the main body 56.
  • the opening 55 extends in direction X.
  • the support portion 51 is exposed to the outside of the fifth member 50 by the opening portion 55.
  • the opening 55 exposes the first member 10 and the second member 20 housed in the main body 56 to the outside of the supercooling release device 100.
  • the number of openings 55 is not particularly limited, and is, for example, 1 or more and 10 or less.
  • the fifth member 50 has two openings 55a and 55b.
  • the opening 55a faces the opening 55b.
  • a part of the main body 56 of the fifth member 50 is omitted for the sake of explanation.
  • the female screw portion 53 is formed inside the main body portion 56.
  • the female screw portion 53 is in contact with the other end of the main body portion 56, for example.
  • the male threaded portion 46 of the first shaft 41 is screwed into the female threaded portion 53.
  • the fifth member 50 may further have a fixing portion 54.
  • the supercooling release device 100 can be fixed to the heat storage device by the fixing portion 54.
  • the fixing portion 54 has an opening into which fasteners such as screws and bolts can be screwed.
  • the supercooling release device 100 may further include a connecting portion 57.
  • the connecting portion 57 connects the motor 42 to the first shaft 41 in the fourth member 40, for example.
  • the motor 42 may rotationally drive the first shaft 41 through the connecting portion 57.
  • Examples of the materials of the first member 10, the second member 20, the first shaft 41, the second shaft 44, and the fifth member 50 include metals and resins.
  • Examples of the metal include copper and aluminum.
  • the metal may be an alloy.
  • Examples of the alloy include alloys containing the above metals, stainless steel and the like.
  • Examples of the resin include polyphenylene sulfide and polyetheretherketone.
  • the supercooling release device 100 is prepared by the following method. First, the tip portion of the supercooling release device 100 is brought into contact with the heat storage material in the supercooled state. Specifically, the supercooling release device 100 is immersed in the heat storage material so that the heat storage material in the supercooled state penetrates into the main body 56 of the fifth member 50 through the opening 55 of the fifth member 50. When the supercooling release device 100 is brought into contact with the heat storage material, the stimulus causes the crystallization of the heat storage material to proceed. In order to promote the crystallization of the heat storage material, the crystals of the heat storage material may be attached in advance to the portion of the supercooling release device 100 that comes into contact with the heat storage material. As the crystallization of the heat storage material progresses, the crystals of the heat storage material are housed in the recess 13 of the first member 10.
  • the motor 42 is operated to move the first shaft 41 in the direction X.
  • a load is applied to the second member 20 in the direction X, and the surface 21 of the second member 20 approaches and adheres to the surface 11 of the first member 10. That is, the recess 13 of the first member 10 is covered with the second member 20.
  • the heat storage material in a solid state is housed in a narrow space surrounded by the recess 13 and the surface 21 of the second member 20.
  • a small amount of heat storage material may also be present between the surface 21 of the second member 20 and the surface 11 of the first member 10.
  • the heat storage material is heated.
  • the heat storage material melts.
  • the recess 13 of the first member 10 is covered with the second member 20. Therefore, the contact between the heat storage material held in the recess 13 and the heat storage material existing outside the recess 13 is restricted. As a result, the heat storage material housed in the recess 13 is unlikely to melt. That is, even if the heat storage material is heated, the heat storage material contained in the recess 13 tends to remain in the recess 13 as crystals.
  • the motor 42 is operated at a desired timing to move the first shaft 41 in the direction opposite to the direction X. As a result, the load applied to the second member 20 is removed, and the surface 21 of the second member 20 is slightly separated from the surface 11 of the first member 10. In other words, the second member 20 is displaced with respect to the first member 10.
  • the supercooled heat storage material penetrates between the surface 21 of the second member 20 and the surface 11 of the first member 10.
  • the heat storage material in the supercooled state comes into contact with the crystals of the heat storage material remaining in the recess 13. That is, contact between the heat storage material held in the recess 13 and the heat storage material existing outside the recess 13 is allowed. As a result, the supercooled state of the heat storage material is released, and the heat storage material solidifies.
  • both end faces of the recess 13 of the first member 10 are exposed to the outside of the first member 10. Further, each of the first member 10 and the fifth member 50 has through holes 12 and 52, respectively. Therefore, the supercooled heat storage material can quickly enter the recess 13.
  • the structure of the supercooling release device 100 of the present embodiment is suitable for releasing the supercooled state of the heat storage material. According to the supercooling release device 100 of the present embodiment, even when the heat storage material is cooled via a high temperature, crystals of the heat storage material tend to remain in the recesses 13, so that the supercooled state of the heat storage material can be maintained. It can be released with a high probability. As described above, the supercooling release device 100 of the present embodiment can release the supercooled state of the heat storage material with high reliability.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the supercooling release device 110 according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a part of the supercooling release device 110.
  • the supercooling release device 110 further includes a third member 30 that is elastically deformable.
  • the structure of the supercooling release device 110 is the same as the structure of the supercooling release device 100 of the first embodiment. Therefore, the elements common to the supercooling release device 100 of the first embodiment and the supercooling release device 110 of the present embodiment are designated by the same reference numerals, and their description may be omitted. That is, the following description of each embodiment can be applied to each other as long as there is no technical contradiction. Moreover, the embodiments may be combined with each other as long as they are not technically inconsistent.
  • the shape of the third member 30 is not particularly limited, and is, for example, a plate shape.
  • a case where the shape of the third member 30 is a flat plate will be described.
  • the third member 30 has, for example, a circular shape in a plan view.
  • the third member 30 may have a rectangular shape in a plan view.
  • the second member 20 is located between the first member 10 and the third member 30, or the first member 10 is located between the second member 20 and the third member 30. positioned.
  • the first member 10, the second member 20, and the third member 30 are arranged in this order.
  • the third member 30 is arranged between the first shaft 41 and the second member 20.
  • the third member 30 may be arranged between the first member 10 and the support portion 51.
  • the third member 30 may be arranged between the first shaft 41 and the first member 10, or may be arranged between the second member 20 and the support portion 51.
  • the supercooling release device 110 includes a plurality of first members 10 and a plurality of second members 20, the third member 30 includes one set of the first member 10 and the second member 20 and another set of the other. It may be arranged between the first member 10 and the second member 20.
  • the third member 30 may have a through hole 32.
  • the through hole 32 extends in the thickness direction of the third member 30.
  • the through hole 32 has, for example, a circular shape in a plan view.
  • the through hole 32 is located near the center of gravity of the surface 31 which is the main surface of the third member 30, for example.
  • the third member 30 has a ring shape in a plan view due to the through hole 32.
  • the through hole 32 overlaps with at least one of the through hole 12 of the first member 10 and the through hole 22 of the second member 20, for example.
  • the diameter of the through hole 32 may be the same as or different from the diameter of the through hole 12 of the first member 10 or the diameter of the through hole 22 of the second member 20.
  • the third member 30 can be elastically deformed by being compressed in the thickness direction of the third member 30, for example.
  • the third member 30 is, for example, a member made of a material having elasticity according to Hooke's law. Examples of the material of the third member 30 include resin.
  • the third member 30 may contain at least one selected from the group consisting of silicone resin, urethane resin, and epoxy resin, and may contain silicone resin.
  • the silicone resin may be silicone rubber. As long as the third member 30 is elastically deformable, the third member 30 may contain metal.
  • the supercooling release device 110 may include a plurality of third members 30.
  • the supercooling release device 110 may include two third members 30.
  • One third member 30 of the two third members 30 is arranged between the first shaft 41 and the second member 20, and the other third member 30 is between the first member 10 and the support portion 51. It may be arranged in.
  • the number of the third member 30 can be adjusted according to the number of the first member 10 and the number of the second member 20, for example, 1 or more and 10 or less.
  • the third member 30 is elastically deformed by being compressed in contact with, for example, the first member 10 or the second member 20.
  • the third member 30 is sandwiched between the first shaft 41 and the second member 20 and compressed in the thickness direction thereof.
  • the elastically deformed third member 30 can uniformly apply a load to the first member 10 or the second member 20.
  • the second member 20 can be easily brought into close contact with the surface 11 of the first member 10. That is, the contact between the heat storage material held in the recess 13 and the heat storage material existing outside the recess 13 can be sufficiently restricted.
  • the supercooling release device 110 can release the supercooled state of the heat storage material with a higher probability.
  • the second member 20 can be brought into close contact with the surface 11 of the first member 10 with a relatively small load. If the load to be applied to the first member 10 or the second member 20 is reduced, the durability of the members constituting the supercooling release device 110 tends to be improved.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a modified example of the third member 30 included in the supercooling release device 110.
  • the shape of the third member 30 may be corrugated.
  • the corrugated third member 30 has, for example, a plurality of peaks 35 and a plurality of valleys 36.
  • the number of mountain portions 35 and the number of valley portions 36 are not particularly limited, and are, for example, 3 or more and 10 or less.
  • the third member 30 has three peaks 35a, 35b and 35c and three valleys 36a, 36b and 36c.
  • the plurality of peaks 35a, 35b and 35c and the plurality of valleys 36a, 36b and 36c alternate, for example, at equal intervals along the circumferential direction of the virtual circle defined by the outer peripheral surface 37 of the third member 30. They are lined up.
  • the heights of the plurality of peaks 35a, 35b and 35c may be the same as or different from each other.
  • the heights of the plurality of valleys 36a, 36b and 36c may be the same as or different from each other.
  • Examples of the material of the corrugated plate-shaped third member 30 include metal and resin. From the viewpoint of improving the durability of the third member 30, the corrugated third member 30 may be made of metal. Examples of the metal contained in the corrugated third member 30 include copper, aluminum, iron, nickel, and titanium. The metal contained in the corrugated third member 30 may be an alloy. Examples of the alloy contained in the corrugated third member 30 include the above-mentioned alloy containing a metal, stainless steel, and the like.
  • the corrugated third member 30 may contain at least one selected from the group consisting of silicone resin, urethane resin, and epoxy resin, and may contain silicone resin.
  • the third member 30 When the corrugated third member 30 is compressed in the thickness direction, the third member 30 is elastically deformed so that the heights of the peaks 35 and the valleys 36 are reduced.
  • the elastically deformed third member 30 can uniformly apply a load to the first member 10 or the second member 20 by the peak portion 35 or the valley portion 36.
  • the larger the number of peaks 35 and the number of valleys 36 the more uniformly the load can be applied to the first member 10 or the second member 20. There is.
  • the second member 20 By uniformly applying a load to the first member 10 or the second member 20, the second member 20 can be easily brought into close contact with the surface 11 of the first member 10.
  • FIG. 7B is a perspective view showing another modification of the third member 30.
  • the third member 30 has four peaks 35a, 35b, 35c and 35d and four valleys 36a, 36b, 36c and 36d.
  • the plurality of peaks 35a, 35b, 35c and 35d and the plurality of valleys 36a, 36b, 36c and 36d are, for example, along the circumferential direction of the virtual circle defined by the outer peripheral surface 37 of the third member 30 and the like. They are arranged alternately at intervals.
  • the heights of the plurality of peaks 35a, 35b, 35c and 35d may be the same as or different from each other.
  • the heights of the plurality of valleys 36a, 36b, 36c and 36d may be the same as or different from each other.
  • FIG. 7C is a perspective view showing still another modified example of the third member 30.
  • the third member 30 has five peaks 35a, 35b, 35c, 35d and 35e and five valleys 36a, 36b, 36c, 36d and 36e.
  • the plurality of peaks 35a, 35b, 35c, 35d and 35e and the plurality of valleys 36a, 36b, 36c, 36d and 36e are, for example, the circumferential direction of the virtual circle defined by the outer peripheral surface 37 of the third member 30. They are arranged alternately at equal intervals along the line.
  • the heights of the plurality of peaks 35a, 35b, 35c, 35d and 35e may be the same as or different from each other.
  • the heights of the plurality of valleys 36a, 36b, 36c, 36d and 36e may be the same as or different from each other.
  • the shape of the third member 30 is not limited to the flat plate shape and the corrugated plate shape shown in FIGS. 6 and 7A to 7C.
  • the shape of the third member 30 may have, for example, the shape of a spring washer specified in JIS B1251: 2018, or may have the shape of a disc spring washer.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the supercooling release device 120 of the third embodiment.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a part of the supercooling release device 120.
  • FIG. 10 is a perspective view of the first member 10 included in the supercooling release device 120. As shown in FIGS. 8 to 10, each of the first member 10 and the second member 20 of the supercooling release device 120 does not have a through hole. The fourth member 40 does not have a second shaft.
  • the main body 56 of the fifth member 50 does not have a through hole.
  • the main body 56 of the fifth member 50 has three openings 55a, 55b and 55c. Except for the above, the structure of the supercooling release device 120 is the same as the structure of the supercooling release device 100 of the first embodiment.
  • each of the one end surface 14 and the other end surface 15 of the recess 13 of the first member 10 is exposed to the outside of the first member 10 through the outer peripheral surface 16 of the first member 10.
  • Each of the one end surface 14 and the other end surface 15 of the recess 13 is located at the end of the surface 11.
  • the recess 13 extends through the center of a virtual circle defined by the outer peripheral surface 16 of the first member 10.
  • the recess 13 may extend straight through the center of the virtual circle.
  • the first member 10 has two recesses 13a and 13b.
  • the recess 13a intersects the recess 13b.
  • Each of the two recesses 13a and 13b extends radially from the center of the virtual circle defined by the outer peripheral surface 16.
  • the main body 56 of the fifth member 50 has three openings 55a, 55b and 55c. According to such a structure of the main body portion 56, it is possible to prevent the first member 10 and the second member 20 from moving from the support portion 51 and falling off from the main body portion 56.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the heat storage device 200 of the present embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the heat storage device 200 shown in FIG. 11 along the line XII-XII.
  • the heat storage device 200 includes a supercooling release device 100, a heat storage material 60, and a container 65.
  • the supercooling release device 100 is arranged so as to come into contact with the heat storage material 60.
  • the supercooling release device 100 is inserted into the container 65 from above the container 65.
  • the tip portion of the supercooling release device 100 is in contact with the heat storage material 60.
  • the supercooling release device 100 is fixed to the container 65 by a fixing portion 54 of the fifth member 50 outside the container 65.
  • a fixing portion 54 of the fifth member 50 for example, openings are provided in each of the fixing portion 54 and the container 65, and the supercooling release device 100 is fixed to the container 65 by screwing the fastener into these openings.
  • the number of supercooling release devices 100 included in the heat storage device 200 is not particularly limited, and is, for example, 1 or more and 5 or less. In the present embodiment, the heat storage device 200 includes two supercooling release devices 100.
  • the heat storage material 60 can be a latent heat storage material that stores heat by utilizing the phase change of the substance.
  • the heat storage material 60 can store heat and dissipate heat, for example, by performing a phase transition between the liquid phase and the solid phase.
  • the heat storage material 60 contains, for example, at least one selected from the group consisting of hydrated salts, sugar alcohols and clathrate hydrates.
  • the heat storage material 60 may contain a hydrated salt, a sugar alcohol or a clathrate hydrate as a main component.
  • the "main component” means a component contained in the heat storage material 60 in the largest weight ratio.
  • Examples of the hydrate include sodium acetate trihydrate, sodium sulfate decahydrate, sodium hydrogensulfate monohydrate, lithium chlorate trihydrate, lithium perchlorate trihydrate, and potassium fluoride.
  • sugar alcohols include glycerin, xylitol, sorbitol and erythritol.
  • clathrate hydrates include tetrahydrofuran clathrate hydrate, trimethylamine semi-clathrate hydrate, sulfur dioxide clathrate hydrate, tetrabutylammonium formate hydrate, tetrabutylammonium acetate hydrate, and tetrabutylammonium bromide.
  • examples include (TBAB) hydrates, tetrabutylammonium chloride (TBACl) hydrates and tetrabutylammonium fluoride (TBAF) hydrates.
  • the heat storage material 60 may further contain additives such as stabilizers, water, and the like, in addition to hydrated salts, sugar alcohols, and clathrate hydrates.
  • the container 65 contains the heat storage material 60.
  • the shape of the container 65 is, for example, a columnar shape.
  • the shape of the container 65 may be elliptical columnar or prismatic.
  • the ratio of the volume of the heat storage material 60 to the volume of the container 65 is not particularly limited, and is, for example, 70 vol% or more and 80 vol% or less.
  • the material of the container 65 is not particularly limited, and examples thereof include metals and resins. Examples of the metal include copper and aluminum.
  • the metal may be an alloy. Examples of the alloy include alloys containing the above metals, stainless steel and the like.
  • the resin include polyphenylene sulfide and polyetheretherketone.
  • the heat storage device 200 further includes a pipe 70.
  • the pipe 70 is in contact with the heat storage material 60 inside the container 65.
  • the pipe 70 extends, for example, from one of the pair of end faces of the container 65 toward the other, and penetrates the container 65.
  • the pipe 70 is a flow path of the heat medium 75.
  • the pipe 70 functions as a partition wall that separates the heat storage material 60 and the heat medium 75.
  • the pipe 70 is made of a material having heat transfer properties.
  • the heat medium 75 applies heat to the heat storage material 60 or recovers heat from the heat storage material 60.
  • Examples of the heat medium 75 include water, antifreeze and oil.
  • the antifreeze is, for example, an aqueous ethylene glycol solution.
  • the oil may be a lubricating oil. According to the heat medium 75, the heat recovered from the heat storage material 60 can be used outside the container 65.
  • the heat storage device 200 may include a plurality of pipes 70.
  • the number of pipes 70 is not particularly limited, and is, for example, 1 or more and 100 or less. As shown in FIG. 12, in the present embodiment, the heat storage device 200 includes eight pipes 70.
  • the plurality of heat media 75 flowing through each of the plurality of pipes 70 may be the same as or different from each other.
  • the heat medium 75a flowing in the pipe 70a may be antifreeze
  • the heat medium 75b flowing in the pipe 70b may be oil.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the power unit 300 of the present embodiment.
  • the power device 300 includes a heat storage device 200 and a power engine 80.
  • the heat storage device 200 includes pipes 70a and 70b. Antifreeze is flowing in the pipe 70a. Oil is flowing in the pipe 70b.
  • the power engine 80 is, for example, an internal combustion engine. Examples of the internal combustion engine include a gasoline engine, a diesel engine, a steam engine, and an electric motor. Oil and antifreeze circulate inside the power engine 80.
  • the power unit 300 is, for example, a vehicle such as an automobile or a two-wheeled vehicle. Examples of automobiles include gasoline automobiles, diesel automobiles, and electric automobiles.
  • the power engine 80 has an oil pan 84 and a pump 85.
  • the oil pan 84 stores oil.
  • the pump 85 boosts the oil circulating inside the power engine 80 and regulates the flow rate of the oil.
  • the power unit 300 further includes an oil discharge path 90.
  • the oil discharge path 90 is a path for sending the oil discharged from the power engine 80 to the heat storage device 200.
  • the oil discharge path 90 has one end connected to the oil outlet of the power engine 80 and the other end connected to the inlet of the pipe 70b of the heat storage device 200.
  • the power unit 300 further includes an oil supply path 91.
  • the oil supply path 91 is a path for supplying oil to the power engine 80.
  • the oil supply path 91 has one end connected to the outlet of the pipe 70b of the heat storage device 200 and the other end connected to the oil inlet of the power engine 80.
  • the power unit 300 further includes a bypass path 92.
  • the bypass path 92 branches off from the oil discharge path 90.
  • the bypass path 92 is connected to the oil supply path 91.
  • a heat exchanger 83 is arranged in the bypass path 92.
  • the heat exchanger 83 is a liquid-liquid heat exchanger that causes heat exchange between the oil flowing through the bypass path 92 and the antifreeze liquid flowing through the antifreeze liquid supply path 96 described later.
  • a specific example of the heat exchanger 83 is a plate heat exchanger.
  • the power unit 300 further includes an antifreeze liquid discharge path 95.
  • the antifreeze discharge path 95 is a path for sending the antifreeze liquid discharged from the power engine 80 to the heat storage device 200.
  • the antifreeze discharge path 95 has one end connected to the antifreeze outlet of the power engine 80 and the other end connected to the inlet of the pipe 70a of the heat storage device 200.
  • the power unit 300 further includes an antifreeze liquid supply path 96.
  • the antifreeze supply path 96 is a path for supplying the antifreeze liquid to the power engine 80.
  • the antifreeze liquid supply path 96 has one end connected to the outlet of the pipe 70a of the heat storage device 200 and the other end connected to the antifreeze liquid inlet of the power engine 80.
  • a heat exchanger 83 and a pump 82 are arranged in the antifreeze liquid supply path 96. The pump 82 boosts the antifreeze liquid in the antifreeze liquid supply path 96 and adjusts the flow rate of the antifreeze liquid.
  • the power unit 300 further includes bypass paths 98 and 99.
  • the bypass path 98 extends from the branch point 93 to the branch point 94.
  • the branch point 93 is located in the antifreeze discharge path 95.
  • the branch point 94 is located between the heat exchanger 83 and the pump 82 in the antifreeze supply path 96.
  • a radiator 81 is arranged in the bypass path 98. The radiator 81 cools the antifreeze liquid flowing in the bypass path 98.
  • the bypass path 99 extends from the branch point 97 to the heat exchanger 83.
  • the branch point 97 is located between the branch point 93 in the antifreeze discharge path 95 and the heat storage device 200.
  • the bypass path 99 merges with the antifreeze supply path 96 in the heat exchanger 83.
  • the temperature of the power engine 80 rises. As a result, the temperatures of the antifreeze liquid and the oil circulating inside the power engine 80 also rise. A part of the antifreeze liquid circulating inside the power engine 80 is discharged from the power engine 80 through the antifreeze discharge path 95.
  • the antifreeze liquid flowing through the antifreeze liquid discharge path 95 is sent to the heat storage device 200.
  • the antifreeze liquid flowing through the pipe 70a of the heat storage device 200 applies heat to the heat storage material 60 of the heat storage device 200. As a result, the heat storage material 60 can be heated.
  • the antifreeze liquid discharged from the heat storage device 200 is supplied to the power engine 80 through the antifreeze liquid supply path 96.
  • the antifreeze liquid discharged from the power engine 80 may be sent to the bypass path 98 or 99.
  • the antifreeze liquid sent to the bypass path 98 is cooled by the radiator 81.
  • the cooled antifreeze liquid is supplied to the power engine 80 through the antifreeze liquid supply path 96.
  • a part of the oil circulating inside the power engine 80 is discharged from the power engine 80 through the oil discharge path 90.
  • the oil flowing through the oil discharge path 90 is sent to the heat exchanger 83 through the bypass path 92.
  • the temperature of the oil is higher than the temperature of the antifreeze liquid. Therefore, the oil is cooled by the heat exchange between the oil and the antifreeze liquid in the heat exchanger 83.
  • the oil cooled by the heat exchanger 83 is supplied to the power engine 80 through the oil supply path 91.
  • the temperatures of the oil and the antifreeze decrease together with the power engine 80. Further, the temperature of the heat storage material 60 also decreases. The temperature of the heat storage material 60 falls below the melting point of the heat storage material 60, and the heat storage material 60 is supercooled.
  • the supercooled state of the heat storage material 60 is released by the operation of the supercooling release device 100 of the heat storage device 200.
  • the heat storage material 60 dissipates heat.
  • the antifreeze liquid flowing through the pipe 70a and the oil flowing through the pipe 70b recover the heat released from the heat storage material 60.
  • the heated antifreeze liquid is supplied to the power engine 80 through the antifreeze liquid supply path 96.
  • the heated oil is supplied to the power engine 80 through the oil supply path 91.
  • the power engine 80 can receive the heat released from the heat storage device 200. According to the power device 300, the power engine 80 can be heated efficiently. Therefore, the time for warming up the power engine 80 can be shortened.
  • the power unit 300 of the present embodiment it is possible to significantly suppress fuel consumption or electric power consumption during warm-up operation in a cold region where the temperature of the external environment is lower than ⁇ 20 ° C.
  • a supercooling release device including the first to fifth members was prepared.
  • the first member had a ring shape in a plan view.
  • the outer diameter of the first member was 7 mm.
  • the first member had a plurality of recesses on its surface. The number of recesses and the shape of the recesses were the same as those of the first member shown in FIG.
  • the second member had a ring shape in a plan view.
  • the outer diameter of the second member was 7 mm.
  • the third member had a corrugated plate shape.
  • the shape of the third member was the same as that of the third member shown in FIG. 7A.
  • the outer diameter of the third member was 7 mm.
  • the third member was made of stainless steel.
  • the shapes of the fourth member and the fifth member were the same as those of the fourth member and the fifth member shown in FIG. 1, respectively.
  • the arrangement of the first to fifth members was the same as the arrangement shown in FIG.
  • Example 2 As the third member, the supercooling release device of Example 2 having the same configuration as that of Example 1 was prepared except that the third member having a flat plate shape and made of silicone rubber was used. In the supercooling release device of the second embodiment, the shape of the third member was the same as that of the third member shown in FIG.
  • Example 3 A supercooling release device of Example 3 having the same configuration as that of Example 1 was prepared except that the third member was not provided.
  • the supercooling release test was prepared for each of the supercooling release devices of Examples 1 to 3 by the following method. First, 52.3 g of the heat storage material was added into a 60 mL screw tube. The heat storage material contained sodium acetate trihydrate as a main component. Next, the heat storage material was completely melted by heating the screw tube in a constant temperature bath set at 75 ° C. Next, the heat storage material was cooled using a constant temperature bath set at 20 ° C. As a result, a heat storage material in a supercooled state was obtained.
  • the seed crystal of sodium acetate trihydrate was attached in advance to the part of the supercooling release device that comes into contact with the heat storage material.
  • the tip of the supercooling release device was inserted into the opening of the screw tube.
  • the supercooling release device was inserted into the screw tube and then the screw tube was sealed. Crystallization of the heat storage material proceeded by bringing the tip of the supercooled release device into contact with the heat storage material in the supercooled state. As a result, the crystals of the heat storage material were housed in the recesses of the first member.
  • the first shaft of the fourth member was rotated clockwise to move the first shaft in the direction from the second member to the first member.
  • the first shaft of the fourth member was moved again in the direction from the second member to the first member. As a result, the second member was brought into close contact with the first member. Next, the supercooling release test was repeated by the above method.
  • the supercooling release device was removed from the screw pipe.
  • the heat storage material attached to the supercooling release device was crystallized using crystals of sodium acetate trihydrate.
  • This supercooling release device was reinserted into the screw tube to seal the screw tube.
  • the crystallization of the heat storage material was promoted by bringing the tip of the supercooling release device into contact with the heat storage material in the supercooled state.
  • the first shaft of the fourth member was moved in the direction from the second member to the first member, and the second member was brought into close contact with the first member.
  • the supercooling release test was repeated by the above method.
  • the supercooling release rate means the ratio of the number of times the supercooled state of the heat storage material is released to the number of tests.
  • the supercooling release devices of Examples 1 to 3 provided with the first member and the second member showed a high supercooling release rate.
  • the supercooling release devices of Examples 1 and 2 provided with the third member were used, the supercooled state of the heat storage material could be released more reliably.
  • the supercooled release device of the present disclosure can release the supercooled state of the heat storage material at a desired timing and dissipate heat from the heat storage material.
  • the heat storage device of the present disclosure is suitable for warming up the equipment by using waste heat of an internal combustion engine, waste heat of a combustion type boiler, or the like as a heat source. According to the power unit of the present disclosure, it is possible to effectively use energy resources.
  • the techniques disclosed herein can also be applied to gasoline vehicles, air conditioners, water heaters, cooling systems for electric vehicles (EVs), and underfloor heating systems in homes.

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Abstract

過冷却解除装置１００は、蓄熱材の過冷却状態を解除する。過冷却解除装置１００は、表面１１に凹部１３を有する第１部材１０と、表面１１に対向し、凹部１３を覆う第２部材２０と、を備える。第２部材２０は、例えば、第１部材１０に密着することができる。過冷却解除装置１００は、例えば、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て第１部材１０と第２部材２０とを互いに密着させる。

Description

過冷却解除装置、蓄熱装置及び動力装置
　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。
　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。
　特許文献１には、蓄熱材に電気的な刺激を与えることによって、過冷却状態の蓄熱材を結晶化させる蓄熱装置が記載されている。
　特許文献２には、可撓性を有する板部材の変形動作を利用して、過冷却状態の蓄熱材を結晶化させる発核装置が記載されている。板部材には、溝が設けられている。溝の内部には、蓄熱材の主成分である水和塩の無水物が配置されている。
特開２０１８－１４６１７３号公報 特開２０１５－１０２２８８号公報
　従来の過冷却解除装置は、蓄熱材の過冷却状態を解除できないことがある。
　本開示は、高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる、信頼性の高い過冷却解除装置を提供する。
　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、
　表面に凹部を有する第１部材と、
　前記表面に対向し、前記凹部を覆う第２部材と、
を備える。
　本開示によれば、高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる、信頼性の高い過冷却解除装置を提供できる。
図１は、本開示の実施形態１にかかる過冷却解除装置の概略断面図である。 図２は、図１に示した過冷却解除装置の一部を示す分解斜視図である。 図３は、図１に示した過冷却解除装置が備える第１部材の斜視図である。 図４は、図１に示した過冷却解除装置の分解図である。 図５は、本開示の実施形態２にかかる過冷却解除装置の概略断面図である。 図６は、図５に示した過冷却解除装置の一部を示す分解斜視図である。 図７Ａは、図５に示した過冷却解除装置が備える第３部材の変形例を示す斜視図である。 図７Ｂは、第３部材の別の変形例を示す斜視図である。 図７Ｃは、第３部材のさらに別の変形例を示す斜視図である。 図８は、本開示の実施形態３にかかる過冷却解除装置の概略断面図である。 図９は、図８に示した過冷却解除装置の一部を示す分解斜視図である。 図１０は、図８に示した過冷却解除装置が備える第１部材の斜視図である。 図１１は、本開示の過冷却解除装置を用いた蓄熱装置の概略断面図である。 図１２は、図１１に示した蓄熱装置のXII-XII線に沿った概略断面図である。 図１３は、本開示の蓄熱装置を用いた動力装置の概略構成図である。
（本開示の基礎となった知見）
　蓄熱材を加熱して、蓄熱を行う場合、蓄熱材の温度は、蓄熱材の融点を大きく上回ることがある。蓄熱材は、例えば、蓄熱材の融点よりも４０℃以上高い温度まで加熱されることがある。従来の過冷却解除装置では、高い温度を経由して冷却された蓄熱材の過冷却状態を解除できないことがある。
　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、
　表面に凹部を有する第１部材と、
　前記表面に対向し、前記凹部を覆う第２部材と、
を備える。
　第１態様によれば、過冷却状態の蓄熱材に過冷却解除装置を接触させると、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部材の凹部に収容される。凹部が第２部材に覆われていれば、蓄熱材を加熱しても、凹部に存在する蓄熱材は、結晶として凹部に残る。蓄熱材が過冷却された状態で第２部材を第１部材の表面から離間させると、過冷却状態の蓄熱材が凹部に侵入し、凹部に残った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。過冷却解除装置によれば、高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる。
　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２部材は、前記第１部材に密着することができてもよい。第２態様によれば、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。
　本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様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て前記第１部材と前記第２部材とを互いに密着させてもよい。第３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。
　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では、前記第１部材の前記表面が平坦面であってもよく、前記第２部材は、前記第１部材の前記表面に向かい合う平坦面を有していてもよく、前記第１部材の前記平坦面に前記第２部材の前記平坦面が面接触したときに前記第１部材の前記凹部が前記第２部材によって覆われてもよい。第４態様によれば、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。
　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つにかかる過冷却解除装置では、前記凹部が溝の形状を有していてもよく、前記凹部の一端面が前記第１部材の外部に露出していてもよい。第５態様によれば、蓄熱材が過冷却された状態で第２部材を第１部材の表面から離間させると、過冷却状態の蓄熱材が凹部に速やかに侵入する。そのため、過冷却解除装置は、蓄熱材の過冷却状態を速やかに解除できる。
　本開示の第６態様において、例えば、第５態様にかかる過冷却解除装置では、前記凹部の他端面が前記第１部材の前記外部に露出していてもよい。第６態様によれば、過冷却解除装置は、蓄熱材の過冷却状態をより速やかに解除できる。
　本開示の第７態様において、例えば、第５又は第６態様にかかる過冷却解除装置では、前記第１部材は、前記第１部材の厚さ方向に延びる貫通孔を有していてもよく、前記凹部の他端面は、前記貫通孔を通じて前記第１部材の前記外部に露出していてもよい。第７態様によれば、過冷却解除装置は、蓄熱材の過冷却状態を容易に解除できる。
　本開示の第８態様において、例えば、第１から第７態様のいずれか１つにかかる過冷却解除装置では、前記過冷却状態を維持すべきときに、前記第２部材が前記第１部材の前記凹部を覆うことによって、前記凹部に保持された前記蓄熱材と前記凹部の外部に存在する前記蓄熱材との接触が制限されてもよく、前記過冷却状態を解除すべきときに、前記第１部材に対して前記第２部材が変位することによって、前記凹部に保持された前記蓄熱材と前記凹部の外部に存在する前記蓄熱材との接触が許容されてもよい。第８態様によれば、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。
　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は、弾性変形可能な第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い、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い。第９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する。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部材を第１部材の表面に容易に密着させることができる。そのため、蓄熱材を加熱したときに、凹部に収容された蓄熱材が結晶として凹部に残りやすい。蓄熱材が結晶として凹部に残りやすいため、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。
　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は、前記第１部材又は前記第２部材に対向する表面を有し、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１０態様によれば、ピストンによって、第１部材及び第２部材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部材と第２部材とを互いに密着させることができる。ピストンによれば、過冷却解除装置の動作の再現性が向上する。
　本開示の第１１態様において、例えば、第１０態様にかかる過冷却解除装置は、前記ピストンに接続され、前記ピストンを前記第１部材又は前記第２部材に対して接近させる方向、及び、前記第１部材又は前記第２部材から離間させる方向に変位させるアクチュエータをさらに備えていてもよい。第１１態様によれば、アクチュエータによって、ピストンを変位させることができる。これにより、第１部材及び第２部材の少なくとも一方に荷重を加えることができる。
　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１２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。
　本開示の第１３態様にかかる蓄熱装置は、
　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１３態様によれば、蓄熱装置は、高い確率で蓄熱材の過冷却状態を解除できる。そのため、所望のタイミングで、蓄熱材を放熱させることができる。
　本開示の第１４態様にかかる動力装置は、
　第１３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１４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。
　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。
（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、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に向かう方向である。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２部材２０を第１部材１０に密着させると、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。
　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３は、第１部材１０の斜視図である。図１から図３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。
　図３に示すように、第１部材１０は、その表面１１に凹部１３を有する。凹部１３が第１部材１０の表面１１に形成されている。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、平坦面である。凹部１３は、例えば、溝の形状を有する。凹部１３は、第１部材１０の厚さ方向に直交する方向に延びている。凹部１３が延びている方向に直交する凹部１３の断面の形状は、矩形であってもよく、Ｖ字状であってもよく、Ｕ字状であってもよい。
　凹部１３の一端面１４は、第１部材１０の外部に露出している。詳細には、凹部１３の一端面１４は、第１部材１０の外周面１６を通じて第１部材１０の外部に露出している。凹部１３の一端面１４は、表面１１の端部に位置する。凹部１３の他端面１５も第１部材１０の外部に露出している。図３では、凹部１３の他端面１５は、後述する貫通孔１２を通じて第１部材１０の外部に露出している。凹部１３は、第１部材１０の外周面１６から、貫通孔１２によって規定された第１部材１０の内周面１７まで延びている。凹部１３は、外周面１６から内周面１７までまっすぐに延びていてもよい。
　第１部材１０は、複数の凹部１３を有していてもよい。凹部１３の数は、特に限定されず、例えば、１以上３０以下である。本実施形態では、第１部材１０は、複数の凹部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄを有する。複数の凹部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄは、外周面１６によって規定された仮想円の周方向に沿って並んでいる。複数の凹部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄは、上記の周方向に沿って等間隔で並んでいてもよい。複数の凹部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄのそれぞれは、互いに独立している。
　第１部材１０の凹部１３の幅の最大値は、特に限定されず、例えば、５μｍ以上２００μｍ以下である。上記の凹部１３の幅の最大値は、３０μｍ以上であってもよく、１００μｍ以上であってもよい。本明細書において、「凹部１３の幅」は、凹部１３が延びている方向に直交する凹部１３の断面の幅を意味する。凹部１３の長さの最大値は、特に限定されず、例えば、１ｍｍ以上４ｍｍ以下である。凹部１３の深さの最大値は、特に限定されず、例えば、５μｍ以上２００μｍ以下である。凹部１３の深さの最大値は、１０μｍ以上であってもよい。凹部１３が延びている方向に直交する凹部１３の断面の面積の最大値は、特に限定されず、例えば、１２０μｍ2以上２４０００μｍ2以下である。
　第１部材１０は、貫通孔１２を有する。貫通孔１２は、第１部材１０の厚さ方向に延びている。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の外周面１６によって規定された仮想円の中心は、第１部材１０の内周面１７によって規定された仮想円の中心と一致してもよい。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。
　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は、第１部材１０の表面１１に対向し、凹部１３を覆う。第２部材２０は、凹部１３全体を覆ってもよく、凹部１３を部分的に覆ってもよい。第２部材２０が凹部１３を部分的に覆っている場合、第２部材２０によって覆われていない凹部１３の部分は、例えば、後述する第１シャフト４１の端面４５によって覆われる。第２部材２０は、例えば、表面２１によって凹部１３を覆うことができる。表面２１は、例えば、第２部材２０の主面であり、第１部材１０の表面１１に向かい合う平坦面である。第２部材２０の表面２１は、例えば、第１部材１０の表面１１に密着することができる。第１部材１０の表面１１及び第２部材２０の表面２１がいずれも平坦面であるとき、第２部材２０の表面２１は、例えば、第１部材１０の表面１１に面接触することができる。例えば、第１部材１０の表面１１に第２部材２０の表面２１が面接触したときに、凹部１３が第２部材２０によって覆われる。第２部材２０の表面２１には、凹部及び凸部が形成されていない。ただし、第２部材２０が凹部１３を覆うことができる限り、表面２１には、凹部又は凸部が形成されていてもよい。
　第２部材２０は、貫通孔２２を有していてもよい。貫通孔２２は、第２部材２０の厚さ方向に延びている。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。
　過冷却解除装置１００は、複数の第１部材１０及び複数の第２部材２０を備えていてもよい。第１部材１０の数及び第２部材２０の数のそれぞれは、特に限定されず、例えば、１以上１０以下である。過冷却解除装置１００が複数の第１部材１０及び複数の第２部材２０を備えているとき、複数の第１部材１０及び複数の第２部材２０は、例えば、方向Ｘに交互に並んでいる。
　図１に示すように、過冷却解除装置１００は、第４部材４０及び第５部材５０をさらに備えていてもよい。図４は、図１の過冷却解除装置１００の分解図である。図４に示すように、第４部材４０は、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。
　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を回転させることができる。
　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、０．０５Ｎ・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、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の一部が第４部材４０の外部に露出している。
　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が第４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２部材２０が第１部材１０の凹部１３を部分的に覆っている場合に、第１シャフト４１の端面４５は、第２部材２０によって覆われていない凹部１３の部分を覆っていてもよい。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。
　図１及び図４に示すように、第１シャフト４１の側面には、雄ねじ部４６が形成されている。雄ねじ部４６は、後述する第５部材５０の雌ねじ部５３にねじ込まれている。雄ねじ部４６及び雌ねじ部５３によって、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、雄ねじ部４６が雌ねじ部５３にさらにねじ込まれ、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、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に方向Ｘの荷重を加えることができる。第２部材２０に荷重が加わると、第２部材２０の表面２１が第１部材１０の表面１１に密着する。第１部材１０の表面１１及び第２部材２０の表面２１がいずれも平坦面であるとき、第２部材２０に荷重が加わることによって、第２部材２０の表面２１が第１部材１０の表面１１に面接触する。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、雄ねじ部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取り除かれる。
　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が第１部材１０の凹部１３を覆う限り、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。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、第４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、第４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て第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。第４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、第４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。
　第１シャフト４１の端面４５が第１部材１０の表面１１に対向し、第１部材１０の凹部１３を覆うことができれば、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。
　図１及び図４は、第５部材５０の断面を示している。第５部材５０は、第１部材１０及び第２部材２０を収容するシリンダとして機能する。図４に示すように、第５部材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及び第４部材４０を収容する。詳細には、本体部５６は、第４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。
　本体部５６は、支持部５１、貫通孔５２、雌ねじ部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。
　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、第４部材４０の第２シャフト４４が挿入されている。
　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が第５部材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、第５部材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、第５部材５０の本体部５６の一部が省略されている。
　図１及び図４に示すように、雌ねじ部５３は、本体部５６の内側に形成されている。雌ねじ部５３は、例えば、本体部５６の他端に接している。上述のとおり、雌ねじ部５３には、第１シャフト４１の雄ねじ部４６がねじ込まれている。
　第５部材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。
　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、第４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。
　第１部材１０、第２部材２０、第１シャフト４１、第２シャフト４４及び第５部材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。
　次に、過冷却解除装置１００の使用方法を説明する。
　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。まず、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第５部材５０の開口部５５を通じて第５部材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。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の凹部１３に収容される。
　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２部材２０に対して方向Ｘに荷重が加わり、第２部材２０の表面２１が第１部材１０の表面１１に接近し、密着する。すなわち、第１部材１０の凹部１３が第２部材２０によって覆われる。このとき、凹部１３と第２部材２０の表面２１とによって囲まれた狭い空間に固体状態の蓄熱材が収容される。第２部材２０の表面２１と第１部材１０の表面１１との間にも、微量の蓄熱材が存在してもよい。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。
　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、第１部材１０の凹部１３は、第２部材２０に覆われている。そのため、凹部１３に保持された蓄熱材と凹部１３の外部に存在する蓄熱材との接触が制限される。これにより、凹部１３に収容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、凹部１３に収容された蓄熱材は、結晶として凹部１３に残りやすい。
　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、第２部材２０が第１部材１０の凹部１３を覆っているため、凹部１３に保持された蓄熱材と凹部１３の外部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。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取り除かれ、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。言い換えると、第１部材１０に対して第２部材２０が変位する。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、凹部１３に残った蓄熱材の結晶と接触する。すなわち、凹部１３に保持された蓄熱材と凹部１３の外部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。
　本実施形態の過冷却解除装置１００では、第１部材１０の凹部１３の両端面が第１部材１０の外部に露出している。さらに、第１部材１０及び第５部材５０のそれぞれが貫通孔１２及び５２を有している。そのため、過冷却状態の蓄熱材が凹部１３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、凹部１３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。
（実施形態２）
　図５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６は、過冷却解除装置１１０の一部を示す分解斜視図である。図５及び６に示すように、過冷却解除装置１１０は、弾性変形可能な第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。
　第３部材３０が弾性変形可能である限り、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。
　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６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が第１部材１０の凹部１３を覆う限り、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。過冷却解除装置１１０が複数の第１部材１０及び複数の第２部材２０を備えている場合、第３部材３０は、１組の第１部材１０及び第２部材２０と、他の１組の第１部材１０及び第２部材２０との間に配置されていてもよい。
　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の主面である表面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。
　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。第３部材３０の材料としては、例えば、樹脂が挙げられる。第３部材３０は、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂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、シリコーン樹脂を含んでいてもよい。シリコーン樹脂は、シリコーンゴムであってもよい。第３部材３０が弾性変形可能である限り、第３部材３０は、金属を含んでいてもよい。
　過冷却解除装置１１０は、複数の第３部材３０を備えていてもよい。一例として、過冷却解除装置１１０が２つの第３部材３０を備えていてもよい。２つの第３部材３０のうちの１つの第３部材３０が第１シャフト４１と第２部材２０との間に配置され、他の第３部材３０が第１部材１０と支持部５１との間に配置されていてもよい。第３部材３０の数は、第１部材１０の数及び第２部材２０の数に応じて調節することができ、例えば１以上１０以下である。
　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。すなわち、凹部１３に保持された蓄熱材と凹部１３の外部に存在する蓄熱材との接触を十分に制限することができる。第３部材３０によれば、蓄熱材を加熱したときに、凹部１３に収容された蓄熱材が結晶として凹部１３に残りやすい。そのため、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。
　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。
（実施形態２の変形例）
　図７Ａ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。図７Ａに示すように、第３部材３０の形状は、波板状であってもよい。波板状の第３部材３０は、例えば、複数の山部３５及び複数の谷部３６を有する。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。
　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、ステンレス鋼などが挙げられる。波板状の第３部材３０は、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂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、シリコーン樹脂を含んでいてもよい。
　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の表面１１に容易に密着させることができる。
（第２実施形態の別の変形例）
　図７Ｂは、第３部材３０の別の変形例を示す斜視図である。図７Ｂ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。
（第２実施形態のさらに別の変形例）
　図７Ｃ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７Ｃ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。
　第３部材３０が弾性変形可能である限り、第３部材３０の形状は、図６及び図７Ａから７Ｃ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。
（実施形態３）
　図８は、本実施形態３の過冷却解除装置１２０の概略断面図である。図９は、過冷却解除装置１２０の一部を示す分解斜視図である。図１０は、過冷却解除装置１２０が備える第１部材１０の斜視図である。図８から図１０に示すように、過冷却解除装置１２０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。第４部材４０は、第２シャフトを有していない。第５部材５０の本体部５６は、貫通孔を有していない。第５部材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１２０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１０に示すように、第１部材１０の凹部１３の一端面１４及び他端面１５のそれぞれは、第１部材１０の外周面１６を通じて第１部材１０の外部に露出している。凹部１３の一端面１４及び他端面１５のそれぞれは、表面１１の端部に位置する。凹部１３は、第１部材１０の外周面１６によって規定された仮想円の中心を経由して延びている。凹部１３は、上記の仮想円の中心を経由してまっすぐに延びていてもよい。
　本実施形態では、第１部材１０は、２つの凹部１３ａ及び１３ｂを有する。凹部１３ａは、凹部１３ｂに交差している。２つの凹部１３ａ及び１３ｂのそれぞれは、外周面１６によって規定された仮想円の中心から放射状に延びている。
　上述のとおり、第５部材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抑制できる。
（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。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、第５部材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。
　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。「主成分」とは、蓄熱材６０に重量比で最も多く含まれた成分を意味する。
　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、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、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。
　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。
　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。
　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、７０ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％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。
　図１１及び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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（実施例１）
　実施例１では、第１から第５部材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部材の外径は、７ｍｍであった。第１部材は、その表面に複数の凹部を有していた。凹部の数及び凹部の形状は、図３に示した第１部材と同じであった。第２部材は、平面視でリングの形状を有していた。第２部材の外径は、７ｍｍ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７Ａに示した第３部材と同じであった。第３部材の外径は、７ｍｍであった。第３部材は、ステンレス鋼でできていた。第４部材及び第５部材の形状は、それぞれ、図１に示した第４部材及び第５部材と同じであった。第１から第５部材の配置は、図５に示した配置と同じであった。
（実施例２）
　第３部材として、平板状の形状を有し、かつシリコーンゴムでできた第３部材を用いたことを除き、実施例１と同じ構成を有する実施例２の過冷却解除装置を準備した。実施例２の過冷却解除装置において、第３部材の形状は、図６に示した第３部材と同じであった。
（実施例３）
　第３部材を備えていないことを除き、実施例１と同じ構成を有する実施例３の過冷却解除装置を準備した。
［過冷却解除試験の準備］
　実施例１から３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。
　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部材の凹部に収容された。次に、第４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った。第２部材が第１部材に密着し、第１部材の凹部が第２部材によって覆われた。以上の操作によって、過冷却解除試験の準備が終了した。
［過冷却解除試験］
　次に、実施例１から３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、過冷却解除装置の第４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取り除かれ、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。
　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、第４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部材を第１部材に密着させた。次に、上述の方法によって、過冷却解除試験を繰り返した。
　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、第４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、第２部材を第１部材に密着させた。次に、上述の方法によって、過冷却解除試験を繰り返した。
　以上の操作によって、過冷却解除試験を１０回以上繰り返した。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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１からわかるとおり、第１部材及び第２部材を備えた実施例１から３の過冷却解除装置は、高い過冷却解除率を示した。特に、第３部材を備えた実施例１及び２の過冷却解除装置を用いた場合、蓄熱材の過冷却状態をより確実に解除することができた。
　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。

Claims (14)

  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、
    　表面に凹部を有する第１部材と、
    　前記表面に対向し、前記凹部を覆う第２部材と、
    を備えた、過冷却解除装置。
  2. 　前記第２部材は、前記第１部材に密着することができる、請求項１に記載の過冷却解除装置。
  3. 　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て前記第１部材と前記第２部材とを互いに密着させる、請求項１又は２に記載の過冷却解除装置。
  4. 　前記第１部材の前記表面が平坦面であり、
    　前記第２部材は、前記第１部材の前記表面に向かい合う平坦面を有し、
    　前記第１部材の前記平坦面に前記第２部材の前記平坦面が面接触したときに前記第１部材の前記凹部が前記第２部材によって覆われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
  5. 　前記凹部が溝の形状を有し、
    　前記凹部の一端面が前記第１部材の外部に露出している、請求項１から４のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
  6. 　前記凹部の他端面が前記第１部材の前記外部に露出している、請求項５に記載の過冷却解除装置。
  7. 　前記第１部材は、前記第１部材の厚さ方向に延びる貫通孔を有し、
    　前記凹部の他端面は、前記貫通孔を通じて前記第１部材の前記外部に露出している、請求項５又は６に記載の過冷却解除装置。
  8. 　前記過冷却状態を維持すべきときに、前記第２部材が前記第１部材の前記凹部を覆うことによって、前記凹部に保持された前記蓄熱材と前記凹部の外部に存在する前記蓄熱材との接触が制限され、
    　前記過冷却状態を解除すべきときに、前記第１部材に対して前記第２部材が変位することによって、前記凹部に保持された前記蓄熱材と前記凹部の外部に存在する前記蓄熱材との接触が許容される、請求項１から７のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
  9. 　弾性変形可能な第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部材が位置している、又は、前記第２部材と前記第３部材との間に前記第１部材が位置している、請求項１から８のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
  10. 　前記第１部材又は前記第２部材に対向する表面を有し、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１から９のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
  11. 　前記ピストンに接続され、前記ピストンを前記第１部材又は前記第２部材に対して接近させる方向、及び、前記第１部材又は前記第２部材から離間させる方向に変位させるアクチュエータをさらに備えた、請求項１０に記載の過冷却解除装置。
  12. 　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１から１１のいずれか１項に記載の過冷却解除装置。
  13. 　請求項１から１２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。
  14. 　請求項１３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。
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