WO2020250972A1 - 蓄熱装置 - Google Patents

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WO2020250972A1
WO2020250972A1 PCT/JP2020/023014 JP2020023014W WO2020250972A1 WO 2020250972 A1 WO2020250972 A1 WO 2020250972A1 JP 2020023014 W JP2020023014 W JP 2020023014W WO 2020250972 A1 WO2020250972 A1 WO 2020250972A1
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WO
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heat storage
flow path
storage device
fluid
space
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Application number
PCT/JP2020/023014
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English (en)
French (fr)
Inventor
健太郎 椎
Original Assignee
パナソニック株式会社
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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
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • 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 heat storage device.
  • Patent Document 1 describes a heat pipe type heat exchanger 300.
  • the heat pipe type heat exchanger 300 includes a shell 320 and a plurality of double pipes 324.
  • the shell 320 has an inflow port 322 and an outflow port 323 so as to allow the high temperature fluid 321 to flow inside the shell 320.
  • a plurality of double pipes 324 are horizontally attached to the shell 320 so as to penetrate the left and right wall portions.
  • the double pipe 324 is composed of an outer pipe 325 and an inner pipe 327. Both ends of the outer tube 325 are sealed.
  • the inner pipe 327 penetrates the outer pipe 325 along the central axis.
  • the inner pipe 327 is for flowing the low temperature fluid 326.
  • a predetermined condensable fluid is sealed as a working fluid 328 in a vacuum-exhausted state in the annular hollow portion between the outer tube 325 and the inner tube 327, and a wick 329 is provided on the inner peripheral surface of the outer tube 325.
  • the heat pipe 330 is formed.
  • the working fluid 328 transports heat as latent heat in the radial direction of the heat pipe 330 and mediates the transfer of heat from the hot fluid 321 to the cold fluid 326.
  • the present disclosure provides a heat storage device that is advantageous from the viewpoint of heating a plurality of types of fluids while providing a tube having a plurality of flow paths through which a plurality of types of fluids pass.
  • a heat storage tank that houses the heat storage material and It is provided with at least one composite pipe having a first flow path and a second flow path extending along the first flow path and arranged in contact with the heat storage material in the heat storage tank.
  • the composite pipe includes a first partition wall that separates the storage space in which the heat storage material is housed and the first flow path in the heat storage tank, a second partition wall that separates the storage space and the second flow path, and the first partition wall. It has a third partition wall that separates one flow path and the second flow path.
  • a plurality of types of fluids pass through the composite pipe, and the plurality of types of fluids are likely to be heated.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the heat storage device of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat storage device along the plane II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the heat storage device along the plane III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the composite pipe in FIG.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a system provided with the heat storage device of FIG.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing a conventional heat pipe type heat exchanger.
  • FIG. 6B is a diagram showing a double tube in the heat pipe type heat exchanger shown in FIG. 6A.
  • the present inventor has made extensive studies on a suitable technique for heating a plurality of types of fluids passing through the heat storage device using the heat stored in the heat storage material. As a result, the present inventor newly found that it is advantageous to use a composite tube having a specific structure in the heat storage device, and devised the heat storage device of the present disclosure.
  • the heat storage device is A heat storage tank that houses the heat storage material and It is provided with at least one composite pipe having a first flow path and a second flow path extending along the first flow path and arranged in contact with the heat storage material in the heat storage tank.
  • the composite pipe includes a first partition wall that separates the storage space in which the heat storage material is housed and the first flow path in the heat storage tank, a second partition wall that separates the storage space and the second flow path, and the first partition wall. It has a third partition wall that separates one flow path and the second flow path.
  • a plurality of types of fluids can flow through the first flow path and the second flow path and pass through the composite pipe. Since the composite pipe has a first partition wall and a second partition wall, the heat stored in the heat storage material is easily transferred to a plurality of types of fluids. Therefore, a plurality of types of fluids are likely to be heated by the heat storage material. In addition, since the composite pipe has a third partition wall, heat exchange is likely to occur between a plurality of types of fluids. As a result, the temperatures of the plurality of types of fluids can be easily adjusted to a desired range.
  • the first flow path has a first inlet for guiding the first fluid to the first flow path and the first outside the first flow path. It may have a first outlet for guiding a fluid, and the second flow path has a second inlet for guiding the second fluid to the second flow path and the second fluid outside the second flow path. It may have a second outlet to guide.
  • the first fluid and the second fluid pass through the first flow path and the second flow path, respectively, and the temperatures of the first fluid and the second fluid are easily adjusted to desired ranges.
  • the first inlet is located at one end of the first flow path in the longitudinal direction of the composite pipe, and the first outlet is. It may be located at the other end of the first flow path in the longitudinal direction of the composite pipe.
  • the second inlet is located at one end of the second flow path in the longitudinal direction of the composite pipe, and the second outlet is the other end of the second flow path in the longitudinal direction of the composite pipe. It may be located in. According to the third aspect, it is easy to fabricate a composite pipe having a first inlet, a second inlet, a first outlet, and a second outlet.
  • the first fluid may be cooling water circulating between the internal combustion engine and the heat storage device.
  • the second fluid may be a lubricating oil that circulates between the object to be lubricated and the heat storage device.
  • the cooling water and the lubricating oil can be appropriately heated by the heat stored in the heat storage material in the warm-up operation accompanying the start of the internal combustion engine.
  • the temperature control of the cooling water and the lubricating oil can be realized by a single heat storage device, the vehicle or equipment equipped with the internal combustion engine can be easily miniaturized.
  • the first flow path has a flow path larger than the flow path cross-sectional area of the second flow path. It may have a road cross-sectional area.
  • the fluid easily flows through the first flow path at a large flow rate. For example, when heat is exchanged between the first fluid and the heat storage material to store heat in the heat storage material, a large amount of heat is likely to be stored in the heat storage material in a short period of time.
  • At least a part of the first flow path is from the second flow path. May extend at a position close to the outside of the heat storage tank. It is difficult for heat to be stored in the heat storage material that exists near the outside of the heat storage tank.
  • the heat possessed by the first fluid in the heat storage material existing near the outside of the heat storage tank. Is easy to convey. Therefore, heat can be effectively stored in the heat storage material.
  • the at least one composite tube may have a plurality of the composite tubes.
  • the heat storage device is a first collecting space in which the first fluids that have passed through the first outlets in the plurality of composite pipes gather, and the first collecting space that has passed through the second outlets in the plurality of composite pipes. It may be provided with a second assembly space in which the two fluids gather.
  • the first gathering space may be arranged between the accommodating space and the second gathering space in the longitudinal direction of the composite pipe. According to the seventh aspect, since the first assembly space is located near the accommodation space, the first assembly space exists in the first assembly space when the first fluid and the heat storage material exchange heat to store heat in the heat storage material. The heat of one fluid is easily transferred to the heat storage material. Therefore, a large amount of heat is easily stored in the heat storage material in a short period of time.
  • the at least one composite tube may have a plurality of the composite tubes.
  • the heat storage device is guided to the first storage space in which the first fluid guided to the first inlets in the plurality of composite pipes is to be stored and to the second inlets in the plurality of composite pipes. It may be provided with a second storage space in which the second fluid to be stored is to be stored.
  • the first storage space may be arranged between the accommodation space and the second storage space in the longitudinal direction of the composite pipe. According to the eighth aspect, since the first storage space is located near the accommodation space, the first storage space exists in the first storage space when the first fluid and the heat storage material exchange heat to store heat in the heat storage material. The heat of one fluid is easily transferred to the heat storage material. Therefore, a large amount of heat is easily stored in the heat storage material in a short period of time.
  • the heat storage tank may be cylindrical, and the composite tube may be the heat storage tank. May extend in the axial direction of.
  • the heat storage device can be easily miniaturized, and the space occupied by the heat storage device in the vehicle or equipment provided with the heat storage device can be easily reduced.
  • the XY plane is horizontal
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal to each other.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the heat storage device of the present disclosure.
  • the heat storage device 1 includes a heat storage tank 10. 2 and 3 are cross-sectional views of the heat storage device 1 along the plane II and the plane III in FIG. 1, respectively. Plane II is perpendicular to the Y axis. Plane III is perpendicular to the X axis.
  • the heat storage tank 10 houses the heat storage material 5.
  • the heat storage device 1 includes at least one composite tube 20.
  • the composite pipe 20 has a first flow path 21 and a second flow path 22, and is arranged in the heat storage tank 10 in contact with the heat storage material 5.
  • the second flow path 22 extends along the first flow path 21.
  • FIG. 4 shows a cross section of the composite pipe 20.
  • the composite pipe 20 has a first partition wall 25a, a second partition wall 25b, and a third partition wall 25c.
  • the first partition wall 25a separates the storage space 15 in which the heat storage material 5 is housed in the heat storage tank 10 from the first flow path 21.
  • the second partition wall 25b separates the accommodation space 15 and the second flow path 22.
  • the third partition wall 25c separates the first flow path 21 and the second flow path 22.
  • a plurality of types of fluids can pass through the first flow path 21 and the second flow path 22.
  • the composite pipe 20 has a first partition wall 25a and a second partition wall 25b.
  • one of the plurality of types of fluid and the heat storage material 5 are in contact with both sides of the first partition wall 25a, and another one of several types of fluid and the heat storage material 5 are in contact with both sides of the second partition wall 25b. Therefore, the heat stored in the heat storage material 5 is easily transferred to a plurality of types of fluids.
  • a plurality of types of fluids are in contact with each other on both sides of the third partition wall 25c, heat exchange is likely to occur between the plurality of types of fluids. As a result, the temperatures of the plurality of types of fluids flowing through the composite pipe 20 can be easily adjusted to a desired range.
  • the first flow path 21 typically has a first inlet 21a and a first outlet 21b.
  • the first fluid is guided to the first flow path 21 through the first inlet 21a, and the first fluid is guided to the outside of the first flow path 21 through the first outlet 21b.
  • the second flow path 22 typically has a second inlet 22a and a second outlet 22b.
  • the second fluid is guided to the second flow path 22 through the second inlet 22a, and the second fluid is guided to the outside of the second flow path 22 through the second outlet 22b.
  • the first fluid and the second fluid pass through the first flow path 21 and the second flow path 22, respectively, and the temperatures of the first fluid and the second fluid can be easily adjusted to desired ranges.
  • the first inlet 21a is located at one end of the first flow path 21 in the longitudinal direction of the composite pipe 20, for example.
  • the first outlet 21b is located at the other end of the first flow path 21 in the longitudinal direction of the composite pipe 20, for example.
  • the second inlet 22a is located at one end of the second flow path 22 in the longitudinal direction of the composite pipe 20.
  • the second outlet 22b is located at the other end of the second flow path 22 in the longitudinal direction of the composite pipe 20.
  • the heat storage material 5 is not limited to a specific heat storage material.
  • the heat storage material 5 is, for example, a latent heat storage material that can store heat by utilizing a phase change of a substance.
  • the heat storage material 5 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 5 contains, for example, at least one selected from the group consisting of hydrated salts, sugar alcohols, and clathrate hydrates.
  • 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, for example, tetrahydrofuran clathrate hydrate, trimethylamine semi-clathrate hydrate, sulfur dioxide clathrate hydrate, tetrabutylammonium formate hydrate, tetrabutylammonium acetate hydrate, tetrabutylammonium bromide ( Included are TBAB) hydrates, tetrabutylammonium chloride (TBACl) hydrates and tetrabutylammonium fluoride (TBAF) hydrates.
  • TBACl tetrabutylammonium chloride
  • TBAF tetrabutylammonium fluoride
  • the heat storage tank 10 has, for example, a cylindrical shape.
  • the composite tube 20 extends in the axial direction (X-axis direction) of the heat storage tank 10.
  • the heat storage device 1 can be easily miniaturized, and the space occupied by the heat storage device 1 in the vehicle or equipment provided with the heat storage device 1 can be easily reduced.
  • the composite pipe 20 can be easily arranged in the heat storage tank 10 at a high density. Further, the surface area of the outer surface of the heat storage tank 10 tends to be small, and the heat stored in the heat storage tank 10 is unlikely to escape to the outside of the heat storage tank 10.
  • the material of the heat storage tank 10 is not limited to a specific material.
  • the material of the heat storage tank 10 may be an inorganic material such as a metal material, an organic material such as a resin material, or a composite material of the inorganic material and the organic material.
  • the inside of the heat storage tank 10 is sealed, for example.
  • At least one composite tube 20 has, for example, a plurality of composite tubes 20.
  • the plurality of composite pipes 20 are arranged in parallel with each other at predetermined intervals, for example.
  • the plurality of composite pipes 20 extend in the axial direction (X-axis direction) of the heat storage tank 10, for example.
  • the composite pipe 20 is not limited to a specific mode as long as it has the first flow path 21 and the second flow path 22.
  • the composite tube 20 typically has high thermal conductivity.
  • the material of the composite tube 20 may be, for example, an inorganic material such as a metal material, an organic material such as a resin material, or a composite material of an inorganic material and an organic material.
  • the composite pipe 20 may have a structure in which a part of the outer surface of the inner pipe 20a is joined to the inner surface of the outer pipe 20b. In this case, the inner diameter of the outer pipe 20b is larger than the outer diameter of the inner pipe 20a.
  • the composite pipe 20 may have a structure in which a partition extending in the longitudinal direction of the composite pipe 20 is joined to the inner surface of the pipe. Further, the composite pipe 20 may have a structure in which the outer surfaces of a plurality of pipes are joined to each other.
  • the heat storage material 5 When heat is stored in the heat storage material 5 in the heat storage device 1, for example, the heat storage material 5 is heated by the first fluid passing through the first flow path 21.
  • the first flow path 21 has, for example, a flow path cross-sectional area larger than the flow path cross-sectional area of the second flow path 22. According to such a configuration, the first fluid easily flows through the first flow path 21 at a large flow rate. Therefore, when the first fluid and the heat storage material 5 exchange heat and store heat in the heat storage material 5, a large amount of heat is likely to be stored in the heat storage material 5 in a short period of time.
  • the area of the inner surface of the first partition wall 25a is larger than the area of the inner surface of the second partition wall 25b.
  • the flow rate of the first fluid is larger than the flow rate of the second fluid. According to such a configuration, it is easy to heat the first fluid and the second fluid more appropriately in the composite pipe 20.
  • the area of the inner surface of the first partition wall 25a may be equal to or less than the area of the inner surface of the second partition wall 25b.
  • the composite pipe 20 at least a part of the first flow path 21 extends at a position closer to the outside of the heat storage tank 10 than the second flow path 22.
  • the first fluid and the heat storage material 5 exchange heat and store heat in the heat storage material 5
  • the first fluid has the heat storage material 5 existing near the outside of the heat storage tank 10. Heat is easily transferred. Therefore, heat can be effectively stored in the heat storage material 5.
  • the heat storage device 1 further includes, for example, a first collective space 31b and a second collective space 32b.
  • first collecting space 31b the first fluids that have passed through the plurality of first outlets 21b in the plurality of composite pipes 20 are collected.
  • second collecting space 32b the second fluid that has passed through the plurality of second outlets 22b in the plurality of composite pipes 20 collects.
  • the first gathering space 31b is arranged between the accommodating space 15 and the second gathering space 32b in the longitudinal direction of the composite pipe 20. According to such a configuration, since the first assembly space 31b is located near the accommodation space 15, the first assembly occurs when the first fluid and the heat storage material 5 exchange heat to store heat in the heat storage material 5. The heat of the first fluid existing in the space 31b is easily transferred to the heat storage material 5. Therefore, a large amount of heat is likely to be stored in the heat storage material 5 in a short period of time.
  • the heat storage device 1 further includes, for example, a first storage space 31a and a second storage space 32a.
  • first storage space 31a the first fluid guided to the plurality of first inlets 21a in the plurality of composite pipes 20 is stored.
  • second storage space 32a the second fluid guided to the plurality of second inlets 22a in the plurality of composite pipes 20 is stored.
  • the first storage space 31a is arranged between the accommodation space 15 and the second storage space 32a in the longitudinal direction of the composite pipe 20. According to such a configuration, since the first storage space 31a is located near the accommodation space 15, the first storage is performed when the first fluid and the heat storage material 5 exchange heat to store heat in the heat storage material 5. The heat of the first fluid existing in the space 31a is easily transferred to the heat storage material 5. Therefore, a large amount of heat is likely to be stored in the heat storage material 5 in a short period of time.
  • the heat storage device 1 includes, for example, a tubular body 2, a first inner partition 36b, a first outer partition 37b, a first end plate 38b, a second inner partition 36a, a second outer partition 37a, and a second end plate 38a. It has. Each of the first inner partition 36b, the first outer partition 37b, the first end plate 38b, the second inner partition 36a, the second outer partition 37a, and the second end plate 38a are joined to the inner surface of the body portion 2. .
  • the accommodation space 15 is formed in the center of the body portion 2 in the axial direction of the body portion 2.
  • the heat storage tank 10 is composed of the body portion 2, the first inner partition 36b, and the second inner partition 36a.
  • first assembly space 31b and the second assembly space 32b are formed at one end of the body portion 2, and the first storage space 31a and the second storage space 32a are formed at the other end of the body portion 2.
  • the first collecting space 31b and the second storage space 32a are formed at one end of the body portion 2, and the first storage space 31a and the second collecting space 32b are formed at the other end of the body portion 2. You may.
  • the first outer partition 37b is arranged between the first inner partition 36b and the first end plate 38b in the axial direction of the body portion 2.
  • the first inner partition 36b is in contact with the accommodation space 15.
  • the first inner partition 36b has, for example, high heat transfer properties.
  • the first end plate 38b is in contact with the outside of the heat storage device 1.
  • the first gathering space 31b is formed between, for example, the first inner partition 36b and the first outer partition 37b in the axial direction of the body portion 2.
  • the second gathering space 32b is formed, for example, between the first outer partition 37b and the first end plate 38b in the axial direction of the body portion 2.
  • the portion forming the second flow path 22 penetrates the first inner partition 36b and the first outer partition 37b, and the other portions penetrate the first inner partition 36b.
  • One end of the second flow path 22 extends from the first outlet 21b toward the outside of the body 2 in the axial direction of the body 2.
  • the second outer partition 37a is arranged between the second inner partition 36a and the second end plate 38a in the axial direction of the body portion 2.
  • the second inner partition 36a is in contact with the accommodation space 15.
  • the second inner partition 36a has, for example, high heat transfer.
  • the second end plate 38a is in contact with the outside of the heat storage device 1.
  • the first storage space 31a is formed between, for example, the second inner partition 36a and the second outer partition 37a in the axial direction of the body portion 2.
  • the second storage space 32a is arranged, for example, between the second outer partition 37a and the second end plate 38a in the axial direction of the body portion 2.
  • the portion forming the second flow path 22 penetrates the second inner partition 36a and the second outer partition 37a, and the other portions penetrate the second inner partition 36a.
  • the other end of the second flow path 22 extends from the first inlet 21a toward the outside of the body 2 in the axial direction of the body 2.
  • the heat storage device 1 has a first supply port 31f, a second supply port 32f, a first discharge port 31d, and a second discharge port 32d.
  • the first supply port 31f is open to the first storage space 31a.
  • the first fluid is guided from the outside of the heat storage device 1 to the first storage space 31a through the first supply port 31f.
  • the second supply port 32f is open to the second storage space 32a.
  • the second fluid is guided from the outside of the heat storage device 1 to the second storage space 32a through the second supply port 32f.
  • the first discharge port 31d is open to the first gathering space 31b.
  • the first fluid is guided from the first collecting space 31b to the outside of the heat storage device 1 through the first discharge port 31d.
  • the second discharge port 32d is open to the second gathering space 32b.
  • the second fluid is guided from the second collecting space 32b to the outside of the heat storage device 1 through the second discharge port 32d.
  • the heat storage device 1 further includes, for example, a supercooling release means 50.
  • the supercooling releasing means 50 applies predetermined physical stimuli such as electric energy and vibration energy to the heat storage material 5 to release the supercooled state of the heat storage material 5.
  • the supercooling release means 50 is, for example, an electrode.
  • the first fluid and the second fluid are not limited to a specific fluid.
  • the heat storage device 1 can be used to provide, for example, the system 100 shown in FIG.
  • the system 100 includes, for example, a heat storage device 1, an internal combustion engine 3, and a lubrication target 4.
  • System 100 has a first path 3a and a second path 4a.
  • the cooling water circulates between the internal combustion engine 3 and the heat storage device 1.
  • the lubricating oil circulates between the lubrication target 4 and the heat storage device 1.
  • the first fluid is cooling water and the second fluid is lubricating oil.
  • the first flow path 21 forms a part of the first path 3a
  • the second flow path 22 forms a part of the second path 4a.
  • the cooling water and the lubricating oil can be heated by the heat stored in the heat storage material 5 in the warm-up operation accompanying the start-up of the internal combustion engine 3.
  • the temperature control of the cooling water and the lubricating oil can be realized by a single heat storage device 1, the vehicle or equipment provided with the internal combustion engine 3 can be easily miniaturized.
  • the lubrication target 4 may be a transmission or a predetermined component in the internal combustion engine 3.
  • the lubricating oil may be engine oil or transmission oil.
  • the cooling water flowing through the first path 3a is heated by the exhaust heat from the internal combustion engine 3.
  • the heated cooling water is guided to the first flow path 21 in the composite pipe 20 of the heat storage device 1.
  • the heat storage material 5 is heated by heat exchange between the heat storage material 5 and the cooling water in the heat storage device 1, and heat is stored in the heat storage material 5.
  • the cooling water that has passed through the first flow path 21 is returned to the internal combustion engine 3 to cool the internal combustion engine 3.
  • the cooling water may pass through a radiator (not shown) and be further cooled, for example, after passing through the first flow path 21 and before being returned to the internal combustion engine 3. As a result, the temperature of the cooling water returned to the internal combustion engine 3 can be adjusted more appropriately.
  • the lubricating oil lubricates the lubrication target 4. At this time, the temperature of the lubricating oil rises due to the friction in the lubrication target 4. After that, the lubricating oil is guided to the second flow path 22 in the composite pipe 20 of the heat storage device 1.
  • the heat storage material 5 is heated by heat exchange between the heat storage material 5 and the lubricating oil in the heat storage device 1.
  • the temperature of the cooling water is higher than the temperature of the lubricating oil. Therefore, in the composite pipe 20, the cooling water flows at a position close to the outside of the heat storage tank 10 at a large flow rate, so that heat can be effectively stored in the heat storage material 5.
  • the temperature of the cooling water may be equal to or lower than the temperature of the lubricating oil.
  • the temperature of the lubricating oil can be easily adjusted to a desired range by heat exchange between the cooling water and the lubricating oil in the composite pipe 20.
  • the flows of the first fluid and the second fluid in the composite pipe 20 are, for example, parallel flows.
  • the flows of the first fluid and the second fluid in the composite pipe 20 may be countercurrent.

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Abstract

本開示の蓄熱装置１は、蓄熱槽１０と、少なくとも１つの複合管２０とを備える。蓄熱槽１０は、蓄熱材５を収容している。複合管２０は、第一流路２１と、第二流路２２とを有し、蓄熱槽１０において蓄熱材５と接触した状態で配置されている。第二流路２２は、第一流路２１に沿って延びている。複合管２０は、第一隔壁２５ａと、第二隔壁２５ｂと、第三隔壁２５ｃとを有する。第一隔壁２５ａは、第一流路２１と蓄熱材５が収容された収容空間１５とを隔てる。第二隔壁２５ｂは、第一流路２１と収容空間１５とを隔てる。第三隔壁２５ｃは、第一流路２１と第二流路２２とを隔てる。

Description

蓄熱装置
　本開示は、蓄熱装置に関する。
　従来、シェル内に二重管を配置した熱交換器が知られている。
　例えば、図６Ａに示す通り、特許文献１にはヒートパイプ式熱交換器３００が記載されている。ヒートパイプ式熱交換器３００は、シェル３２０と、複数本の２重管３２４とを備えている。シェル３２０は、その内部に高温流体３２１を流通させるように流入口３２２及び流出口３２３を有している。シェル３２０には、複数本の２重管３２４が左右の壁部を貫通するように水平に取り付けられてる。
　図６Ｂに示す通り、２重管３２４は、外管３２５と、内管３２７とから構成されている。外管３２５の両端部は密閉されている。内管３２７は、外管３２５を中心軸線に沿って貫通している。内管３２７は、低温流体３２６を流すためのものである。外管３２５と内管３２７との間の環状の中空部には、真空排気した状態で所定の凝縮性の流体が作動流体３２８として封入され、外管３２５の内周面にはウィック３２９が設けられている。これにより、ヒートパイプ３３０が形成されている。作動流体３２８は、ヒートパイプ３３０の半径方向に潜熱として熱を輸送し、高温流体３２１から低温流体３２６に対する熱の伝達を媒介する。
特開昭６３－１２３９９３号公報
　特許文献１に記載の技術によれば、低温流体３２６のみが２重管３２４を通過しており、特許文献１に記載の技術において２重管３２４を複数種類の流体が通過することは想定されていない。このため、特許文献１に記載の技術は、複数種類の流体が管を通過するように構成するためには再検討を要する。
　そこで、本開示は、複数種類の流体が通過する複数の流路を有する管を備えつつ、複数種類の流体を加熱する観点から有利な蓄熱装置を提供する。
　本開示は、
　蓄熱材を収容している蓄熱槽と、
　第一流路と、前記第一流路に沿って延びている第二流路とを有し、前記蓄熱槽において前記蓄熱材と接触した状態で配置された、少なくとも１つの複合管と、を備え、
　前記複合管は、前記蓄熱槽において前記蓄熱材が収容された収容空間と前記第一流路とを隔てる第一隔壁と、前記収容空間と前記第二流路とを隔てる第二隔壁と、前記第一流路と前記第二流路とを隔てる第三隔壁と、を有する、
　蓄熱装置を提供する。
　本開示によれば、複数種類の流体が複合管を通過して、複数種類の流体が加熱されやすい。
図１は、本開示の蓄熱装置の一例を示す斜視図である。 図２は、図１における平面IIに沿った蓄熱装置の断面図である。 図３は、図１における平面IIIに沿った蓄熱装置の断面図である。 図４は、図３における複合管の断面図である。 図５は、図１の蓄熱装置を備えたシステムの一例を示す構成図である。 図６Ａは、従来のヒートパイプ式熱交換器を示す断面図である。 図６Ｂは、図６Ａに示すヒートパイプ式熱交換器における２重管を示す図である。
（本開示の基礎となった知見）
　蓄熱槽に収容された蓄熱材に蓄えられた熱を用いて蓄熱装置を通過する複数種類の流体を加熱できれば、蓄熱装置の利便性が向上する。このため、例えば、蓄熱装置において、内部に複数の流路を有する二重管等の複合管を、蓄熱槽に収容された蓄熱材に接触するように配置することが考えられる。一方、特許文献１に記載の技術のように、複合管において外管と内管との間に環状の中空部が形成されていると、蓄熱材と内管の内部を流れる流体との間には中空部を流れる別の流体が存在する。本発明者の検討によれば、このような構成は、内管の内部を流れる流体を加熱する観点から有利とは言い難い。なぜなら、中空部を流れる別の流体によって蓄熱材が有する熱が内管の内部を流れる流体に伝わりにくいからである。
　そこで、本発明者は、蓄熱材に蓄えられた熱を用いて蓄熱装置を通過する複数種類の流体を加熱するの適した技術について鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者は、蓄熱装置において特定の構造を有する複合管を用いることが有利であることを新たに見出し、本開示の蓄熱装置を案出した。
（本開示に係る一態様の概要）
　本開示の第１態様に係る蓄熱装置は、
　蓄熱材を収容している蓄熱槽と、
　第一流路と、前記第一流路に沿って延びている第二流路とを有し、前記蓄熱槽において前記蓄熱材と接触した状態で配置された、少なくとも１つの複合管と、を備え、
　前記複合管は、前記蓄熱槽において前記蓄熱材が収容された収容空間と前記第一流路とを隔てる第一隔壁と、前記収容空間と前記第二流路とを隔てる第二隔壁と、前記第一流路と前記第二流路とを隔てる第三隔壁と、を有する。
　第１態様によれば、複数種類の流体が第一流路及び第二流路を流れて複合管を通過しうる。複合管は、第一隔壁及び第二隔壁を有しているので、蓄熱材に蓄えられた熱が複数種類の流体に伝わりやすい。このため、複数種類の流体が蓄熱材によって加熱されやすい。加えて、複合管は、第三隔壁を有するので、複数種類の流体同士の間で熱交換が生じやすい。これにより、複数種類の流体の温度が所望の範囲に調整されやすい。
　本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る蓄熱装置では、前記第一流路は、前記第一流路に第一流体を導く第一入口と、前記第一流路の外部に前記第一流体を導く第一出口とを有してもよく、前記第二流路は、前記第二流路に第二流体を導く第二入口と、前記第二流路の外部に前記第二流体を導く第二出口とを有していてもよい。第２態様によれば、第一流体及び第二流体がそれぞれ第一流路及び第二流路を通過し、第一流体及び第二流体の温度が所望の範囲に調整されやすい。
　本開示の第３態様において、例えば、第２態様に係る蓄熱装置では、前記第一入口は、前記複合管の長手方向における前記第一流路の一端に位置し、かつ、前記第一出口は、前記複合管の長手方向における前記第一流路の他端に位置していてもよい。加えて、前記第二入口は、前記複合管の長手方向における前記第二流路の一端に位置し、かつ、前記第二出口は、前記複合管の長手方向における前記第二流路の他端に位置していてもよい。第３態様によれば、第一入口、第二入口、第一出口、及び第二出口を有する複合管を作製しやすい。
　本開示の第４態様において、例えば、第２態様又は第３態様に係る蓄熱装置では、前記第一流体は、内燃機関と当該蓄熱装置との間を循環する冷却水であってもよく、前記第二流体は、潤滑対象と当該蓄熱装置との間を循環する潤滑油であってもよい。第４態様によれば、内燃機関の起動に伴う暖機運転において、蓄熱材に蓄えられた熱によって冷却水及び潤滑油を適切に加熱できる。加えて、冷却水及び潤滑油の温度調節を単一の蓄熱装置で実現できるので、内燃機関を備えた車両又は設備が小型化されやすい。
　本開示の第５態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係る蓄熱装置では、前記第一流路は、前記第二流路が有する流路断面積よりも大きい流路断面積を有していてもよい。第５態様によれば、第一流路を大きな流量で流体が流れやすい。例えば、第一流体と蓄熱材とを熱交換させて蓄熱材に熱を蓄えるときに、短期間で多くの熱量が蓄熱材に蓄えられやすい。
　本開示の第６態様において、例えば、第１態様から第５態様のいずれか１つの態様に係る蓄熱装置では、前記複合管において、前記第一流路の少なくとも一部は、前記第二流路よりも前記蓄熱槽の外部に近い位置で延びていてもよい。蓄熱槽の外部の近くに存在する蓄熱材には、熱が蓄えられにくい。しかし、第６態様によれば、例えば、第一流体と蓄熱材とを熱交換させて蓄熱材に熱を蓄えるときに、蓄熱槽の外部の近くに存在する蓄熱材に第一流体が有する熱が伝わりやすい。このため、蓄熱材に効果的に熱を蓄えることができる。
　本開示の第７態様において、例えば、第２態様から第６態様のいずれか１つの態様に係る蓄熱装置では、前記少なくとも１つの複合管は、複数の前記複合管を有していてもよく、蓄熱装置は、前記複数の前記複合管における複数の前記第一出口を通過した前記第一流体が集まる第一集合空間と、前記複数の前記複合管における複数の前記第二出口を通過した前記第二流体が集まる第二集合空間と、を備えていてもよい。加えて、前記第一集合空間は、前記複合管の長手方向において、前記収容空間と前記第二集合空間との間に配置されていてもよい。第７態様によれば、第一集合空間が収容空間の近くに位置するので、第一流体と蓄熱材とを熱交換させて蓄熱材に熱を蓄えるときに、第一集合空間に存在する第一流体が有する熱が蓄熱材に伝わりやすい。このため、短期間で多くの熱量が蓄熱材に蓄えられやすい。
　本開示の第８態様において、例えば、第２態様から第７態様のいずれか１つの態様に係る蓄熱装置では、前記少なくとも１つの複合管は、複数の前記複合管を有していてもよく、蓄熱装置は、前記複数の前記複合管における複数の前記第一入口に導かれる前記第一流体が貯留されるべき第一貯留空間と、前記複数の前記複合管における複数の前記第二入口に導かれる前記第二流体が貯留されるべき第二貯留空間と、を備えていてもよい。加えて、前記第一貯留空間は、前記複合管の長手方向において、前記収容空間と前記第二貯留空間との間に配置されていてもよい。第８態様によれば、第一貯留空間が収容空間の近くに位置するので、第一流体と蓄熱材とを熱交換させて蓄熱材に熱を蓄えるときに、第一貯留空間に存在する第一流体が有する熱が蓄熱材に伝わりやすい。このため、短期間で多くの熱量が蓄熱材に蓄えられやすい。
　本開示の第９態様において、例えば、第１態様から第８態様のいずれか１つの態様に係る蓄熱装置では、前記蓄熱槽は、円筒状であってもよく、前記複合管は、前記蓄熱槽の軸方向に延びていてもよい。第９態様によれば、蓄熱装置を小型化しやすく、蓄熱装置が設けられる車両又は設備において蓄熱装置が占める空間を小さくしやすい。加えて、複合管を蓄熱槽に高密度に配置しやすい。
　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。なお、添付の図面において、ＸＹ平面が水平であり、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交している。
　図１は、本開示の蓄熱装置の一例を示す斜視図である。蓄熱装置１は、蓄熱槽１０を備えている。図２及び３は、それぞれ、図１における平面II及び平面IIIに沿った蓄熱装置１の断面図である。平面IIは、Ｙ軸に垂直である。平面IIIは、Ｘ軸に垂直である。図２に示す通り、蓄熱槽１０は、蓄熱材５を収容している。蓄熱装置１は、少なくとも１つの複合管２０を備えている。複合管２０は、第一流路２１と、第二流路２２とを有し、蓄熱槽１０において蓄熱材５と接触した状態で配置されている。第二流路２２は、第一流路２１に沿って延びている。
　図４は、複合管２０の断面を示す。複合管２０は、第一隔壁２５ａと、第二隔壁２５ｂと、第三隔壁２５ｃとを有する。第一隔壁２５ａは、蓄熱槽１０において蓄熱材５が収容された収容空間１５と第一流路２１とを隔てる。第二隔壁２５ｂは、収容空間１５と第二流路２２とを隔てる。第三隔壁２５ｃは、第一流路２１と第二流路２２とを隔てる。複合管２０において、複数種類の流体が第一流路２１及び第二流路２２を通過しうる。複合管２０は、第一隔壁２５ａ及び第二隔壁２５ｂを有している。このため、第一隔壁２５ａの両面に複数種類の流体の一つと蓄熱材５とが接し、第二隔壁２５ｂの両面に数種類の流体の別の一つと蓄熱材５とが接する。このため、蓄熱材５に蓄えられた熱が複数種類の流体に伝わりやすい。加えて、第三隔壁２５ｃの両面に複数種類の流体同士が接するので、複数種類の流体同士の間で熱交換が生じやすい。これにより、複合管２０を流れる複数種類の流体の温度が所望の範囲に調整されやすい。
　図２に示す通り、第一流路２１は、典型的には、第一入口２１ａと、第一出口２１ｂとを有する。第一入口２１ａを通って第一流路２１に第一流体が導かれ、第一出口２１ｂを通って第一流路２１の外部に第一流体が導かれる。加えて、第二流路２２は、典型的には、第二入口２２ａと、第二出口２２ｂとを有する。第二入口２２ａを通って第二流路２２に第二流体が導かれ、第二出口２２ｂを通って第二流路２２の外部に第二流体が導かれる。このような構成によれば、第一流体及び第二流体がそれぞれ第一流路２１及び第二流路２２を通過し、第一流体及び第二流体の温度が所望の範囲に調整されやすい。
　図２に示す通り、第一入口２１ａは、例えば、複合管２０の長手方向における第一流路２１の一端に位置している。第一出口２１ｂは、例えば、複合管２０の長手方向における第一流路２１の他端に位置している。第二入口２２ａは、複合管２０の長手方向における第二流路２２の一端に位置している。第二出口２２ｂは、複合管２０の長手方向における第二流路２２の他端に位置している。このような構成によれば、第一入口２１ａ、第一出口２１ｂ、第二入口２２ａ、及び第二出口２２ｂを有する複合管２０を作製しやすい。
　蓄熱材５は、特定の蓄熱材に限定されない。蓄熱材５は、例えば、物質の相変化を利用して熱を蓄えることができる潜熱蓄熱材である。蓄熱材５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５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。
　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、テトラブチルアンモニウムブロミド（ＴＢＡＢ）ハイドレート、テトラブチルアンモニウムクロリド（ＴＢＡＣｌ）ハイドレート及びテトラブチルアンモニウムフルオリド（ＴＢＡＦ）ハイドレートが挙げられる。
　図１に示す通り、蓄熱槽１０は、例えば、円筒状である。図２に示す通り、複合管２０は、蓄熱槽１０の軸方向（Ｘ軸方向）に延びている。この場合、蓄熱装置１を小型化しやすく、蓄熱装置１が設けられる車両又は設備において蓄熱装置１が占める空間を小さくしやすい。加えて、複合管２０を蓄熱槽１０に高密度に配置しやすい。また、蓄熱槽１０の外面の表面積が小さくなりやすく、蓄熱槽１０に蓄えられた熱が蓄熱槽１０の外部に逃げにくい。
　蓄熱槽１０の材料は、特定の材料に限定されない。蓄熱槽１０の材料は、金属材料等の無機材料、樹脂材料等の有機材料、又は無機材料と有機材料との複合材料でありうる。蓄熱槽１０の内部は、例えば、密閉されている。
　蓄熱装置１において、少なくとも１つの複合管２０は、例えば、複数の複合管２０を有している。複数の複合管２０は、例えば、所定の間隔で互いに平行に配置されている。複数の複合管２０は、例えば、蓄熱槽１０の軸方向（Ｘ軸方向）に延びている。
　複合管２０は、第一流路２１及び第二流路２２を有する限り、特定の態様に限定されない。複合管２０は、典型的には、高い熱伝導性を有する。複合管２０の材料は、例えば、金属材料等の無機材料、樹脂材料等の有機材料、又は無機材料と有機材料との複合材料でありうる。図４に示す通り、複合管２０は、内管２０ａの外面の一部が外管２０ｂの内面に接合された構成を有していてもよい。この場合、外管２０ｂの内径は、内管２０ａの外径より大きい。複合管２０は、複合管２０の長手方向に延びる仕切りが管の内面に接合された構成を有していてもよい。また、複合管２０は、複数の管の外面同士が接合された構成を有していてもよい。
　蓄熱装置１において、蓄熱材５に熱が蓄えられるとき、例えば、第一流路２１を通過する第一流体によって蓄熱材５が加熱される。
　図４に示す通り、複合管２０において、第一流路２１は、例えば、第二流路２２が有する流路断面積よりも大きい流路断面積を有する。このような構成によれば、第一流体が第一流路２１を大きな流量で流れやすい。このため、第一流体と蓄熱材５とを熱交換させて蓄熱材５に熱を蓄えるときに、短期間で多くの熱量が蓄熱材５に蓄えられやすい。
　複合管２０において、例えば、第一隔壁２５ａの内面の面積は、第二隔壁２５ｂの内面の面積より大きい。例えば、蓄熱材５に蓄えられた熱によって第一流体及び第二流体を加熱するときに、第一流体の流量は、第二流体の流量より大きい。このような構成によれば、複合管２０において第一流体及び第二流体をより適切に加熱しやすい。複合管２０において、第一隔壁２５ａの内面の面積は、第二隔壁２５ｂの内面の面積以下であってもよい。
　図３に示す通り、複合管２０において、第一流路２１の少なくとも一部は、第二流路２２よりも蓄熱槽１０の外部に近い位置で延びている。このような構成によれば、第一流体と蓄熱材５とを熱交換させて蓄熱材５に熱を蓄えるときに、蓄熱槽１０の外部の近くに存在する蓄熱材５に第一流体が有する熱が伝わりやすい。このため、蓄熱材５に効果的に熱を蓄えることができる。
　図２に示す通り、蓄熱装置１は、例えば、第一集合空間３１ｂと、第二集合空間３２ｂとをさらに備えている。第一集合空間３１ｂには、複数の複合管２０における複数の第一出口２１ｂを通過した第一流体が集まる。第二集合空間３２ｂには、複数の複合管２０における複数の第二出口２２ｂを通過した第二流体が集まる。第一集合空間３１ｂは、複合管２０の長手方向において、収容空間１５と第二集合空間３２ｂとの間に配置されている。このような構成によれば、第一集合空間３１ｂが収容空間１５の近くに位置するので、第一流体と蓄熱材５とを熱交換させて蓄熱材５に熱を蓄えるときに、第一集合空間３１ｂに存在する第一流体が有する熱が蓄熱材５に伝わりやすい。このため、短期間で多くの熱量が蓄熱材５に蓄えられやすい。
　図２に示す通り、蓄熱装置１は、例えば、第一貯留空間３１ａと、第二貯留空間３２ａとをさらに備えている。第一貯留空間３１ａには、複数の複合管２０における複数の第一入口２１ａに導かれる第一流体が貯留される。第二貯留空間３２ａには、複数の複合管２０における複数の第二入口２２ａに導かれる第二流体が貯留される。第一貯留空間３１ａは、複合管２０の長手方向において、収容空間１５と第二貯留空間３２ａとの間に配置されている。このような構成によれば、第一貯留空間３１ａが収容空間１５の近くに位置するので、第一流体と蓄熱材５とを熱交換させて蓄熱材５に熱を蓄えるときに、第一貯留空間３１ａに存在する第一流体が有する熱が蓄熱材５に伝わりやすい。このため、短期間で多くの熱量が蓄熱材５に蓄えられやすい。
　蓄熱装置１は、例えば、筒状の胴部２、第一内側仕切り３６ｂ、第一外側仕切り３７ｂ、第一端板３８ｂ、第二内側仕切り３６ａ、第二外側仕切り３７ａ、及び第二端板３８ａを備えている。第一内側仕切り３６ｂ、第一外側仕切り３７ｂ、第一端板３８ｂ、第二内側仕切り３６ａ、第二外側仕切り３７ａ、及び第二端板３８ａのそれぞれは、胴部２の内面に接合されている。例えば、胴部２の軸方向において胴部２の中央に収容空間１５が形成されている。胴部２と、第一内側仕切り３６ｂと、第二内側仕切り３６ａとによって蓄熱槽１０が構成されている。加えて、胴部２の一方の端部に第一集合空間３１ｂ及び第二集合空間３２ｂが形成され、胴部２の他方の端部に第一貯留空間３１ａ及び第二貯留空間３２ａが形成されている。なお、胴部２の一方の端部に第一集合空間３１ｂ及び第二貯留空間３２ａが形成され、胴部２の他方の端部に第一貯留空間３１ａ及び第二集合空間３２ｂが形成されていてもよい。
　第一外側仕切り３７ｂは、胴部２の軸方向において、第一内側仕切り３６ｂと第一端板３８ｂとの間に配置されている。第一内側仕切り３６ｂは、収容空間１５に接している。第一内側仕切り３６ｂは、例えば、高い伝熱性を有する。第一端板３８ｂは、蓄熱装置１の外部に接している。第一集合空間３１ｂは、例えば、胴部２の軸方向において第一内側仕切り３６ｂと第一外側仕切り３７ｂとの間に形成されている。第二集合空間３２ｂは、例えば、胴部２の軸方向において第一外側仕切り３７ｂと第一端板３８ｂとの間に形成されている。複合管２０において、第二流路２２をなす部位は、第一内側仕切り３６ｂ及び第一外側仕切り３７ｂを貫通しており、その他の部位は、第一内側仕切り３６ｂを貫通している。第二流路２２の一方の端部は、胴部２の軸方向において、第一出口２１ｂから胴部２の外側に向かって延びている。
　第二外側仕切り３７ａは、胴部２の軸方向において、第二内側仕切り３６ａと第二端板３８ａとの間に配置されている。第二内側仕切り３６ａは、収容空間１５に接している。第二内側仕切り３６ａは、例えば、高い伝熱性を有する。第二端板３８ａは、蓄熱装置１の外部に接している。第一貯留空間３１ａは、例えば、胴部２の軸方向において第二内側仕切り３６ａと第二外側仕切り３７ａとの間に形成されている。第二貯留空間３２ａは、例えば、胴部２の軸方向において第二外側仕切り３７ａと第二端板３８ａとの間に配置されている。複合管２０において、第二流路２２をなす部位は、第二内側仕切り３６ａ及び第二外側仕切り３７ａを貫通しており、その他の部位は、第二内側仕切り３６ａを貫通している。第二流路２２の他方の端部は、胴部２の軸方向において、第一入口２１ａから胴部２の外側に向かって延びている。
　図２に示す通り、蓄熱装置１は、第一供給口３１ｆ、第二供給口３２ｆ、第一排出口３１ｄ、及び第二排出口３２ｄを有する。第一供給口３１ｆは、第一貯留空間３１ａに開口している。第一流体は、蓄熱装置１の外部から第一供給口３１ｆを通って第一貯留空間３１ａに導かれる。第二供給口３２ｆは、第二貯留空間３２ａに開口している。第二流体は、蓄熱装置１の外部から第二供給口３２ｆを通って第二貯留空間３２ａに導かれる。第一排出口３１ｄは、第一集合空間３１ｂに開口している。第一流体は、第一集合空間３１ｂから第一排出口３１ｄを通って蓄熱装置１の外部に導かれる。第二排出口３２ｄは、第二集合空間３２ｂに開口している。第二流体は、第二集合空間３２ｂから第二排出口３２ｄを通って蓄熱装置１の外部に導かれる。
　図１に示す通り、蓄熱装置１は、例えば、過冷却解除手段５０をさらに備えている。過冷却解除手段５０は、蓄熱材５が過冷却状態にあるときに、蓄熱材５に電気エネルギー及び振動エネルギー等の所定の物理的刺激を付与して蓄熱材５の過冷却状態を解除する。これにより、蓄熱材５の液相から固相への相転移を促すことができ、蓄熱材５に蓄えられた潜熱を取り出すことができる。過冷却解除手段５０は、例えば、電極である。
　第一流体及び第二流体は、特定の流体に限定されない。蓄熱装置１を用いて、例えば、図５に示すシステム１００を提供できる。システム１００は、例えば、蓄熱装置１と、内燃機関３と、潤滑対象４とを備えている。システム１００は、第一経路３ａ及び第二経路４ａを有する。第一経路３ａにおいて、冷却水が内燃機関３と蓄熱装置１との間を循環する。第二経路４ａにおいて、潤滑油が潤滑対象４と蓄熱装置１との間を循環する。この場合、蓄熱装置１において、第一流体は冷却水であり、第二流体は潤滑油である。第一流路２１は、第一経路３ａの一部を構成しており、第二流路２２は、第二経路４ａの一部を構成している。このような構成によれば、内燃機関３の起動に伴う暖機運転において、蓄熱材５に蓄えられた熱によって冷却水及び潤滑油を加熱できる。加えて、冷却水及び潤滑油の温度調節を単一の蓄熱装置１で実現できるので、内燃機関３を備えた車両又は設備が小型化されやすい。
　潤滑対象４は、変速機であってもよいし、内燃機関３における所定の部品であってもよい。換言すると、潤滑油は、エンジンオイル又はトランスミッションオイルであってもよい。
　システム１００を例に、蓄熱装置１の動作の一例を説明する。内燃機関３が所定期間以上連続的に作動している場合、第一経路３ａを流れる冷却水が内燃機関３からの排熱によって加熱される。加熱された冷却水は、蓄熱装置１の複合管２０における第一流路２１に導かれる。これにより、蓄熱装置１において蓄熱材５と冷却水との熱交換により、蓄熱材５が加熱され、蓄熱材５に熱が蓄えられる。一方、第一流路２１を通過した冷却水は、内燃機関３に戻され、内燃機関３を冷却する。冷却水は、例えば、第一流路２１を通過した後内燃機関３に戻される前に、ラジエータ（図示省略）を通過してさらに冷却されうる。これにより、内燃機関３に戻される冷却水の温度がより適切に調整されやすい。
　内燃機関３が所定期間以上連続的に作動している場合、潤滑油は、潤滑対象４を潤滑する。このとき、潤滑対象４における摩擦により、潤滑油の温度が上昇する。その後、潤滑油は、蓄熱装置１の複合管２０における第二流路２２に導かれる。蓄熱装置１において蓄熱材５と潤滑油との熱交換により、蓄熱材５が加熱される。蓄熱装置１において、例えば、冷却水の温度は、潤滑油の温度よりも高い。このため、複合管２０において、冷却水が蓄熱槽１０の外側に近い位置で大きな流量で流れることにより、蓄熱材５に効果的に熱を蓄えることができる。その結果、短期間で多くの熱量が蓄熱材５に蓄えられやすい。なお、蓄熱装置１において、冷却水の温度は、潤滑油の温度以下であってもよい。この場合、複合管２０において冷却水と潤滑油との熱交換により、潤滑油の温度を所望の範囲に調整しやすい。
　複合管２０における第一流体及び第二流体の流れは、例えば、並流である。複合管２０における第一流体及び第二流体の流れは、対向流であってもよい。
　内燃機関３の起動に伴う暖機運転において、低温の冷却水及び低温の潤滑油が蓄熱装置１に導かれる。このとき、蓄熱装置１において蓄熱材５に蓄えられた熱が放出される。これにより、複合管２０の内部を流れる冷却水及び潤滑油が加熱される。その結果、暖気運転において、冷却水の温度及び潤滑油の温度が速やかに所望の範囲に調整されやすい。

Claims (9)

  1. 　蓄熱材を収容している蓄熱槽と、
    　第一流路と、前記第一流路に沿って延びている第二流路とを有し、前記蓄熱槽において前記蓄熱材と接触した状態で配置された、少なくとも１つの複合管と、を備え、
    　前記複合管は、前記蓄熱槽において前記蓄熱材が収容された収容空間と前記第一流路とを隔てる第一隔壁と、前記収容空間と前記第二流路とを隔てる第二隔壁と、前記第一流路と前記第二流路とを隔てる第三隔壁と、を有する、
    　蓄熱装置。
  2. 　前記第一流路は、前記第一流路に第一流体を導く第一入口と、前記第一流路の外部に前記第一流体を導く第一出口とを有し、
    　前記第二流路は、前記第二流路に第二流体を導く第二入口と、前記第二流路の外部に前記第二流体を導く第二出口とを有する、
    　請求項１に記載の蓄熱装置。
  3. 　前記第一入口は、前記複合管の長手方向における前記第一流路の一端に位置し、かつ、前記第一出口は、前記複合管の長手方向における前記第一流路の他端に位置しており、
    　前記第二入口は、前記複合管の長手方向における前記第二流路の一端に位置し、かつ、前記第二出口は、前記複合管の長手方向における前記第二流路の他端に位置している、
    　請求項２に記載の蓄熱装置。
  4. 　前記第一流体は、内燃機関と当該蓄熱装置との間を循環する冷却水であり、
    　前記第二流体は、潤滑対象と当該蓄熱装置との間を循環する潤滑油である、
    　請求項２又は３に記載の蓄熱装置。
  5. 　前記第一流路は、前記第二流路が有する流路断面積よりも大きい流路断面積を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
  6. 　前記複合管において、前記第一流路の少なくとも一部は、前記第二流路よりも前記蓄熱槽の外部に近い位置で延びている、請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
  7. 　前記少なくとも１つの複合管は、複数の前記複合管を有し、
    　前記複数の前記複合管における複数の前記第一出口を通過した前記第一流体が集まる第一集合空間と、
    　前記複数の前記複合管における複数の前記第二出口を通過した前記第二流体が集まる第二集合空間と、を備え、
    　前記第一集合空間は、前記複合管の長手方向において、前記収容空間と前記第二集合空間との間に配置されている、
    　請求項２から６のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
  8. 　前記少なくとも１つの複合管は、複数の前記複合管を有し、
    　前記複数の前記複合管における複数の前記第一入口に導かれる前記第一流体が貯留されるべき第一貯留空間と、
    　前記複数の前記複合管における複数の前記第二入口に導かれる前記第二流体が貯留されるべき第二貯留空間と、を備え、
    　前記第一貯留空間は、前記複合管の長手方向において、前記収容空間と前記第二貯留空間との間に配置されている、
    　請求項２から７のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
  9. 　前記蓄熱槽は、円筒状であり、
    　前記複合管は、前記蓄熱槽の軸方向に延びている、
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
     
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