(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関の排気熱により脱水反応を行って蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が内蔵された反応器と、
前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気の吸着、及び吸着した水蒸気の脱着が可能な吸着材が内蔵された吸着器と、
前記吸着器の吸着材が水蒸気を吸着する際に該吸着器を冷却するための冷媒を循環させる冷媒循環路と、
前記冷媒循環路に直列又は並列に設けられ、該冷媒循環路の冷媒を保温状態で貯留可能に構成された顕熱蓄熱装置を含んで構成され、前記吸着器の吸着材から水蒸気を脱着させるための脱着促進手段と、
前記反応器内の前記化学蓄熱材が水和反応により放熱した熱を加熱対象に伝える伝熱構造と、
前記反応器への蓄熱中又は蓄熱終了時に、前記冷媒が前記顕熱蓄熱装置に貯留されるように該顕熱蓄熱装置を制御すると共に、前記車両の始動時に、前記顕熱蓄熱装置に貯留されている冷媒が前記吸着器に導かれるように該顕熱蓄熱装置を制御する制御装置と、
を備えた車両用化学蓄熱システム。
【請求項２】
前記脱着促進手段は、前記吸着器内の圧力を低下させるための減圧ポンプを含んで構成されている請求項１記載の車両用化学蓄熱システム。
【請求項３】
前記車両は、前記内燃機関の排気ガスを浄化するための排気触媒を有しており、
前記排気触媒が前記加熱対象とされている請求項２記載の車両用化学蓄熱システム。
【請求項４】
前記車両は、走行用の駆動力を発揮するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリとを備えたハイブリッド車両であり、
前記バッテリが前記加熱対象とされている請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行に伴い生じる熱を有効利用するための車両用化学蓄熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車において、緊急時に駆動用バッテリに充電するための補助エンジンと、暖房用に温水を加熱する燃焼器と、高温温水を利用して熱を蓄える蓄熱器とを備え、補助エンジンの始動の際に蓄熱器の蓄えた温水を補助エンジンに供給して補助エンジンを予熱する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、エンジン駆動とモータ駆動とを組み合わせたハイブリッド車において、冷却水の一部を保温保持する蓄熱器を備え、車両始動時における蓄熱器内の冷却水温がエンジン内の冷却水温よりも高い場合に蓄熱器からエンジンに冷却水を供給して暖気し、当座の間はモータ駆動によって車両を走行させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１１７３１号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、熱を顕熱として蓄える顕熱蓄熱器を用いているため、長期間に亘り蓄熱状態を維持することができず、また蓄えた温水又は冷却水の温度以上の温度への加熱ができない。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、長期間に亘って安定的に蓄熱でき、かつ高温が要求される加熱対象の加熱が可能となる車両用化学蓄熱システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、車両に搭載された内燃機関の排気熱により脱水反応を行って蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が内蔵された反応器と、前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気の吸着、及び吸着した水蒸気の脱着が可能な吸着材が内蔵された吸着器と、前記吸着器の吸着材が水蒸気を吸着する際に該吸着器を冷却するための冷媒を循環させる冷媒循環路と、前記冷媒循環路に直列又は並列に設けられ、該冷媒循環路の冷媒を保温状態で貯留可能に構成された顕熱蓄熱装置を含んで構成され、前記吸着器の吸着材から水蒸気を脱着させるための脱着促進手段と、前記反応器内の前記化学蓄熱材が水和反応により放熱した熱を加熱対象に伝える伝熱構造と、前記反応器への蓄熱中又は蓄熱終了時に、前記冷媒が前記顕熱蓄熱装置に貯留されるように該顕熱蓄熱装置を制御すると共に、前記車両の始動時に、前記顕熱蓄熱装置に貯留されている冷媒が前記吸着器に導かれるように該顕熱蓄熱装置を制御する制御装置と、を備えている。
【００１４】
請求項１記載の車両用化学蓄熱システムでは、反応器の化学蓄熱材に排気熱を蓄熱する際には、該化学蓄熱材から脱水された水蒸気が吸着器の吸着材に吸着される。一方、加熱対象を加熱する際には、脱着促進手段を作動させる。すると、吸着器内の吸着材から水蒸気が脱着され、該水蒸気が反応器内の化学蓄熱材に供給されることで、化学蓄熱材の水和反応に伴って化学蓄熱材が発熱する。この熱は、伝熱構造を介して加熱対象（被加熱体）に供給される。すなわち、化学蓄熱材に蓄えられていた熱が加熱対象に放熱される。
本車両用化学蓄熱システムでは、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いるので、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。また、脱着促進手段の作動により吸着器から反応器に水蒸気が供給されるので、低温環境下で反応器の化学蓄熱材に高温で発熱させることができる。
このように、請求項１記載の車両用化学蓄熱システムでは、長期間に亘って安定的に蓄熱でき、かつ高温が要求される加熱対象の加熱が可能となる。
【００１５】
さらに、本車両用化学蓄熱システムでは、反応器への蓄熱の際には、冷媒循環路を循環する冷媒によって吸着器が冷却される。換言すれば、冷媒は吸着材の吸着熱にて加熱される。この蓄熱中または蓄熱終了時に、制御装置の制御により加熱された冷媒が顕熱蓄熱装置に蓄えられる。一方、反応器からの放熱の際には、制御装置の制御により顕熱蓄熱装置内の冷媒が吸着器に供給されることで、吸着材が加熱されて該吸着材から水蒸気が脱着される。このように、顕熱蓄熱装置の冷媒を熱源とすることで、車両始動時に内燃機関を始動することなく加熱対象を加熱することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記脱着促進手段は、前記吸着器内の圧力を低下させるための減圧ポンプを含んで構成されている。
【００１７】
請求項２記載の車両用化学蓄熱システムでは、加熱対象を加熱する際には、減圧ポンプを作動させて吸着器内の圧力を低下させる。すると、吸着器内の吸着材からの水蒸気の脱着が促進され（脱着温度が低下し）ると共に、吸着材から発生した水蒸気が減圧ポンプの吐出側では加圧され、水蒸気圧を高くすることができ、反応器の化学蓄熱材により高温で発熱させることが可能になる。
【００１８】
なお、減圧ポンプは、上記した顕熱蓄熱装置と併せ持つことができ、この場合、吸着材から発生する水蒸気圧を一層高くすることができる。また、減圧ポンプは、反応器と吸着器との連通路に設けることが好ましい。
【００１９】
請求項３記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項２記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記車両は、前記内燃機関の排気ガスを浄化するための排気触媒を有しており、前記排気触媒が前記加熱対象とされている。
【００２０】
請求項３記載の車両用化学蓄熱システムでは、上記の如く減圧ポンプによって吸着器の吸着材が発生する水蒸気圧力を高くすることができるため、反応器の化学蓄熱材の放熱により高温の熱を得ることができる。このため、高温（例えば３００℃）で反応活性が良好となる排気触媒の加熱を、化学蓄熱材に蓄えた熱にて有効に行うことが可能になる。
【００２１】
請求項４記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記車両は、走行用の駆動力を発揮するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリとを備えたハイブリッド車両であり、前記バッテリが前記加熱対象とされている。
【００２２】
請求項４記載の車両用化学蓄熱システムでは、化学蓄熱材が蓄熱していた熱によって、一般に低温での出力密度が低いバッテリが車両始動時に加熱されるので、該バッテリの出力密度が増大される。これにより、本車両用化学蓄熱システムが適用された車両では、モータによる低温始動性が向上する。
【００２３】
第１態様の車両用化学蓄熱システムは、車両に搭載された内燃機関の排気熱により脱水反応を行って蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が内蔵された反応器と、前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気の吸着及び吸着した水蒸気の脱着が可能な吸着材が内蔵された吸着器と、前記吸着器の吸着材から水蒸気を脱着させるための脱着促進手段と、前記反応器内の前記化学蓄熱材が水和反応により放熱した熱を加熱対象に伝える伝熱構造と、を備えている。
【００２４】
第１態様の車両用化学蓄熱システムでは、反応器の化学蓄熱材に排気熱を蓄熱する際には、該化学蓄熱材から脱水された水蒸気が吸着器の吸着材に吸着される。一方、加熱対象を加熱する際には、脱着促進手段を作動させる。すると、吸着器内の吸着材から水蒸気が脱着され、該水蒸気が反応器内の化学蓄熱材に供給されることで、化学蓄熱材の水和反応に伴って化学蓄熱材が発熱する。この熱は、伝熱構造を介して加熱対象（被加熱体）に供給される。すなわち、化学蓄熱材に蓄えられていた熱が加熱対象に放熱される。
【００２５】
本車両用化学蓄熱システムでは、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いるので、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。また、脱着促進手段の作動により吸着器から反応器に水蒸気が供給されるので、低温環境下で反応器の化学蓄熱材に高温で発熱させることができる。
【００２６】
このように、第１態様の車両用化学蓄熱システムでは、長期間に亘って安定的に蓄熱でき、かつ高温が要求される加熱対象の加熱が可能となる。
【００２７】
第２態様の車両用化学蓄熱システムは、第１態様の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記脱着促進手段は、前記内燃機関の排気熱を熱交換媒体に回収するための排気熱回収装置と、該排気熱を回収した熱交換媒体を前記吸着器に導くための媒体移送手段とを含んで構成されており、前記車両の始動時に、前記熱交換媒体に前記内燃機関の排気熱が回収されると共に、該熱交換媒体が前記吸着器に導かれるように、前記排気熱回収装置及び媒体移送手段を制御する制御装置をさらに備えた。
【００２８】
第２態様の車両用化学蓄熱システムでは、車両の始動時には、制御装置の制御により作動された排気熱回収装置によって、内燃機関の排気熱が熱交換媒体に回収され、この熱交換媒体が媒体移送手段によって吸着器に導かれることで、吸着材が加熱されて該吸着材から水蒸気が脱着される。このように、排気熱を回収した比較的高温の熱交換媒体を用いて吸着材を加熱するので、該吸着材から発生する水蒸気圧を高くすることができ、反応器の化学蓄熱材により高温で発熱させることが可能になる。
【００２９】
第３態様の車両用化学蓄熱システムは、第１又は第２態様の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記脱着促進手段は、前記吸着器内の圧力を低下させるための減圧ポンプを含んで構成されている。
【００３０】
第３態様の車両用化学蓄熱システムでは、加熱対象を加熱する際には、減圧ポンプを作動させて吸着器内の圧力を低下させる。すると、吸着器内の吸着材からの水蒸気の脱着が促進され（脱着温度が低下し）ると共に、吸着材から発生した水蒸気が減圧ポンプの吐出側では加圧され、水蒸気圧を高くすることができ、反応器の化学蓄熱材により高温で発熱させることが可能になる。
【００３１】
なお、減圧ポンプは、上記した排気熱回収器と併せ持つことができ、この場合、吸着材から発生する水蒸気圧を一層高くすることができる。また、減圧ポンプは、反応器と吸着器との連通路に設けることが好ましい。
【００３２】
第４態様の車両用化学蓄熱システムは、第２又は第３態様の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記車両は、前記内燃機関の排気ガスを浄化するための排気触媒を有しており、前記排気触媒が前記加熱対象とされている。
【００３３】
第４態様の車両用化学蓄熱システムでは、上記の如く排気熱回収器及び／又は減圧ポンプによって吸着器の吸着材が発生する水蒸気圧力を高くすることができるため、反応器の化学蓄熱材の放熱により高温の熱を得ることができる。このため、高温（例えば３００℃）で反応活性が良好となる排気触媒の加熱を、化学蓄熱材に蓄えた熱にて有効に行うことが可能になる。
【００３４】
第５態様の車両用化学蓄熱システムは、第１〜第３態様の何れかの車両用化学蓄熱システムにおいて、前記車両は、走行用の駆動力を発揮するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリとを備えたハイブリッド車両であり、前記バッテリが前記加熱対象とされている。
【００３５】
第５態様の車両用化学蓄熱システムでは、化学蓄熱材が蓄熱していた熱によって、一般に低温での出力密度が低いバッテリが車両始動時に加熱されるので、該バッテリの出力密度が増大される。これにより、本車両用化学蓄熱システムが適用された車両では、モータによる低温始動性が向上する。
第６態様の車両用化学蓄熱システムは、車両に搭載された内燃機関の排気熱により脱水反応を行って蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が内蔵された反応器と、前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気の吸着、及び吸着した水蒸気の脱着が可能な吸着材が内蔵された吸着器と、前記内燃機関の冷却水を保温状態で貯留可能に構成された顕熱蓄熱装置と、該顕熱蓄熱装置に貯留した冷却水を前記吸着器に導く冷却水移送手段とを含んで構成され、前記吸着器の吸着材から水蒸気を脱着させるための脱着促進手段と、前記反応器内の前記化学蓄熱材が水和反応により放熱した熱を加熱対象に伝える伝熱構造と、前記車両の停止時に、前記内燃機関の冷却水が前記顕熱蓄熱装置に貯留されるように該顕熱蓄熱装置を制御すると共に、前記車両の始動時に、前記顕熱蓄熱装置に貯留されている冷却水が前記吸着器に導かれるように前記冷却水移送手段を制御する制御装置と、を備えている。
第６態様の車両用化学蓄熱システムでは、反応器の化学蓄熱材に排気熱を蓄熱する際には、該化学蓄熱材から脱水された水蒸気が吸着器の吸着材に吸着される。一方、加熱対象を加熱する際には、脱着促進手段を作動させる。すると、吸着器内の吸着材から水蒸気が脱着され、該水蒸気が反応器内の化学蓄熱材に供給されることで、化学蓄熱材の水和反応に伴って化学蓄熱材が発熱する。この熱は、伝熱構造を介して加熱対象（被加熱体）に供給される。すなわち、化学蓄熱材に蓄えられていた熱が加熱対象に放熱される。本車両用化学蓄熱システムでは、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いるので、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。また、脱着促進手段の作動により吸着器から反応器に水蒸気が供給されるので、低温環境下で反応器の化学蓄熱材に高温で発熱させることができる。このように、請求項１記載の車両用化学蓄熱システムでは、長期間に亘って安定的に蓄熱でき、かつ高温が要求される加熱対象の加熱が可能となる。さらに、本車両用化学蓄熱システムでは、車両の停止時に、制御装置の制御により内燃機関の冷却水が顕熱蓄熱装置に貯留される。すなわち、冷却水の顕熱が蓄熱される。そして、車両の始動時には、制御装置の制御に基づき冷却水移送手段によって顕熱蓄熱装置から冷却水が吸着器に導かれる。この熱により吸着材が加熱されて該吸着材から水蒸気が脱着される。このように、顕熱蓄熱装置の冷却水を熱源とすることで、例えば、車両始動時に内燃機関を始動することなく加熱対象を加熱することができる。
第７態様の車両用化学蓄熱システムは、第６態様の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記脱着促進手段は、前記吸着器内の圧力を低下させるための減圧ポンプを含んで構成されている。第７態様の車両用化学蓄熱システムでは、加熱対象を加熱する際には、減圧ポンプを作動させて吸着器内の圧力を低下させる。すると、吸着器内の吸着材からの水蒸気の脱着が促進され（脱着温度が低下し）ると共に、吸着材から発生した水蒸気が減圧ポンプの吐出側では加圧され、水蒸気圧を高くすることができ、反応器の化学蓄熱材により高温で発熱させることが可能になる。なお、減圧ポンプは、上記した排気熱回収器や顕熱蓄熱装置と併せ持つことができ、この場合、吸着材から発生する水蒸気圧を一層高くすることができる。また、減圧ポンプは、反応器と吸着器との連通路に設けることが好ましい。
第８態様の車両用化学蓄熱システムは、第７態様の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記車両は、前記内燃機関の排気ガスを浄化するための排気触媒を有しており、前記排気触媒が前記加熱対象とされている。第８態様の車両用化学蓄熱システムでは、上記の如く排気熱回収器及び／又は減圧ポンプによって吸着器の吸着材が発生する水蒸気圧力を高くすることができるため、反応器の化学蓄熱材の放熱により高温の熱を得ることができる。このため、高温（例えば３００℃）で反応活性が良好となる排気触媒の加熱を、化学蓄熱材に蓄えた熱にて有効に行うことが可能になる。
第９態様の車両用化学蓄熱システムは、第６〜第８態様の何れかの車両用化学蓄熱システムにおいて、前記車両は、走行用の駆動力を発揮するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリとを備えたハイブリッド車両であり、前記バッテリが前記加熱対象とされている。第９態様の車両用化学蓄熱システムでは、化学蓄熱材が蓄熱していた熱によって、一般に低温での出力密度が低いバッテリが車両始動時に加熱されるので、該バッテリの出力密度が増大される。これにより、本車両用化学蓄熱システムが適用された車両では、モータによる低温始動性が向上する。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように本発明に係る車両用化学蓄熱システムは、長期間に亘って安定的に蓄熱でき、かつ高温が要求される加熱対象の加熱が可能となるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１参考例に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１参考例に係る車両用化学蓄熱システムを構成する蓄熱ＥＣＵの図である。
【図３】本発明の第１参考例に係る車両用化学蓄熱システムの動作モードを説明するための図であって、（Ａ）は蓄熱モードのシステム構成図、（Ｂ）は、放熱モードのシステム構成図である。
【図４】本発明の第１参考例に係る車両用化学蓄熱システムの蓄熱、放熱サイクルを示すＰＴ線図である。
【図５】本発明の第１参考例に係る車両用化学蓄熱システムを構成する吸着材の吸着量と平衡圧力との関係を示す線図である。
【図６】本発明の第１参考例に係る車両用化学蓄熱システムを構成する吸着材の吸着等温線を示す線図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムを構成する蓄熱ＥＣＵの図である。
【図９−１】本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの動作モードを説明するための図であって、（Ａ）は化学蓄熱モードのシステム構成図、（Ｂ）は、顕熱蓄熱モードのシステム構成図である。
【図９−２】本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの動作モードを説明するための図であって、（Ｃ）は、放熱モードのシステム構成図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの蓄熱、放熱サイクルを示すＰＴ線図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムを構成する吸着材の吸着量と平衡圧力との関係を示す線図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムが適用されたハイブリッド車を構成するバッテリの環境温度と出力密度との関係を示す線図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムを構成する蓄熱ＥＣＵの図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムを構成する蓄熱ＥＣＵの図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本明細書において、「第１の実施形態」、「第３の実施形態」とあるのは、「第２参考例」、「第３参考例」と読み替え、「第２の実施形態」とあるのは、「実施形態」と読み替えるものとする。
本発明の第１参考例に係る車両用化学蓄熱システム１０について、図１〜図５に基づいて説明する。先ず、車両用化学蓄熱システム１０が適用された車両としての自動車１１の熱系統について簡単に説明し、次いで、車両用化学蓄熱システム１０について説明することとする。
【００３９】
図１には、自動車１１に適用された車両用化学蓄熱システム１０の概略全体構成がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、自動車１１は、内燃機関としてのエンジン１２を備えている。また、自動車１１は、エンジン１２からの排気ガスを浄化して大気放出する排気系１４を備えている。排気系１４は、一端がエンジン１２に接続されると共に他端が大気開放端１６Ａとされた排気ライン（排気管）１６と、排気ライン１６におけるエンジン１２側に設けられた排気触媒としての触媒コンバータ１８とを有する。図示は省略するが、排気系１４には、排気音を低減するための消音装置が排気ライン１６における触媒コンバータ１８の下流側に設けられている。
【００４０】
さらに、自動車１１は、エンジン１２を冷却するためのエンジン冷却系２０を備えている。エンジン冷却系２０は、エンジン１２、ヒータコア２２、ラジエータ２４の順でエンジン冷却水を循環させるための冷却水循環ライン２６と、冷却水循環ライン２６におけるエンジン１２の直上流に設けられエンジン冷却水に駆動力を付与するウォータポンプ２８と、ラジエータ２４をバイパスするバイパスライン３０とを含んで構成されている。この参考例におけるウォータポンプ２８は、エンジン１２の駆動力で作動する機械式のポンプとされている。
【００４１】
この参考例では、冷却水循環ライン２６におけるラジエータ２４とウォータポンプ２８との間へのバイパスライン３０の合流部分には、３ポート弁３２が設けられている。３ポート弁３２は、冷却水循環ライン２６にのみエンジン冷却水が流通される状態と、バイパスライン３０によってラジエータ２４が完全にバイパスされる状態と、ラジエータ２４とバイパスライン３０とにエンジン冷却水が流れる割合を調整する状態とをとり得る構成とされている。
【００４２】
さらに、自動車１１は、エンジン１２の排気熱を回収するための排気熱回収器３４を備えている。排気熱回収器３４は、排気ライン１６における触媒コンバータ１８の下流（大気開放端１６Ａ）側部分から分岐された熱回収ライン３６に、排気ガスと熱回収媒体との熱交換可能に設けられている。熱回収ライン３６は、排気ライン１６における該熱回収ライン３６の分岐部分よりも下流側に合流されても良く、大気開放端１６Ａとは独立した大気開放端を有する構成としても良い。図１では、熱回収ライン３６が排気ライン１６に合流する例が図示されている。
【００４３】
また、排気ライン１６における熱回収ライン３６の分岐部分には３ポート弁３８が設けられており、排気熱回収器３４に排気ガスを導く熱回収状態と、排気熱回収器３４をバイパスして排気ガスを大気開放端１６Ａから放出する状態とを切り替え得る構成とされている。この参考例では、熱回収媒体として冷却水が用いられており、この冷却水が後述する如く車両用化学蓄熱システム１０の低温熱源とされている。すなわち、この参考例では、排気熱回収器３４の冷却水は、エンジン冷却系２０で用いられるエンジン冷却水とは独立して循環するものとされている。
【００４４】
車両用化学蓄熱システム１０は、以上説明した自動車１１に適用され、自動車１１を構成する加熱対象（この参考例では、後述する如く触媒コンバータ１８）を加熱するようになっている。以下、具体的に説明する。
【００４５】
車両用化学蓄熱システム１０は、容器内に化学蓄熱材が充填された反応器４０を備えている。反応器４０内の化学蓄熱材は、脱水に伴って蓄熱（吸熱）し、水和（水酸化カルシウムへの復原）に伴って放熱（発熱）する構成とされている。この参考例では、化学蓄熱材として、アルカリ土類金属水酸化物の１つである水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）が採用されている。したがって、反応器４０内では、以下に示す反応で蓄熱、放熱を可逆的に繰り返し得る構成とされている。
Ｃａ（ＯＨ）２  ⇔  ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ
【００４６】
この式に蓄熱量、発熱量Ｑを併せて示すと、
Ｃａ（ＯＨ）２  ＋  Ｑ  →  ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ
ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  Ｃａ（ＯＨ）２  ＋  Ｑ
となる。
【００４７】
また、車両用化学蓄熱システム１０は、反応器４０に排気系１４の排気ライン１６から排気熱、すなわち高温の排気ガスを導入するための排気供給ライン４２、反応器４０から排気ライン１６に排気ガスを戻す排気戻しライン４４を備えている。排気供給ライン４２、排気戻しライン４４は、共に排気ライン１６における触媒コンバータ１８に対する上流（エンジン１２）側に連通されている。
【００４８】
また、排気供給ライン４２には開閉弁４６が設けられ、排気戻しライン４４には開閉弁４６が設けられている。これにより、開閉弁４６、４８が共に開放されている場合には反応器４０に排気ガスの一部が流通され、開閉弁４６、４８が共に閉止されている場合には反応器４０に排気ガスが導入されない構成とされている。
【００４９】
すなわち、この参考例における反応器４０は、化学蓄熱材と排気ガスとの熱交換器として捉えることができる。なお、この参考例では、自動車１１の運転中における化学蓄熱材の温度が略４５０℃になるように、排気ガスの反応器４０への流通量（割合）が設定されている。この設定は、排気ライン１６と反応器４０側との圧力損失のバランス等で設定されても良く、後述する蓄熱ＥＣＵ７０にて開閉弁４６、４８の開度を調整することで設定されても良い。化学蓄熱材の温度を略４５０℃とするのは、５００℃以上で生じやすくなる化学蓄熱材の劣化（潮解等）を抑制するためである。
【００５０】
さらに、車両用化学蓄熱システム１０は、反応器４０内の化学蓄熱材が放出した熱を加熱対象に供給するための伝熱構造としての加熱エアライン５０を備えている。加熱エアライン５０は、一端がブロア５２に接続されており、中間部が反応器４０内の化学蓄熱材と熱交換可能な熱交換部５０Ａとされている。この加熱エアライン５０における反応器４０の下流側部分が、加熱対象としての触媒コンバータ１８に導かれるようになっている。加熱エアライン５０は、触媒コンバータ１８の内部に導入されて排気触媒と直接的に熱交換され、排気ライン１６を介して大気開放されるように構成されている。
【００５１】
また、車両用化学蓄熱システム１０は、反応器４０に水和反応のための水蒸気を供給し、又は反応器４０での脱水反応に伴い生じた水蒸気を回収するための吸着器（吸脱着器）５４を備えている。吸着器５４は、容器内に水蒸気を吸着（物理吸着）、脱着可能な吸着材を収容して構成されている。吸着器５４を構成する吸着材は、水蒸気の吸着に伴い吸着熱を放出し、外部から脱着熱の供給を受けて吸着されている水蒸気を脱着させる構成とされている。
【００５２】
この吸着器５４は、水蒸気連通ライン５６を介して反応器４０の内部（化学蓄熱材の充填空間）に連通されている。水蒸気連通ライン５６には、開閉弁５８が設けられている。
【００５３】
この参考例では、反応器４０、吸着器５４、及びこれらを連通する水蒸気連通ライン５６内は、予め真空脱気されている。したがって、反応器４０、吸着器５４は、その機能を発揮するための反応、吸脱着が行われていない状態では、それぞれの内圧が大気圧と比較して十分に小さい構成とされている。
【００５４】
さらに、車両用化学蓄熱システム１０は、吸着器５４で生じた吸着熱を放出するための冷却水が循環する冷媒循環路としての冷却水循環ライン６０と、該冷却水循環ライン６０に吸着器５４と直列を成すように設けられたサブラジエータ６２及び冷却水ポンプ６４を備えている。これにより、冷却水ポンプ６４を作動することで、吸着器５４、サブラジエータ６２の順で冷却水が循環し、吸着器５４で生じた吸着熱がサブラジエータ６２で放熱されるようになっている。これにより、吸着器５４を略一定の温度に保ちつつ該吸着器５４による水蒸気の吸着が可能となる。
【００５５】
また、車両用化学蓄熱システム１０では、上記した排気熱回収器３４で冷却水に回収した排気熱を、脱着熱として反応器４０に供給するための排気熱供給ライン６６を備えている。排気熱供給ライン６６は、冷却水循環ライン６０における吸着器５４の冷却水出口側とサブラジエータ６２との間から分岐されると共に、排気熱回収器３４を経由して冷却水循環ライン６０におけるサブラジエータ６２と冷却水ポンプ６４との間に合流されている。
【００５６】
冷却水循環ライン６０における排気熱供給ライン６６の合流部分には、３ポート弁６８が設けられている。この３ポート弁６８によって、冷却水が吸着器５４、サブラジエータ６２を循環する状態（図３（Ａ）参照）と、冷却水が吸着器５４、排気熱回収器３４を循環する状態（図３（Ｂ）参照）との切替が可能な構成とされている。この参考例では、排気熱回収器３４、熱回収ライン３６及び３ポート弁３８が本発明における排気熱回収装置に相当し、冷却水ポンプ６４、排気熱供給ライン６６及び３ポート弁６８が媒体移送手段に相当し、これらを含め本発明における脱着促進手段が構成されているものと捉えることができる。
【００５７】
以上説明した車両用化学蓄熱システム１０では、上記の如く触媒コンバータ１８を加熱するようになっている。この触媒コンバータ１８を３５０℃以上の温度にするための加熱が要求されることを考慮して、車両用化学蓄熱システム１０では、化学蓄熱材の水和反応により反応器４０の温度が４００℃以上になるように、吸着器５４の動作温度（発生する水蒸気圧力）が設定されている。
【００５８】
この点につき、図４〜図６を参照しつつ補足する。図４には、ＰＴ線図に示された圧力平衡点における車両用化学蓄熱システム１０のサイクルが示されている。この図において、上側の等圧線が脱水（吸熱）反応を示し、下側の等圧線が水和（発熱）反応を示している。このサイクルに示す通り、化学蓄熱材の温度が略４２６℃で蓄熱された場合、略１２［ｋＰａ］の水蒸気が吸着器５４に吸着され、吸着器５４では、該水蒸気の平衡温度（略８０℃）以下になるように、サブラジエータ６２によって吸着熱が放熱されるように設計されている。
【００５９】
この参考例では、吸着等温線が図６に示される如くなる吸着材を用いて吸着器５４が構成されており、吸着の際に吸着器５４の温度を略７０℃以下に冷却する設定とされている。これにより、図５に示される如く、脱水（蓄熱）温度が略４２６℃となる脱水反応の平衡圧力（略１２［ｋＰａ］）に対し十分に低い水蒸気の平衡圧力を得ることができる構成とされている。
【００６０】
一方、車両用化学蓄熱システム１０では、水和反応に伴う発熱によって反応器４０の温度が４００℃以上になるように、吸着器５４から脱着される水蒸気の温度（圧力）が決められている。この参考例では、図４に示される如く、吸着器５４から脱着される水蒸気の温度は、略６３℃（略６［ｋＰａ］）とされている。すなわち、吸着器５４の温度が略６３℃以上とされるように、排気熱回収器３４から排気熱を回収する構成（設計）とされている。
【００６１】
この参考例では、脱着の際に吸着器５４の温度を７５〜８５℃に加熱する設定とされている。これにより、図５に示される如く、放熱温度が略４００℃となる水和反応の平衡圧力（略６［ｋＰａ］）に対し十分に高い水蒸気の平衡圧力を得ることができる構成とされている。
【００６２】
以上により、車両用化学蓄熱システム１０では、図４に示す如きサイクルが実現可能であり、反応器４０に蓄熱した熱を、４００℃以上の温度で反応器４０から放熱させることができる構成とされている。
【００６３】
さらに、車両用化学蓄熱システム１０は、制御装置としての蓄熱ＥＣＵ７０を備えている。蓄熱ＥＣＵ７０は、図２に示される如く、開閉弁４６、４８、５８、３ポート弁３８、６８、ブロア５２、冷却水ポンプ６４のそれぞれに電気的に接続されており、これらの作動を制御するようになっている。蓄熱ＥＣＵ７０は、自動車１１の図示しないスタートスイッチ（運転制御ＥＣＵやメインコントローラ）や外気温センサ等にも電気的に接続されており、車両の走行状態や外気温等の情報に基づいて上記した各制御対象を制御するようになっている。
【００６４】
この参考例では、蓄熱ＥＣＵ７０は、自動車１１の走行時には、反応器４０の化学蓄熱材への蓄熱が行われる蓄熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。具体的には、図３（Ａ）に示される如く、開閉弁４６、４８、５８を開放させると共に、３ポート弁３８の排気熱回収器３４側のポート及び３ポート弁６８の排気熱供給ライン６６側のポートをそれぞれ閉止させ、かつ冷却水ポンプ６４を作動させるようになっている。また、蓄熱ＥＣＵ７０は、蓄熱モードでは、ブロア５２を停止状態に維持するようになっている。なお、図３における弁類の黒塗りで示すポートは、該ポートが閉止されている状態を示している。
【００６５】
一方、蓄熱ＥＣＵ７０は、自動車１１の低温環境下での始動時には、反応器４０内の化学蓄熱材が放熱を行うと共に、該反応器４０から放熱された熱が触媒コンバータ１８に導かれる放熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。具体的には、図３（Ｂ）に示される如く、開閉弁４６、４８を閉止させると共に開閉弁５８を開放させ、３ポート弁３８の大気開放端１６Ａ側ポートのみ閉止させ、３ポート弁６８のサブラジエータ６２側ポートのみ閉止させ、かつブロア５２、冷却水ポンプ６４を作動させるようになっている。
【００６６】
次に、第１参考例の作用を説明する。
【００６７】
上記構成の車両用化学蓄熱システム１０では、蓄熱ＥＣＵ７０は、自動車１１の運転中には、図３（Ａ）に示される如き蓄熱モードを実行する。すると、排気系１４の排気ライン１６から排気供給ライン４２を経由して反応器４０に高温の排気ガスが導かれ、該排気ガスからの熱供給を受けて反応器４０内の化学蓄熱材が脱水反応を生じ、排気熱が化学蓄熱材に蓄熱される。
【００６８】
この蓄熱モード実行の際、反応器４０で化学蓄熱材から脱水された水である水蒸気は、水蒸気連通ライン５６を介して吸着器５４に流入され、該吸着器５４を構成する吸着材に吸着される。この吸着に伴って生じる吸着熱は、冷却水循環ライン６０を循環する冷却水にてサブラジエータ６２に運搬され、該サブラジエータ６２にて系外に放熱される。これにより、吸着平衡圧の上昇が抑制され、吸着材による吸着すなわち反応器４０での蓄熱が維持される。
【００６９】
以上により、車両用化学蓄熱システム１０が適用された自動車１１では、その走行（エンジン１２の作動）に伴い生じる排気ガスの排気熱を反応器４０に蓄熱する。
【００７０】
また、車両用化学蓄熱システム１０では、蓄熱ＥＣＵ７０は、外気温が所定の閾値を下回る低温環境下で自動車１１が始動される場合には、図３（Ｂ）に示される如き放熱モードを実行する。すると、始動されたエンジン１２の排気ガスが排気熱回収器３４に導かれ、該排気熱回収器３４において排気熱供給ライン６６を流れる冷却水と排気ガスとの熱交換が行われる。すなわち、排気熱が冷却水に回収され、この冷却水が排気熱供給ライン６６、冷却水循環ライン６０を経由して吸着器５４に導かれる。
【００７１】
これにより、吸着器５４に脱着に必要な熱が供給され、該吸着器５４の吸着材から水蒸気が脱着される。この参考例では、脱着温度が６３℃以上とされ、該脱着温度に応じた圧力（略６［ｋＰａ］以上）で水蒸気が吸着器５４から反応器４０に供給される。反応器４０内の化学蓄熱材は、水蒸気との接触に伴い水和反応を行いつつ放熱する。この参考例では、上記の通りの圧力で水蒸気が供給されることで、４００℃となる。
【００７２】
そして、反応器４０で発生された熱は、ブロア５２の作動によって加熱エアライン５０を流れる空気に供給され、該加熱空気によって触媒コンバータ１８が加熱される。蓄熱ＥＣＵ７０は、例えば暖気開始からの経過時間、触媒コンバータ１８の温度、加熱エアライン５０内の空気の温度変化の少なくとも１つに基づいて、触媒コンバータ１８が十分に加熱されたと判断すると、放熱モードを終了し、蓄熱モードに移行する。
【００７３】
ここで、車両用化学蓄熱システム１０では、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いて蓄熱・放熱を行うため、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。また、吸着器５４に脱着熱を供給することで該吸着器５４から反応器４０に水蒸気を供給させて水和反応を生じさせる構成であるため、供給する脱着熱に対し高い温度での発熱が実現される。
【００７４】
特に、車両用化学蓄熱システム１０では、排気熱回収器３４にて排気熱を回収することで比較的高温とされた冷却水にて吸着器５４に脱着熱を供給するため、反応器４０に供給する水蒸気圧力が高くなり、反応器４０の温度を４００℃以上にすることができる。これにより、車両用化学蓄熱システム１０では、反応器４０からの熱によって触媒コンバータ１８内の排気触媒が加熱、昇温される。これにより、車両用化学蓄熱システム１０では、エンジン１２の始動から短時間で、触媒コンバータ１８を３５０℃以上に昇温することができるので、低温始動時において排気ガスが良好に浄化される（排気ガス中の未燃炭化水素成分が減少される。
【００７５】
以上により、車両用化学蓄熱システム１０が適用された自動車１１では、低温始動時の排気ガス浄化性能が著しく向上する。
【００７６】
次に、本発明の実施形態を説明する。なお、上記第１参考例又は前出の構成と基本的に同一の部品、部分については、上記第１参考例又は前出の構成同一の符号を付して説明を省略し、また図示を省略する場合がある。
【００７７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム８０について、図７〜図１２に基づいて説明する。図７には、車両用化学蓄熱システム８０がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、車両用化学蓄熱システム８０は、排気熱回収器３４に代えて、エンジン冷却水の顕熱を蓄える顕熱蓄熱器８２を備える点で、第１参考例とは異なる。
【００７８】
具体的には、顕熱蓄熱器８２は、冷却水循環ライン２６におけるヒータコア２２の上下流に連通された蓄熱器ライン８４に設けられており、ヒータコア２２と並列に配置されているものと捉えることができる。この顕熱蓄熱器８２は、断熱容器とされ、高温のエンジン冷却水を貯留することで該エンジン冷却水の顕熱を蓄える構成とされている。
【００７９】
冷却水循環ライン２６におけるヒータコア２２の上流側（エンジン１２側）の分岐部には、３ポート弁８６が設けられている。また、蓄熱器ライン８４における顕熱蓄熱器８２に対する３ポート弁８６とは反対側には、顕熱蓄熱器８２側に向けてエンジン冷却水を圧送するための冷却水ポンプ８８が設けられている。
【００８０】
そして、車両用化学蓄熱システム８０は、排気熱供給ライン６６に代えて、それぞれ冷却水循環ライン６０に接続されたエンジン冷却水供給ライン９０及びエンジン冷却水戻りライン９２を備えている。エンジン冷却水供給ライン９０は、蓄熱器ライン８４における３ポート弁８６と顕熱蓄熱器８２との間から分岐され、３ポート弁６８を介して冷却水循環ライン６０に接続されている。蓄熱器ライン８４におけるエンジン冷却水供給ライン９０の分岐部分には、３ポート弁９４が設けられている。また、エンジン冷却水戻りライン９２は、冷却水循環ライン６０における吸着器５４の冷却水出口側とサブラジエータ６２との間から分岐されると共に、顕熱蓄熱器８２に直接的に連通されている。
【００８１】
以上説明したように車両用化学蓄熱システム８０は、車両用化学蓄熱システム１０とほぼ同様に構成された化学蓄熱部８０Ａと、エンジン冷却水の顕熱を蓄熱するための顕熱蓄熱部８０Ｂとを備え、エンジン冷却水供給ライン９０、エンジン冷却水戻りライン９２を介して顕熱蓄熱部８０Ｂから化学蓄熱部８０Ａにエンジン冷却水の顕熱を輸送可能なシステムとして捉えることができる。
【００８２】
したがって、この実施形態では、顕熱蓄熱器８２、蓄熱器ライン８４、３ポート弁８６、冷却水ポンプ８８（顕熱蓄熱部８０Ｂの主要部）が本発明における顕熱蓄熱装置に相当し、エンジン冷却水供給ライン９０、エンジン冷却水戻りライン９２、３ポート弁９４及び冷却水ポンプ６４が冷却水移送手段に相当し、これらを含め本発明における脱着促進手段が構成されているものと捉えることができる。
【００８３】
この実施形態では、自動車１１は、駆動源としてモータ９５を備えたハイブリッド車とされており、モータ９５に電力を供給するためのインバータ（パワーコントロールユニット）９６、バッテリ９８をさらに備える。この実施形態では、エンジン１２及びモータ９５の双方に車両走行のための駆動力を生じさせ得るパラレル式のハイブリッド車とされている。
【００８４】
そして、この実施形態では、車両用化学蓄熱システム８０による加熱対象は、触媒コンバータ１８に代えてバッテリ９８とされている。したがって、車両用化学蓄熱システム８０では、加熱エアライン５０に代えて、反応器４０との熱交換部９９Ａの下流にバッテリ９８との熱交換を行う熱交換部９９Ｂを有する加熱エアライン９９を備えている。加熱エアライン９９の一端部は、ブロア５２に接続され、他端部は大気開放された大気開放端９９Ｃとされている。
【００８５】
以上説明した車両用化学蓄熱システム８０のサイクルについて、主に車両用化学蓄熱システム１０のサイクルとは異なる部分を、図１０及び図１１を参照しつつ補足する。図１０には、ＰＴ線図に示された圧力平衡点における車両用化学蓄熱システム８０のサイクルが示されている。この図において、上側の等圧線が脱水（吸熱）反応を示し、下側の等圧線が水和（発熱）反応を示している。このサイクルに示す通り、化学蓄熱材の温度が略４２６℃で蓄熱された場合、略１２［ｋＰａ］の水蒸気が吸着器５４に吸着され、吸着器５４では、該水蒸気の平衡温度（略８０℃）以下になるように、サブラジエータ６２によって吸着熱が放熱されるように設計されている。すなわち、車両用化学蓄熱システム８０では、図１１にも示される如く、脱水（蓄熱）については、車両用化学蓄熱システム１０と同様であり、同等の熱量Ｑを蓄熱可能とされている。
【００８６】
一方、図１０に戻り、車両用化学蓄熱システム８０では、顕熱蓄熱器８２での蓄熱温度が比較的低いことを考慮して、吸着器５４から反応器４０に供給される水蒸気の温度として略２５℃（蒸気圧０．８［ｋＰａ］程度）が設計温度とされている。この場合、図１０に示される如く、反応器４０の放熱温度は、略３３８℃となる構成である。吸着器５４では、顕熱蓄熱器８２からの供給温度として略３０〜５０℃が設計値とされている。これにより、図１１に示される如く、放熱温度が略３３８℃となる水和反応の平衡圧力（略０．８［ｋＰａ］）に対し十分に高い水蒸気の平衡圧力を得ることができる構成とされている。
【００８７】
図１２に示される如く、バッテリ９８は、数１０℃が使用温度の上限になるので、上記の通り３３８℃で放熱する反応器４０を備えた車両用化学蓄熱システム８０によって、有効に加熱（昇温）することができる。
【００８８】
また、車両用化学蓄熱システム８０は、蓄熱ＥＣＵ７０に代えて、制御装置としての蓄熱ＥＣＵ１００を備えている。蓄熱ＥＣＵ１００は、図８に示される如く、開閉弁４６、４８、５８、３ポート弁３２、６８、８６、９４、ブロア５２、冷却水ポンプ６４、冷却水ポンプ８８に電気的に接続されている。蓄熱ＥＣＵ１００は、自動車１１の図示しないスタートスイッチ（運転制御ＥＣＵやメインコントローラ）や外気温センサ等にも電気的に接続されており、車両の走行状態や外気温等の情報に基づいて上記した各制御対象を制御するようになっている。
【００８９】
この実施形態では、蓄熱ＥＣＵ１００は、自動車１１の走行時には、反応器４０の化学蓄熱材への蓄熱が行われる化学蓄熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。具体的には、図９−１（Ａ）に示される如く、開閉弁４６、４８、５８を開放させ、冷却水ポンプ６４を作動させる一方、３ポート弁６８のエンジン冷却水供給ライン９０側のポート、３ポート弁８６の蓄熱器ライン８４側のポート、３ポート弁９４の顕熱蓄熱器８２側のポートをそれぞれ閉止させ、ブロア５２、冷却水ポンプ８８を停止状態に維持するようになっている。
【００９０】
また、蓄熱ＥＣＵ１００は、自動車１１の停止の際には、顕熱蓄熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。具体的には、図９−１（Ｂ）に示される如く、開閉弁４６、４８、５８を閉止させ、さらに冷却水ポンプ６４を停止させる（以上、化学蓄熱部８０Ａを停止させる）一方、３ポート弁３２のラジエータ２４側のポート、３ポート弁８６のヒータコア２２側の各ポート、３ポート弁９４のエンジン冷却水供給ライン９０側のポートをそれぞれ閉止させると共に、３ポート弁８６の蓄熱器ライン８４側のポート及び３ポート弁９４の顕熱蓄熱器８２側のポートを開放させ、かつ冷却水ポンプ８８を作動させるようになっている。
【００９１】
さらに、蓄熱ＥＣＵ１００は、自動車１１の低温環境下での始動時（低温始動時におけるエンジン１２の始動前）には、反応器４０内の化学蓄熱材が放熱を行うと共に、該反応器４０から放熱された熱がバッテリ９８に導かれる放熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。具体的には、図９−２（Ｃ）に示される如く、上記顕熱蓄熱モードに対し、３ポート弁３２のバイパスライン３０側のポート、３ポート弁６８のサブラジエータ６２側のポート、３ポート弁９４のエンジン１２（３ポート弁８６）側のポートを閉止すると共に、３ポート弁６８のエンジン冷却水供給ライン９０側のポート、３ポート弁９４の顕熱蓄熱器８２側のポート、及び開閉弁５８を開放し、かつ、冷却水ポンプ６４及びブロア５２を作動させるようになっている。
【００９２】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００９３】
上記構成の車両用化学蓄熱システム８０では、蓄熱ＥＣＵ１００は、自動車１１の運転中には、図９−１（Ａ）に示される如く、主に化学蓄熱部８０Ａにおいて化学蓄熱モードを実行する。すると、排気系１４の排気ライン１６から排気供給ライン４２を経由して反応器４０に高温の排気ガスが導かれ、該排気ガスからの熱供給を受けて反応器４０内の化学蓄熱材が脱水反応を生じ、排気熱が化学蓄熱材に蓄熱される。
【００９４】
この化学蓄熱モードの実行の際、反応器４０で化学蓄熱材から脱水された水である水蒸気は、水蒸気連通ライン５６を介して吸着器５４に流入され、該吸着器５４の吸着材に吸着される。この吸着に伴い生じた吸着熱は、冷却水循環ライン６０を循環する冷却水にてサブラジエータ６２に運搬され、該サブラジエータ６２にて系外に放熱される。
【００９５】
以上により、車両用化学蓄熱システム８０が適用された自動車１１では、その走行（エンジン１２の作動）に伴い生じる排気ガスの排気熱を反応器４０に蓄熱する。また、化学蓄熱モードの実行の際には、顕熱蓄熱部８０Ｂでは、顕熱蓄熱器８２がエンジン冷却水の循環系等から切り離されている。
【００９６】
また、車両用化学蓄熱システム８０では、蓄熱ＥＣＵ１００は、自動車１１が停車（又は運転中にエンジン１２が停止）された場合には、図９−１（Ｂ）に示される如く、顕熱蓄熱部８０Ｂにおいてエンジン冷却水の顕熱を顕熱蓄熱器８２に蓄える顕熱蓄熱モードを実行する。すると、冷却水ポンプ８８の駆動力によって、エンジン冷却水がエンジン１２と顕熱蓄熱器８２との間を所定時間だけ循環する。これにより、顕熱蓄熱器８２内には、エンジン１２との熱交換で加熱された高温のエンジン冷却水が貯留（保持）される。すなわち、エンジン冷却水の熱が顕熱蓄熱器８２に蓄えられる。
【００９７】
そして、車両用化学蓄熱システム８０では、蓄熱ＥＣＵ１００は、外気温が所定の閾値を下回る低温環境下で自動車１１が始動される場合には、エンジン１２の始動に先立って、図９−２（Ｃ）に示される如き放熱モードを実行する。すると、冷却水ポンプ６４の作動によって、顕熱蓄熱器８２内のエンジン冷却水がエンジン冷却水供給ライン９０を介して吸着器５４に導かれ、エンジン冷却水戻りライン９２を介して顕熱蓄熱器８２に戻される。すなわち、エンジン冷却水が顕熱蓄熱器８２と吸着器５４との間を循環する。
【００９８】
このエンジン冷却水との熱交換によって脱着熱が供給された吸着器５４からは、水蒸気が脱着され、この水蒸気はその温度に応じた圧力で水蒸気連通ライン５６を介して反応器４０に供給される。すると、反応器４０内の化学蓄熱材は、水蒸気との接触に伴い水和反応を行いつつ放熱する。この熱は、ブロア５２により加熱エアライン９９を流れる空気に供給され、該加熱空気によってバッテリ９８が加熱される。
【００９９】
蓄熱ＥＣＵ１００は、例えば暖気開始からの経過時間、バッテリ９８の温度、加熱エアライン５０内の空気の温度変化の少なくとも１つに基づいて、バッテリ９８が十分に加熱されたと判断すると、モータ９５の始動許可信号をメインコントローラ等に出力する。また、蓄熱ＥＣＵ１００は、放熱モードすなわちバッテリ９８の暖機を終了する。
【０１００】
ここで、車両用化学蓄熱システム８０では、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いて蓄熱・放熱を行うため、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。また、吸着器５４に脱着熱を供給することで該吸着器５４から反応器４０に水蒸気を供給させて水和反応を生じさせる構成であるため、供給する脱着熱に対し高い温度での発熱が実現される。
【０１０１】
特に、車両用化学蓄熱システム８０では、顕熱蓄熱器８２に蓄えた熱によって吸着器５４から水蒸気を脱着させる構成であるため、自動車１１の始動時にエンジン１２の作動に頼ることなく脱着熱を確保することができる。これにより、車両用化学蓄熱システム８０が適用された自動車１１では、低温環境下において、バッテリ９８を暖機して出力密度を増大することで、エンジン１２を始動させることなく、モータ９５の動力で始動することができる。
【０１０２】
この点について補足すると、バッテリ９８の出力密度は、図１２に示される如き温度依存性を有しており、例えば、バッテリ９８の温度を環境温度０℃から１０℃まで上昇させることができれば、出力密度は略１．７倍になり、また例えばバッテリ９８の温度を環境温度５℃から１５℃まで上昇させることができれば、出力密度は略１．５倍に増大することが解る。そして、本実施形態に係る車両用化学蓄熱システム８０では、略１分間の放熱モードの実行で、バッテリ９８の温度を略１０℃上昇させることができることが確かめられている。
【０１０３】
これにより、車両用化学蓄熱システム８０が適用されたハイブリッド車である自動車１１は、低温環境下において、放熱モードの実行によるバッテリ９８の昇温を待ってモータ９５をスムースに始動させることができる。換言すれば、自動車１１は、バッテリ９８の出力密度が低下する低温環境下において、エンジン１２に頼ることなく始動することができる。
【０１０４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１１０について、図１３及び図１４に基づいて説明する。図１３には、車両用化学蓄熱システム１１０がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、車両用化学蓄熱システム１１０は、吸着器５４を冷却するための冷却水系統に設けられた顕熱蓄熱器１１２を備える点で、エンジン冷却系２０に設けられた顕熱蓄熱器８２を備えた車両用化学蓄熱システム８０とは異なる。
【０１０５】
具体的には、車両用化学蓄熱システム１１０は、冷却水循環ライン６０における吸着器５４の出口側とサブラジエータ６２との間から分岐され、該冷却水循環ライン６０における冷却水ポンプ６４（吸着器５４の入口側）とサブラジエータ６２との間に合流されたラジエータバイパスライン１１４を備えている。顕熱蓄熱器１１２は、ラジエータバイパスライン１１４に設けられており、サブラジエータ６２と並列に配置されているものと把握することができる。
【０１０６】
また、冷却水循環ライン６０におけるラジエータバイパスライン１１４の分岐部分には、３ポート弁１１６が設けられている。３ポート弁１１６は、冷却水がサブラジエータ６２に流入するのを許容する一方顕熱蓄熱器１１２に流入するのを禁止する蓄熱器バイパス状態と、冷却水がサブラジエータ６２に流入するのを禁止する一方顕熱蓄熱器１１２に流入するのを許容するラジエータバイパス状態とを切り替え得る構成とされている。
【０１０７】
車両用化学蓄熱システム１１０においては、エンジン冷却系２０側に設けられた顕熱蓄熱部８０Ｂを有せず、化学蓄熱部と顕熱蓄熱部とが一体化されているものと把握することができる。すなわち、この実施形態では、顕熱蓄熱器１１２、ラジエータバイパスライン１１４、３ポート弁１１６、及び冷却水ポンプ６４が本発明における脱着促進手段を構成するものと捉えることができる。
【０１０８】
そして、図１４に示される如く、車両用化学蓄熱システム１１０を構成する制御装置としての蓄熱ＥＣＵ１１８は、開閉弁４６、４８、５８、３ポート弁１１６、ブロア５２、及び冷却水ポンプ６４に電気的に接続されている。この蓄熱ＥＣＵ１１８は、自動車１１の図示しないスタートスイッチ（運転制御ＥＣＵやメインコントローラ）や外気温センサ等にも電気的に接続されており、車両の走行状態や外気温等の情報に基づいて上記した各制御対象を制御するようになっている。
【０１０９】
この実施形態では、蓄熱ＥＣＵ１１８は、自動車１１の走行時には、反応器４０の化学蓄熱材への蓄熱が行われる化学蓄熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。図示は省略するが、化学蓄熱モードでは、３ポート弁１１６が蓄熱器バイパス状態をとるように蓄熱ＥＣＵ１１８に制御され、冷却水の循環により吸着器５４が冷却されるようになっている。その他の動作（排気ガスの流れ）は、車両用化学蓄熱システム１０、８０と同様である。
【０１１０】
また、蓄熱ＥＣＵ１１８は、自動車１１の停止の際には、顕熱蓄熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。図示は省略するが、顕熱蓄熱モードでは、開閉弁５８が閉止されると共に、３ポート弁１１６がラジエータバイパス状態をとるように蓄熱ＥＣＵ１１８に制御されるようになっている。これにより、冷却水ポンプ６４の動力で冷却水が顕熱蓄熱器１１２と吸着器５４とを循環することで、吸着器５４の吸着熱を顕熱として有する冷却水が顕熱蓄熱器１１２に貯留（断熱保持）されるようになっている。
【０１１１】
さらに、蓄熱ＥＣＵ１１８は、自動車１１の低温環境下での始動時（低温始動時におけるエンジン１２の始動前）には、反応器４０内の化学蓄熱材が放熱を行うと共に、該反応器４０から放熱された熱がバッテリ９８に導かれる放熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。図示は省略するが、放熱モードでは、開閉弁５８が開放されると共に、３ポート弁１１６がラジエータバイパス状態をとるように蓄熱ＥＣＵ１１８に制御されるようになっている。これにより、顕熱蓄熱器１１２に蓄えられていた顕熱が吸着器５４に脱着熱として供給されるようになっている。
【０１１２】
次に、第２の実施形態の作用を説明する。
【０１１３】
上記構成の車両用化学蓄熱システム１１０では、第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム８０と同様に、自動車１１の走行中に蓄熱モードを実行してエンジン１２の排気熱を反応器４０に蓄熱し、自動車１１（又はエンジン１２）の停止時に顕熱蓄熱モードを実行して顕熱蓄熱器１１２に顕熱を蓄える。また、車両用化学蓄熱システム１１０では、自動車１１の低温始動時に顕熱蓄熱器１１２の熱を利用して吸着器５４から水蒸気を脱着させることで、反応器４０で水和反応を生じさせる。
【０１１４】
したがって、第２の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１１０によっても、第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム８０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。すなわち、車両用化学蓄熱システム１１０では、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いて蓄熱・放熱を行うため、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。また、吸着器５４に脱着熱を供給することで該吸着器５４から反応器４０に水蒸気を供給させて水和反応を生じさせる構成であるため、供給する脱着熱に対し高い温度での発熱が実現される。
【０１１５】
特に、車両用化学蓄熱システム１１０では、顕熱蓄熱器１１２に蓄えた熱によって吸着器５４から水蒸気を脱着させる構成であるため、自動車１１の始動時にエンジン１２の作動に頼ることなく脱着熱を確保することができる。これにより、車両用化学蓄熱システム１１０が適用された自動車１１では、低温環境下において、バッテリ９８を暖機して出力密度を増大することで、エンジン１２を始動させることなく、モータ９５の動力で始動することができる。
【０１１６】
なお、第２の実施形態では、化学蓄熱モードと顕熱蓄熱モードとを別々に行う例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、化学蓄熱モードの実行時に顕熱蓄熱モードを並行して実行する構成としても良い。
【０１１７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１２０について、図１５及び図１６に基づいて説明する。図１５には、車両用化学蓄熱システム１２０がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、車両用化学蓄熱システム１２０は、水蒸気連通ライン５６に本発明における脱着促進手段を構成する減圧ポンプとしての真空ポンプ１２２を備える点で、第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム８０とは異なる。
【０１１８】
真空ポンプ１２２は、作動することで吸着器５４を減圧しつつ反応器４０を加圧する構成とされている。そして、この実施形態では、車両用化学蓄熱システム１２０による加熱対象は、第１参考例と同様に触媒コンバータ１８とされている。
【０１１９】
また、車両用化学蓄熱システム１２０を構成する蓄熱ＥＣＵ１２４は、制御対象として真空ポンプ１２２が付加されている点で、車両用化学蓄熱システム８０を構成する蓄熱ＥＣＵ１００とは異なる。この実施形態では、蓄熱ＥＣＵ１２４による制御は、放熱モードにおいて真空ポンプ１２２を作動させる点で、蓄熱ＥＣＵ１００による制御とは異なる。
【０１２０】
車両用化学蓄熱システム１２０の他の構成は、蓄熱ＥＣＵ１２４による制御を含め、車両用化学蓄熱システム８０の対応する構成と同じである。すなわち、車両用化学蓄熱システム１２０は、化学蓄熱部１２０Ａと、エンジン冷却水の顕熱を蓄熱するための顕熱蓄熱部１２０Ｂとを備えた構成である捉えることができる。
【０１２１】
次に、第３の実施形態の作用を説明する。
【０１２２】
上記構成の車両用化学蓄熱システム１２０では、第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム８０と同様に、自動車１１の走行中に蓄熱モードを実行してエンジン１２の排気熱を反応器４０に蓄熱し、自動車１１（又はエンジン１２）の停止時に顕熱蓄熱モードを実行して顕熱蓄熱器８２に顕熱を蓄える。また、車両用化学蓄熱システム１２０では、自動車１１の低温始動時に、真空ポンプ１２２を作動しつつ顕熱蓄熱器８２の熱を吸着器５４に供給して該吸着器５４から水蒸気を脱着させることで、反応器４０で水和反応を生じさせる。
【０１２３】
ここで、車両用化学蓄熱システム１２０では、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いて蓄熱・放熱を行うため、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。また、吸着器５４に脱着熱を供給することで該吸着器５４から反応器４０に水蒸気を供給させて水和反応を生じさせる構成であるため、供給する脱着熱に対し高い温度での発熱が実現される。
【０１２４】
そして、車両用化学蓄熱システム１２０では、放熱モードにおいて真空ポンプ１２２を作動させるため、比較的低温の熱源である顕熱蓄熱器８２の顕熱を脱着熱として利用する構成において、反応器４０への水蒸気の供給圧力を増大することができる。これにより、反応器４０に蓄熱した熱によって、３５０℃以上の高温への昇温を要求する触媒コンバータ１８の加熱が可能となる。
【０１２５】
したがって、車両用化学蓄熱システム１２０では、始動時にエンジン１２の排気熱を利用することなく触媒コンバータ１８を加熱、昇温した後に、エンジン１２を始動することができる。この場合、排気ガス中の未燃炭化水素成分が、放熱モードなしでエンジン１２を始動した場合と比較して半減される。
【０１２６】
なお、第３の実施形態では、加熱対象を触媒コンバータ１８とした例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、加熱対象をバッテリ９８としても良い。この場合、例えば、顕熱蓄熱器８２内のエンジン冷却水温度が環境温度（低温始動時の環境温度）程度まで低下していても、バッテリ９８を加熱、昇温するのに十分な温度で反応器４０を発熱させることができる。また例えば、エンジン１２（触媒コンバータ１８）とモータ９５（バッテリ９８）とを共に備えたハイブリッド車に適用される構成において、加熱対象を触媒コンバータ１８及びバッテリ９８のうちから選択する構成としても良い。この場合、例えば、吸着器５４の温度に応じて加熱対象を選択する構成とすることができる。
【０１２７】
また、第３の実施形態では、顕熱蓄熱器８２を有する構成において真空ポンプ１２２を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第２の実施形態に係る構成に真空ポンプ１２２を設けた構成としても良く、また例えば、脱着熱の供給源として単にエンジン冷却水、冷却水循環ライン６０の冷却水、外気（雰囲気）等を用いる構成に真空ポンプ１２２を設けた構成としても良い。すなわち、温度に頼らず圧力のコントロールで水蒸気を脱着する構成とする（真空ポンプ１２２のみで本発明における脱着促進手段を構成する）ことも可能である。
【０１２８】
さらに、上記した各実施形態では、車両用化学蓄熱システム１０、８０、１１０、１２０の概略構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、各種変形して実施可能であることは言うまでもない。特に、各実施形態における各ラインの配置、弁類のタイプ、配置、開閉動作等は、対応するモード（蓄熱、放熱の各モード）を実行可能であれば良く、各種の変更が可能である。
【０１２９】
またさらに、上記した各実施形態では、化学蓄熱材として水酸化カルシウムを用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、水和・脱水による各種の放熱・蓄熱する各種の化学蓄熱材を用いて実施することができる。
【０１３０】
また、上記した各実施形態では、蓄熱した熱による加熱対象としてバッテリ９８、触媒コンバータ１８を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、予めされた設定に基づいて又は要求に応じて、エンジン１２及び／又はヒータコア２２を加熱対象としても良く、また例えば、氷雪等が付着した車体、車輪周り、ウインドシールドガラス等を加熱対象としても良い。また、加熱対象を複数の加熱対象候補から選択する構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０ 車両用化学蓄熱システム
１１ 自動車（車両、ハイブリッド車両）
１２ エンジン（内燃機関）
１８ 触媒コンバータ（排気触媒）
３４ 排気熱回収器（排気熱回収装置、脱着促進手段）
３６ 熱回収ライン（排気熱回収装置、脱着促進手段）
３８ ３ポート弁（排気熱回収装置、脱着促進手段）
４０ 反応器
５０ 加熱エアライン（伝熱構造）
５２ ブロア（伝熱構造）
５４ 吸着器
６０ 冷却水循環ライン（冷媒循環路）
６４ 冷却水ポンプ（媒体移送手段、冷却水移送手段、脱着促進手段）
６６ 排気熱供給ライン（媒体移送手段、脱着促進手段）
６８ ポート弁（媒体移送手段、脱着促進手段）
７０ 蓄熱ＥＣＵ（制御装置）
８０・１１０・１２０ 車両用化学蓄熱システム
８２・１１２ 顕熱蓄熱器（顕熱蓄熱装置）
８４ 蓄熱器ライン（顕熱蓄熱装置）
８６ ポート弁（顕熱蓄熱装置）
８８ 冷却水ポンプ（顕熱蓄熱装置）
９０ エンジン冷却水供給ライン（冷却水移送手段、脱着促進手段）
９２ エンジン冷却水戻りライン（冷却水移送手段、脱着促進手段）
９４ ポート弁（冷却水移送手段、脱着促進手段）
９５ モータ
９８ バッテリ
９９ 加熱エアライン（伝熱構造）
１００・１１８・１２４ 蓄熱ＥＣＵ
１１４ ラジエータバイパスライン（顕熱蓄熱装置）
１１６ ポート弁（顕熱蓄熱装置）
１２２ 真空ポンプ（減圧ポンプ、脱着促進手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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