(57)【要約】【課題】反応器の発熱性能を確保しつつ、吸着器に使用される吸着材の量を減らして吸着器のコストを削減することができる化学蓄熱装置を提供する。【解決手段】化学蓄熱装置６は、反応材１２を含み、エンジンオイルとの熱交換を行う反応器７と、吸着材１３を含む吸着器８と、反応器７と吸着器８とを接続するＮＨ３管路９に配設された開閉弁１４と、オイル供給管路１０に配設された開閉弁１５と、開閉弁１４，１５を制御する第１制御部３７とを備え、吸着器８は、エンジンオイルを保温する保温容器２５と、吸着材１３が充填された吸着材充填部２６とを有し、第１制御部３７は、反応材１２から脱離したＮＨ３が吸着器８に移動して吸着材１３に吸着される回収動作の開始後に、吸着器８にエンジンオイルを供給するように開閉弁１５を開弁し、開閉弁１５の開弁後に吸着材充填部２６から反応器７にＮＨ３を供給するように開閉弁１４を開弁する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱対象を加熱する化学蓄熱装置において、
反応媒体との化学反応により発熱すると共に熱により前記反応媒体が脱離する反応材を含み、前記加熱対象との熱交換を行う反応器と、
前記反応媒体を吸着する吸着材を含む吸着器と、
前記反応器と前記吸着器とを接続し、前記反応媒体が流れる反応媒体管路と、
前記反応媒体管路に配設され、前記反応媒体の流路を開閉する第１開閉弁と、
前記吸着器に加熱用流体を供給するための流体供給管路と、
前記流体供給管路に配設され、前記加熱用流体の流路を開閉する第２開閉弁と、
前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を制御する第１制御部とを備え、
前記吸着器は、前記吸着材が充填された吸着材充填部と前記加熱用流体が流通する流体流通部とを有する吸着器本体と、前記吸着器本体を取り囲むように配置され、前記加熱用流体を保温する保温容器とを有し、
前記反応媒体管路は、前記反応器と前記吸着材充填部とを接続し、
前記第１制御部は、前記反応材から脱離した前記反応媒体が前記吸着器に移動して前記吸着材に吸着される回収動作の開始後に、前記吸着器に前記加熱用流体を供給するように前記第２開閉弁を開弁し、前記第２開閉弁の開弁後に前記吸着材充填部から前記反応器に前記反応媒体を供給するように前記第１開閉弁を開弁することを特徴とする化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記第１制御部は、前記回収動作の完了後に、前記第１開閉弁を閉弁すると共に、前記吸着器に前記加熱用流体を供給するように前記第２開閉弁を開弁することを特徴とする請求項１記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記加熱用流体は、前記加熱対象と同一であり、
前記流体供給管路は、前記加熱対象が流れる加熱対象管路と前記吸着器とを接続することを特徴とする請求項１または２記載の化学蓄熱装置。
【請求項４】
前記加熱対象管路と前記吸着器とを接続し、前記加熱用流体を前記吸着器から排出するための流体排出管路と、
前記流体排出管路に配設され、前記加熱用流体の流路を開閉する第３開閉弁と、
前記第３開閉弁を制御する第２制御部とを更に備え、
前記第２制御部は、前記第１開閉弁が開弁されるときに、前記吸着器から前記加熱用流体を排出するように前記第３開閉弁を開弁することを特徴とする請求項３記載の化学蓄熱装置。
【請求項５】
前記保温容器には、断熱部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の化学蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の化学蓄熱装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の化学蓄熱装置は、ＮＨ３と化学反応して熱を発生すると共に排熱を受けてＮＨ３を脱離させる反応材を含む反応器と、ＮＨ３の物理吸着による保持及び脱離が可能な吸着材を含む吸着器と、反応器と吸着器とを接続し、ＮＨ３が流れる導入管と、導入管に設けられ、反応器と吸着器との間の流路を開閉させる開閉弁とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような化学蓄熱装置では、コストの大部分を吸着器が占めている。その中でも、吸着材の材料費が特に高くなっている。そこで、吸着器に使用される吸着材の量を減らすことが望まれている。ただし、単に吸着材の量を減らしただけでは、吸着材に吸着されるＮＨ３の量が少なくなるため、吸着器の圧力が低下する。吸着器の圧力が低いと、反応器の反応材とＮＨ３とを化学反応させて熱を発生させる反応（発熱反応）を行う際に、所望の発熱温度が得られず、結果的に発熱性能が低下してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、反応器の発熱性能を確保しつつ、吸着器に使用される吸着材の量を減らして吸着器のコストを削減することができる化学蓄熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、加熱対象を加熱する化学蓄熱装置において、反応媒体との化学反応により発熱すると共に熱により反応媒体が脱離する反応材を含み、加熱対象との熱交換を行う反応器と、反応媒体を吸着する吸着材を含む吸着器と、反応器と吸着器とを接続し、反応媒体が流れる反応媒体管路と、反応媒体管路に配設され、反応媒体の流路を開閉する第１開閉弁と、吸着器に加熱用流体を供給するための流体供給管路と、流体供給管路に配設され、加熱用流体の流路を開閉する第２開閉弁と、第１開閉弁及び第２開閉弁を制御する第１制御部とを備え、吸着器は、吸着材が充填された吸着材充填部と加熱用流体が流通する流体流通部とを有する吸着器本体と、吸着器本体を取り囲むように配置され、加熱用流体を保温する保温容器とを有し、反応媒体管路は、反応器と吸着材充填部とを接続し、第１制御部は、反応材から脱離した反応媒体が吸着器に移動して吸着材に吸着される回収動作の開始後に、吸着器に加熱用流体を供給するように第２開閉弁を開弁し、第２開閉弁の開弁後に吸着材充填部から反応器に反応媒体を供給するように第１開閉弁を開弁することを特徴とする。
【０００７】
このような化学蓄熱装置においては、吸着器の吸着材から脱離した反応媒体が反応媒体管路を通って反応器に供給されると、反応器の反応材と反応媒体とが化学反応して熱が発生し（発熱反応）、その熱により加熱対象が加熱される。そして、熱により反応材から反応媒体が脱離すると、その反応媒体が反応媒体管路を通って吸着器に供給され、吸着材に吸着される。つまり、反応媒体の回収動作が行われる。そのような回収動作の開始後には、第２開閉弁が開弁される。すると、加熱用流体が流体供給管路を通って吸着器に供給される。このとき、流体流通部を流通する加熱用流体の熱により吸着材充填部の温度が上昇するため、吸着材充填部の圧力が上昇する。ここで、吸着器は加熱用流体を保温する保温容器を有しているため、吸着材充填部は昇温・昇圧状態に維持される。その状態で、第１開閉弁が開弁されると、昇圧状態の吸着材充填部から反応器に反応媒体が供給されて、上記の発熱反応が行われるため、所望の発熱温度が得られる。これにより、反応器の発熱性能が確保される。また、上述したように回収動作の開始後には、加熱用流体が吸着器に供給されることで、吸着材充填部の温度及び圧力が上昇する。このため、回収動作の開始前には、吸着材充填部の圧力は低い状態となっており、吸着材に吸着される反応媒体の量は少ない。これにより、吸着器に使用される吸着材の量が少なくて済むため、吸着器のコストが削減される。
【０００８】
第１制御部は、回収動作の完了後に、第１開閉弁を閉弁すると共に、吸着器に加熱用流体を供給するように第２開閉弁を開弁してもよい。回収動作の完了後は、回収動作の開始前に比べて、吸着材に吸着される反応媒体の量が多いため、吸着材充填部の圧力が高くなっている。その状態で、加熱用流体が吸着器に供給されることで、吸着材充填部の温度が上昇すると、吸着材充填部の圧力が十分に高くなる。これにより、反応器の発熱性能が十分に確保される。
【０００９】
加熱用流体は、加熱対象と同一であり、流体供給管路は、加熱対象が流れる加熱対象管路と吸着器とを接続してもよい。この場合には、反応器により暖められた加熱対象が加熱用流体として有効利用されるため、加熱対象とは異なる専用の加熱用流体を別途用意しなくて済む。
【００１０】
化学蓄熱装置は、加熱対象管路と吸着器とを接続し、加熱用流体を吸着器から排出するための流体排出管路と、流体排出管路に配設され、加熱用流体の流路を開閉する第３開閉弁と、第３開閉弁を制御する第２制御部とを更に備え、第２制御部は、第１開閉弁が開弁されるときに、吸着器から加熱用流体を排出するように第３開閉弁を開弁してもよい。この場合には、反応器の発熱反応によって加熱対象管路を流れる加熱対象が加熱されると共に、吸着器に保温された状態の加熱用流体である加熱対象が加熱対象管路を流れるため、加熱対象の加熱効率が向上する。
【００１１】
保温容器には、断熱部が設けられていてもよい。この場合には、加熱用流体を簡単な構造で確実に保温することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、反応器の発熱性能を確保しつつ、吸着器に使用される吸着材の量を減らして吸着器のコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る化学蓄熱装置を備えたエンジンオイル循環システムを示す概略構成図である。
【図２】図１に示された反応器の断面図である。
【図３】図１に示された吸着器の断面図である。
【図４】図３に示されたコントローラにより実行される再生反応時の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図３に示されたコントローラにより実行される発熱反応時の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】吸着器の吸着材充填部の圧力と吸着器のＮＨ３吸着量との関係を表した吸着等温線特性の一例を示すグラフである。
【図７】一定の温度（２５℃）において発熱反応及び再生反応を実施する際の動作圧力範囲を表した吸着等温線の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る化学蓄熱装置を備えたエンジンオイル循環システムを示す概略構成図である。図１において、エンジンオイル循環システム１は、エンジン２を具備した車両に搭載されている。
【００１６】
エンジンオイル循環システム１は、エンジン２内の各部を潤滑するためのエンジンオイル（加熱対象）を循環させる。エンジンオイル循環システム１は、エンジンオイルが流れるオイル循環管路３（加熱対象管路）と、このオイル循環管路３に配設されたオイルパン４及びオイルポンプ５とを備えている。オイルパン４は、エンジンオイルを溜めておく。オイルポンプ５は、オイルパン４に溜められたエンジンオイルを吸い上げてエンジン２に向けて圧送する。エンジン２内の各部を流れたエンジンオイルは、オイルパン４に戻る。
【００１７】
また、エンジンオイル循環システム１は、加熱対象であるエンジンオイルを加熱（暖機）する本実施形態の化学蓄熱装置６を備えている。化学蓄熱装置６は、電力等の外部エネルギーを必要とせずに、エンジンオイルを加熱する装置である。化学蓄熱装置６は、反応器７と、吸着器８と、ＮＨ３管路９と、オイル供給管路１０と、オイル排出管路１１とを備えている。
【００１８】
反応器７は、オイル循環管路３に接続され、エンジンオイルとの熱交換を行う。オイル循環管路３は、オイルポンプ５と反応器７とを接続する管路部３ａと、反応器７とエンジン２とを接続する管路部３ｂとを有している。なお、オイル循環管路３は、エンジンオイルに対して耐腐食性を有する金属（例えばステンレス鋼）で形成されている。
【００１９】
反応器７は、反応材１２を含んでいる。反応材１２は、反応媒体であるアンモニア（ＮＨ３）が供給されると、ＮＨ３との化学反応により発熱すると共に、エンジンオイルが与えられると、エンジンオイルの熱によりＮＨ３が脱離する材料である。反応材１２としては、組成式ＭａＸｚで表されるハロゲン化物が用いられる。Ｍは、ＬｉまたはＮａ等のアルカリ金属、Ｍｇ、ＣａまたはＳｒ等のアルカリ土類金属、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎ等の遷移金属、Ａｌ、若しくはこれらの金属の組み合わせから選択された１つ以上のカチオンである。Ｘは、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硝酸イオン、チオシアン酸イオン、硫酸イオン、モリブデン酸イオンまたはリン酸イオンから選択された１つ以上のアニオンである。Ｘは、例えばＣｌ、ＢｒまたはＩ等である。ａは、塩分子１つあたりのカチオンの数である。ｚは、塩分子１つあたりのアニオンの数である。
【００２０】
吸着器８は、ＮＨ３を貯蔵する。吸着器８は、発熱時にＮＨ３を物理吸着すると共に、吸熱時にＮＨ３を脱離する吸着材１３を含んでいる。吸着材１３としては、活性炭、カーボンブラック、メソポーラスカーボン、ナノカーボンまたはゼオライト等が用いられる。なお、吸着材１３は、ＮＨ３を化学吸着してもよい。
【００２１】
ＮＨ３管路９は、反応器７と吸着器８とを接続し、反応器７と吸着器８との間でＮＨ３が双方向に流れる反応媒体管路である。ＮＨ３管路９は、ＮＨ３に対して耐腐食性を有する金属（例えばステンレス鋼）で形成されている。ＮＨ３管路９には、ＮＨ３の流路を開閉する開閉弁１４（第１開閉弁）が配設されている。
【００２２】
オイル供給管路１０は、オイル循環管路３と吸着器８とを接続し、暖かいエンジンオイル（加熱用流体）を吸着器８に供給するための流体供給管路である。オイル供給管路１０の一端は、管路部３ａに接続されている。オイル供給管路１０には、エンジンオイルの流路を開閉する開閉弁１５（第２開閉弁）が配設されている。
【００２３】
オイル排出管路１１は、吸着器８とオイル循環管路３とを接続し、吸着器８から暖かいエンジンオイル（加熱用流体）を排出するための流体排出管路である。オイル排出管路１１の一端は、管路部３ａにおけるオイル供給管路１０との接続点よりも下流側に接続されている。オイル排出管路１１には、エンジンオイルの流路を開閉する開閉弁１６（第３開閉弁）が配設されている。
【００２４】
図２は、反応器７の断面図である。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図２において、反応器７は、反応材１２が充填された反応材充填部１７とエンジンオイルが流通するオイル流通部１８とが複数ずつ交互に積層された積層体１９と、この積層体１９のＸ方向の両端側にそれぞれ配置されたヘッダ２０Ａ，２０Ｂとを有している。積層体１９の最上層及び最下層は、反応材充填部１７となっている。
【００２５】
反応材充填部１７は、反応材１２と、この反応材１２を収容するケース２１とを有している。オイル流通部１８は、積層方向に隣り合う反応材充填部１７の間に配置されている。オイル流通部１８は、積層体１９のＹ方向の両端部に配置された１対の側壁２２を有している。なお、Ｙ方向は、Ｘ方向に垂直な方向である。また、オイル流通部１８は、ケース２１及び側壁２２に囲まれた空間内に配置されたフィン２３を有している。側壁２２及びフィン２３は、ケース２１に固定されている。また、ヘッダ２０Ａ，２０Ｂも、ケース２１に固定されている。
【００２６】
ヘッダ２０Ａには、管路部３ａの一端部が固定され、ヘッダ２０Ｂには、管路部３ｂの一端部が固定されている。エンジンオイルは、反応器７内をＸ方向に流れる。ＮＨ３管路９の一端部は、各反応材充填部１７と接続されている。ＮＨ３管路９の一端部は、反応材１２と接するようにケース２１に固定されている。ケース２１は、エンジンオイル及びＮＨ３に対して耐腐食性を有する金属（例えばステンレス鋼）で形成されている。ヘッダ２０Ａ，２０Ｂ、側壁２２及びフィン２３は、例えばケース２１と同じ金属で形成されている。
【００２７】
図３は、吸着器８の断面図である。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図３において、吸着器８は、吸着器本体２４と、この吸着器本体２４を取り囲むように配置され、暖かいエンジンオイルを保温する保温容器２５とを有している。
【００２８】
吸着器本体２４は、吸着材１３が充填された吸着材充填部２６とエンジンオイルが流通するオイル流通部２７（流体流通部）とが複数ずつ交互に積層された積層体２８と、この積層体２８のＸ方向の両端側に配置されたヘッダ２９Ａ，２９Ｂとを有している。積層体２８の最上層及び最下層は、吸着材充填部２６となっている。
【００２９】
吸着材充填部２６は、吸着材１３と、この吸着材１３を収容するケース３０とを有している。オイル流通部２７は、積層方向に隣り合う吸着材充填部２６の間に配置されている。オイル流通部２７は、積層体２８のＹ方向の両端部に配置された１対の側壁３１を有している。また、オイル流通部２７は、ケース３０及び側壁３１に囲まれた空間内に配置されたフィン３２を有している。側壁３１及びフィン３２は、ケース３０に固定されている。また、ヘッダ２９Ａ，２９Ｂも、ケース３０に固定されている。
【００３０】
ヘッダ２９Ａには、オイル供給管路１０の一端部が固定され、ヘッダ２９Ｂには、オイル排出管路１１の一端部が固定されている。エンジンオイルは、吸着器８内をＸ方向に流れる。ＮＨ３管路９の他端部は、各吸着材充填部２６と接続されている。ＮＨ３管路９の他端部は、吸着材１３と接するようにケース３０に固定されている。つまり、ＮＨ３管路９は、反応器７の反応材充填部１７と吸着器８の吸着材充填部２６とを接続している。ケース３０は、エンジンオイル及びＮＨ３に対して耐腐食性を有する金属（例えばステンレス鋼）で形成されている。ヘッダ２９Ａ，２９Ｂ、側壁３１及びフィン３２は、例えばケース２１と同じ金属で形成されている。
【００３１】
保温容器２５は、例えばステンレス鋼で形成された容器本体３９と、この容器本体３９の内壁面に取り付けられた断熱材４０（断熱部）とを有している。断熱材４０としては、例えばグラスウール等の繊維系断熱材またはウレタンフォーム等の発泡性断熱材が用いられる。オイル供給管路１０の一端部は、保温容器２５を貫通してヘッダ２９Ａに固定されている。オイル排出管路１１の一端部は、保温容器２５を貫通してヘッダ２９Ｂに固定されている。ＮＨ３管路９の他端部は、保温容器２５を貫通してケース３０に固定されている。
【００３２】
なお、保温容器２５としては、特に上記の構造には限られない。例えば、保温容器２５は、例えばステンレス鋼で形成された外容器及び内容器からなる二重構造を有し、外容器と内容器との間に真空状態の真空断熱部が設けられていてもよい。
【００３３】
以上のような化学蓄熱装置６において、エンジン２の始動直後に開閉弁１４が開弁されると、吸着器８の吸着材充填部２６と反応器７の反応材充填部１７との圧力差によって、吸着材１３からＮＨ３が脱離し、そのＮＨ３がＮＨ３管路９を通って反応材充填部１７に供給される。そして、反応材１２とＮＨ３とが化学反応（化学吸着）して熱が発生する。つまり、下記の反応式（Ａ）における左辺から右辺への反応（発熱反応）が起こる。
反応材＋ＮＨ３  ⇔  反応材（ＮＨ３）＋熱      …（Ａ）
【００３４】
反応材１２から発生した熱は、オイル流通部１８を流れるエンジンオイルに伝わり、エンジンオイルと熱交換される。これにより、エンジンオイルが加熱される。そして、暖められたエンジンオイルは、エンジン２の内部に送られてオイル循環管路３を循環する。
【００３５】
オイル流通部１８を流れるエンジンオイルの温度が所定温度まで上昇すると、エンジンオイルの熱が反応材１２に与えられることで、反応材１２からＮＨ３が脱離する。つまり、上記の反応式（Ａ）における右辺から左辺への反応（再生反応）が起こる。すると、反応材充填部１７と吸着材充填部２６との圧力差によって、ＮＨ３がＮＨ３管路９を通って吸着器８に戻り、吸着材１３に吸着される。これにより、ＮＨ３が吸着器８に回収されることとなる。
【００３６】
また、化学蓄熱装置６は、温度センサ３３と、圧力センサ３４と、コントローラ３５とを更に備えている。温度センサ３３は、吸着器８の吸着材充填部２６の温度を検出するセンサである。圧力センサ３４は、吸着器８の吸着材充填部２６の圧力を検出するセンサである。
【００３７】
コントローラ３５は、温度センサ３３、圧力センサ３４及びイグニッションスイッチ３６と接続されている。イグニッションスイッチ３６は、エンジン２の始動を行うための手動操作スイッチである。コントローラ３５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等から構成されている。コントローラ３５は、開閉弁１４，１５を制御する第１制御部３７と、開閉弁１６を制御する第２制御部３８とを有している。
【００３８】
第１制御部３７は、反応器７の反応材１２から脱離したＮＨ３が吸着器８に移動して吸着材１３に吸着される回収動作の開始後に、吸着器８にエンジンオイルを供給するように開閉弁１５を開弁し、開閉弁１５の開弁後に吸着材充填部２６から反応器７にＮＨ３を供給するように開閉弁１４を開弁する。このとき、第１制御部３７は、回収動作の完了後に、開閉弁１４を閉弁するように制御すると共に、吸着器８にエンジンオイルを供給するように開閉弁１５を開弁する。第２制御部３８は、開閉弁１４が開弁されるときに、吸着器８からエンジンオイルを排出するように開閉弁１６を開弁する。
【００３９】
図４は、コントローラ３５により実行される再生反応時の制御処理手順を示すフローチャートである。なお、開閉弁１４は開弁されており、開閉弁１５，１６は閉弁されている。図４において、コントローラ３５は、まず温度センサ３３及び圧力センサ３４の検出値に基づいて、ＮＨ３の回収動作が完了したかどうかを判断する（手順Ｓ１０１）。
【００４０】
吸着器８のＮＨ３回収率が１００％になると、ＮＨ３の回収動作が完了する。吸着器８のＮＨ３回収率は、吸着器８に対する移動用ＮＨ３（後述）の回収率であり、より具体的には移動用ＮＨ３の総量と吸着器８に回収された移動用ＮＨ３の量との比率である。例えば、吸着材１３に吸着されるＮＨ３の量（ＮＨ３吸着量）が圧力保持用ＮＨ３（後述）の総量であるときは、吸着器８のＮＨ３回収率は０％であり、ＮＨ３吸着量が圧力保持用ＮＨ３の総量と移動用ＮＨ３の総量との合計値であるときは、吸着器のＮＨ３回収率は１００％である。ＮＨ３吸着量は、例えば温度センサ３３により検出された吸着材充填部２６の温度と圧力センサ３４により検出された吸着材充填部２６の圧力とに基づいて、予め設定されたＮＨ３飽和蒸気圧特性及びＮＨ３吸着特性を用いて推定することが可能である。
【００４１】
コントローラ３５は、ＮＨ３の回収動作が完了したと判断したときは、開閉弁１４を閉弁するように制御する（手順Ｓ１０２）。続いて、コントローラ３５は、開閉弁１５を開弁するように制御する（手順Ｓ１０３）。これにより、反応器７により暖められたエンジンオイルがオイル供給管路１０を通って吸着器８に供給される。すると、暖かいエンジンオイルの熱が吸着材充填部２６に伝えられ、吸着材充填部２６が加熱される。
【００４２】
続いて、コントローラ３５は、所定量のエンジンオイルが吸着器８に供給されたかどうかを判断する（手順Ｓ１０４）。この時の判断は、例えば温度センサ３３または圧力センサ３４の検出値に基づいて行ってもよいし、開閉弁１５が開弁されてからの経過時間に基づいて行ってもよい。
【００４３】
コントローラ３５は、所定量のエンジンオイルが吸着器８に供給されたと判断したときは、開閉弁１５を閉弁するように制御する（手順Ｓ１０５）。これにより、暖かいエンジンオイルが吸着器８内で保温される状態となるため、吸着材充填部２６の温度が維持されることになる。
【００４４】
なお、本処理では、コントローラ３５は、ＮＨ３の回収動作が完了したときに、開閉弁１５を開弁するように制御しているが、開閉弁１５を開弁するタイミングとしては、特にそれには限られず、ＮＨ３の回収動作が完了した後であれば、例えばエンジン２の停止後であってもよい。
【００４５】
図５は、コントローラ３５により実行される発熱反応時の制御処理手順を示すフローチャートである。なお、開閉弁１４〜１６は、何れも閉弁されている。図５において、コントローラ３５は、まずイグニッションスイッチ３６の操作信号に基づいて、エンジン２が始動されたかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。
【００４６】
コントローラ３５は、エンジン２が始動されたと判断したときは、開閉弁１４を開弁するように制御する（手順Ｓ１１２）。これにより、吸着器８から反応器７にＮＨ３が供給され、上記の発熱反応が行われるため、オイル循環管路３を流れるエンジンオイルが加熱される。
【００４７】
また、コントローラ３５は、開閉弁１６を開弁するように制御する（手順Ｓ１１３）。これにより、吸着器８内で保温されている暖かいエンジンオイルが吸着器８からオイル循環管路３に移動する。
【００４８】
続いて、コントローラ３５は、開閉弁１６が開弁されてから所定時間が経過したかどうかを判断する（手順Ｓ１１４）。コントローラ３５は、所定時間が経過したと判断したときは、開閉弁１６を閉弁するように制御する（手順Ｓ１１５）。
【００４９】
以上において、第１制御部３７は、図４に示される手順Ｓ１０１〜Ｓ１０５と、図５に示される手順Ｓ１１１，Ｓ１１２とを実行する。第２制御部３８は、図５に示される手順Ｓ１１３〜Ｓ１１５を実行する。
【００５０】
図６は、吸着器８の吸着材充填部２６の圧力と吸着器８のＮＨ３吸着量との関係を表した吸着等温線特性の一例を示すグラフである。図６において、実線Ｐは、吸着材充填部２６の温度が２５℃である時の吸着等温線を示し、実線Ｑは、吸着材充填部２６の温度が８０℃である時の吸着等温線を示している。何れの場合にも、吸着器８のＮＨ３吸着量が多くなるほど、吸着材充填部２６の圧力が高くなる。また、吸着器８のＮＨ３吸着量が同じときは、吸着材充填部２６の温度が高くなるほど、吸着材充填部２６の圧力が高くなる。
【００５１】
例えば、吸着器８へのＮＨ３の回収動作が開始される前のＮＨ３吸着量は、１０ｇである。つまり、吸着材充填部２６の圧力を所定圧（ここでは１００ｋＰａ）に保持するための圧力保持用ＮＨ３の吸着量は、１０ｇである。吸着器８へのＮＨ３の回収動作が完了した後のＮＨ３吸着量は、１００ｇである。従って、吸着器８と反応器７との間で移動する移動用ＮＨ３の総量は、９０ｇである。
【００５２】
図６を用いて、化学蓄熱装置６の動作を説明する。車両の運転時に反応器７の再生反応が実施されると、反応材１２から脱離した移動用ＮＨ３が吸着器８に回収される。このため、吸着器８のＮＨ３吸着量が増加する（図中Ａ参照）。このとき、吸着材充填部２６の圧力が１００ｋＰａと十分に低いため、ＮＨ３の回収速度が速くなり、ＮＨ３が吸着器８に回収されやすくなる。ＮＨ３吸着量の増加に従って、吸着材充填部２６の圧力が上昇する。
【００５３】
そして、吸着器８のＮＨ３吸着量が１００ｇになり、ＮＨ３の回収動作が完了すると、反応器７により加熱された状態のエンジンオイルが吸着器８に供給される。このため、エンジンオイルの熱により吸着材充填部２６の温度が２５℃から８０℃まで上昇する。また、吸着材充填部２６の温度上昇に伴い、吸着材充填部２６の圧力が２５０ｋＰａから８５０ｋＰａまで上昇する（図中Ｂ参照）。吸着器８に供給されたエンジンオイルは、保温容器２５により保温される。その後、エンジン２を停止させて、車両の運転を終了する。
【００５４】
次に車両の運転を行うべく、エンジン２を始動させると、吸着器８から反応器７に移動用ＮＨ３が移動し、反応器７の発熱反応によってエンジンオイルが加熱される。このため、吸着器８のＮＨ３吸着量が１００ｇから１０ｇに減少する（図中Ｃ参照）。このとき、エンジンオイルは吸着器８に保温されているため、エンジンオイルは暖かい状態に保たれている。従って、吸着材充填部２６の圧力が８５０ｋＰａと高い状態から、反応器７の発熱反応が実施されるため、所望の発熱温度（例えば８０℃）が得られる。
【００５５】
図７は、一定の温度（２５℃）において発熱反応及び再生反応を実施する際の動作圧力範囲を表した吸着等温線の一例を示すグラフである。図７に示される例では、吸着材充填部２６の温度が２５℃であり且つ吸着材充填部２６の圧力が８５０ｋＰａである状態と、吸着材充填部２６の温度が２５℃であり且つ吸着材充填部２６の圧力が６００ｋＰａである状態との間で、反応器７の発熱反応及び再生反応が行われる。この場合には、圧力保持用ＮＨ３の総量Ｍとしては、吸着材充填部２６の圧力を６００ｋＰａに保持するための十分な量が必要となる。
【００５６】
これに対し、図６に示される例では、吸着材充填部２６の温度が８０℃であり且つ吸着材充填部２６の圧力が８５０ｋＰａである状態と、吸着材充填部２６の温度が２５℃であり且つ吸着材充填部２６の圧力が１００ｋＰａである状態との間で、反応器７の発熱反応及び再生反応が行われる。つまり、図７に示される例に比べて、吸着材充填部２６の動作圧力範囲が広くなる。このため、圧力保持用ＮＨ３の総量としては、吸着材充填部２６の圧力を１００ｋＰａに保持するための量だけで足りる。
【００５７】
以上のように本実施形態にあっては、反応器７の反応材１２から脱離したＮＨ３が吸着器８の吸着材１３に吸着される回収動作の開始後には、開閉弁１５が開弁される。すると、反応器７により暖められたエンジンオイルがオイル供給管路１０を通って吸着器８に供給される。このとき、オイル流通部２７を流通するエンジンオイルの熱により吸着材充填部２６の温度が上昇するため、吸着材充填部２６の圧力が上昇する。ここで、吸着器８はエンジンオイルを保温する保温容器２５を有しているため、吸着材充填部２６は昇温・昇圧状態に維持される。その状態で、開閉弁１４が開弁されると、昇圧状態の吸着材充填部２６から反応器７にＮＨ３が供給されて、発熱反応が行われるため、所望の発熱温度が得られる。これにより、反応器７の発熱性能が確保される。また、上述したように回収動作の開始後には、暖かいエンジンオイルが吸着器８に供給されることで、吸着材充填部２６の温度及び圧力が上昇する。このため、回収動作の開始前には、吸着材充填部２６の圧力は低い状態となっており、吸着材１３に吸着されるＮＨ３の量は少ない。これにより、吸着器８に使用される吸着材１３の量が少なくて済むため、吸着器８のコストが削減される。
【００５８】
また、本実施形態では、回収動作の完了後に、開閉弁１４が閉弁されると共に、開閉弁１５が開弁される。回収動作の完了後は、回収動作の開始前に比べて、吸着材１３に吸着されるＮＨ３の量が多いため、吸着材充填部２６の圧力が高くなっている。その状態で、暖かいエンジンオイルが吸着器８に供給されることで、吸着材充填部２６の温度が上昇すると、吸着材充填部２６の圧力が十分に高くなる。これにより、反応器７の発熱性能が十分に確保される。
【００５９】
また、本実施形態では、暖かいエンジンオイルが吸着器８に供給されることで、吸着材充填部２６の温度及び圧力が上昇する。従って、反応器７により暖められたエンジンオイルが加熱用流体として有効利用されるため、エンジンオイルとは異なる専用の加熱用流体を別途用意しなくて済む。
【００６０】
また、本実施形態では、開閉弁１４が開弁されるときに、開閉弁１６が開弁されることで、吸着器８からオイル循環管路３にエンジンオイルが移動する。従って、反応器７の発熱反応によってオイル循環管路３を流れるエンジンオイルが加熱されると共に、吸着器８に保温された状態の暖かいエンジンオイルがオイル循環管路３を流れるため、エンジンオイルの加熱効率が向上する。
【００６１】
また、本実施形態では、保温容器２５には断熱材４０が設けられているので、暖かいエンジンオイルを簡単な構造で確実に保温することができる。
【００６２】
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、ＮＨ３の回収動作の完了後、つまり吸着器８のＮＨ３回収率が１００％になった後に、開閉弁１４が閉弁されると共に、開閉弁１５が開弁されているが、特にその形態には限られず、吸着器８のＮＨ３回収率が所定値（例えば８０％）以上になったときに、開閉弁１５を開弁してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、反応器７により暖められたエンジンオイルが吸着器８に供給されることで、吸着器８の吸着材充填部２６の温度及び圧力が上昇しているが、特にその形態には限られず、例えば加熱用流体として暖かい冷却水を吸着器８に供給することで、吸着器８の吸着材充填部２６の温度及び圧力を上昇させてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、エンジンオイルの熱が反応材１２に与えられることで、反応材１２からＮＨ３が脱離する再生反応が行われているが、特にその形態には限られず、例えばエンジン２から排出される排気ガスの熱を利用して再生反応を行ってもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、反応媒体であるＮＨ３と組成式ＭａＸｚで表される反応材１２とを化学反応させて熱を発生させているが、反応媒体としては、特にＮＨ３には限られず、ＣＯ２またはＨ２Ｏ等を使用してもよい。反応媒体としてＣＯ２を使用する場合、ＣＯ２と化学反応させる反応材１２としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）３、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３またはＦｅ３Ｏ４等が用いられる。反応媒体としてＨ２Ｏを使用する場合、Ｈ２Ｏと化学反応させる反応材１２としては、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯまたはＡｌ２Ｏ３等が用いられる。
【００６６】
さらに、上記実施形態では、加熱用流体と同一のエンジンオイルを加熱しているが、加熱対象としては、特にエンジンオイルには限られず、例えばＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フルード）、デフオイル、冷却水、排気ガスまたは触媒等であってもよい。このとき、加熱用流体としては、例えばエンジンオイルであってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
３…オイル循環管路（加熱対象管路）、６…化学蓄熱装置、７…反応器、８…吸着器、９…ＮＨ３管路（反応媒体管路）、１０…オイル供給管路（流体供給管路）、１１…オイル排出管路（流体排出管路）、１２…反応材、１３…吸着材、１４…開閉弁（第１開閉弁）、１５…開閉弁（第２開閉弁）、１６…開閉弁（第３開閉弁）、２４…吸着器本体、２５…保温容器、２６…吸着材充填部、２７…オイル流通部（流体流通部）、３７…第１制御部、３８…第２制御部、４０…断熱材（断熱部）。
【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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