(57)【要約】【課題】反応材の再生反応の性能を向上することができる化学蓄熱装置を提供する。【解決手段】反応器１２は、互いに異なる反応温度を有する複数の反応材を備えている。また、複数の反応材は、流路５０との伝熱面１８ｃから遠ざかるに従って反応温度が低くなるように配置されている。これにより、熱が伝わり難い位置の反応材も速やかに再生反応を行うことができる。複数の反応材は、流路５０内の流体ＦＬの流れの上流側から下流側へ向かって反応温度が低くなり、且つ熱抵抗が低くなるように配置される。このように、流体ＦＬの流れの下流側の熱抵抗が低いため、流体ＦＬの熱は、上流側の反応材に集中することなく、下流側の反応材にも伝達される。また、下流側の反応材の温度は、上流側の反応材に比べて温度が低くなるが、下流側の反応材は反応温度が低いので、再生反応を起こすことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置であって、
反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を有する反応器と、
前記反応材との間で熱交換を行う流体が流れる流路と、
前記反応媒体を吸着する吸着材を有する吸着器と、を備え、
前記反応器は、互いに異なる反応温度を有する複数の反応材を備え、
前記複数の反応材は、
前記流路との伝熱面から遠ざかるに従って前記反応温度が低くなるように配置され、
前記流路内の前記流体の流れの上流側から下流側へ向かって前記反応温度が低くなり、且つ熱抵抗が低くなるように配置される、化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記流路との伝熱面から遠ざかるに従って前記反応材を異なるものとすることで、前記反応温度を低くする、請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記流路内の前記流体の流れの上流側から下流側へ向かって前記反応材に含まれる熱伝導助剤の量を異なるものとすることで、前記熱抵抗を低くする、請求項１又は２に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に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の化学蓄熱装置は、反応媒体であるＮＨ３との化学反応により発熱すると共に流体からの余剰熱によりＮＨ３を脱離させる反応材を有する反応器と、反応材との間で熱交換を行う流体が流れる流路と、を備えている。
【０００３】
エンジンの始動時には、ＮＨ３が反応器に供給される。そして、ＮＨ３と反応材との化学反応によって反応材が発熱し、その熱により加熱対象物が加熱される（発熱反応）。エンジンの暖機後には、加熱対象物である流体の余剰熱によって反応材からＮＨ３が脱離する（再生反応）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７５５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術においては、流体が流れる流路と反応材との間の伝熱面に対して、反応材は所定の厚みを有している。従って、伝熱面から離れる方向（すなわち反応材の厚み方向）において、反応材の再生時に温度分布が発生する。すなわち、伝熱面に近い位置へは流体からの熱が伝わりやすい一方、伝熱面から遠ざかるに従い熱が伝わり難くなることにより、再生反応が進みにくくなる。従って、反応材の再生反応に時間がかかるという問題が生じる。また、流体が流れる方向においては、流体の温度が高い上流側の位置の反応材へは熱が流れやすく、再生反応が起こりやすいが、流体の温度が低くなる下流側の反応材へは熱が流れにくく、再生反応も起きにくくなる。これにより、再生反応の均一性に問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、反応材の再生反応の性能を向上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】
【０００７】
本発明の一態様に係る化学蓄熱装置は、加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置であって、反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を有する反応器と、反応材との間で熱交換を行う流体が流れる流路と、反応媒体を吸着する吸着材を有する吸着器と、を備え、反応器は、互いに異なる反応温度を有する複数の反応材を備え、複数の反応材は、流路との伝熱面から遠ざかるに従って反応温度が低くなるように配置され、流路内の流体の流れの上流側から下流側へ向かって反応温度が低くなり、且つ熱抵抗が低くなるように配置される。
【０００８】
このような化学蓄熱装置では、反応器は、互いに異なる反応温度を有する複数の反応材を備えている。また、複数の反応材は、流路との伝熱面から遠ざかるに従って反応温度が低くなるように配置されている。これにより、伝熱面から遠ざかることで熱が伝わり難く温度が低くなる位置では、反応温度が低い反応材が配置される。従って、当該位置における反応材は、温度が低くても再生反応を起こすことができる。これにより、熱が伝わり難い位置の反応材も速やかに再生反応を行うことができる。また、複数の反応材は、流路内の流体の流れの上流側から下流側へ向かって反応温度が低くなり、且つ熱抵抗が低くなるように配置される。このように、流体の流れの下流側の熱抵抗が低いため、流体の熱は、上流側の反応材に集中することなく、下流側の反応材にも伝達される。また、下流側の反応材の温度は、上流側の反応材に比べて温度が低くなるが、下流側の反応材は反応温度が低いので、再生反応を起こすことができる。以上により、反応器内の位置によらず反応材が再生反応を速やかに行うことができるため、再生反応の時間を短くすることができると共に、再生反応の均一性も向上できる。従って、反応材の再生反応の性能を向上することができる。
【０００９】
化学蓄熱装置において、例えば、流路との伝熱面から遠ざかるに従って前記反応材を異なるものとすることで、反応温度を低くしてよい。
【００１０】
化学蓄熱装置において、例えば、流路内の流体の流れの上流側から下流側へ向かって反応材に含まれる熱伝導助剤の量を異なるものとすることで、熱抵抗を低くしてよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、反応材の再生反応の性能を向上する化学蓄熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る化学蓄熱装置を備えたオイル循環システムを示す概略構成図である。
【図２】本実施形態の化学蓄熱装置の反応器の吸着材の構成を示す図である。
【図３】反応材の位置と温度及び熱抵抗との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る化学蓄熱装置を備えた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、オイル循環システム１は、内燃機関であるエンジン３を搭載した車両Ｓに具備されている。車両Ｓのオイル循環システム１は、オイル循環系統２と、化学蓄熱装置１１と、を備えている。
【００１５】
オイル循環系統２は、エンジン３内の各部を潤滑するためのオイルを循環させる。オイル循環系統２は、オイルパン８と、オイルポンプ９と、オイルクーラ１０とを備えている。オイルパン８は、オイルを溜めておく。エンジン３内の各部を流れたオイルは、配管１５を介してオイルパン８に戻る。オイルポンプ９は、オイルパン８に溜められたオイルを吸い上げてエンジン３に向けて圧送する。オイルクーラ１０は、図示しない冷却水循環系統の冷却水とオイルとの間で熱交換可能な機器である。オイルクーラ１０は、オイルの温度が高くなり過ぎたときに、冷却水によりオイルを所定温度に冷却する。オイルクーラ１０を通過したオイルは、配管１６，１７を介してエンジン３に供給される。なお、オイルを冷却する理由は、オイルの過昇温による劣化を防ぐためである。
【００１６】
化学蓄熱装置１１は、電力等の外部エネルギーを必要とせずに、オイルを加熱（暖機）する。具体的には、化学蓄熱装置１１は、高温のオイルの熱により反応器１２の反応材１８（後述）から反応媒体を脱離させ、その脱離した反応媒体を吸着器１３（後述）に蓄えると共に、反応媒体を反応器１２に供給して反応材１８と反応媒体とを化学反応させ、その時の反応熱によりオイルを加熱する。即ち、化学蓄熱装置１１は、可逆的な化学反応を利用して、オイルからの熱を蓄えると共にオイルに熱を供給する装置である。本実施形態では、反応媒体はアンモニア（ＮＨ３）である。
【００１７】
化学蓄熱装置１１は、反応器１２と、吸着器１３と、ＮＨ３流通系１４と、を備えている。反応器１２は、例えばエンジン３の外壁面に取り付けられ固定されている。反応器１２は、オイルが流れるオイル配管１６を介してオイルクーラ１０と接続されていると共に、オイルが流れるオイル配管１７を介してエンジン３と接続されている。反応器１２は、オイルに対して熱交換可能に配置されている。
【００１８】
反応器１２は、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高温のオイル（後述）の熱が与えられるとＮＨ３を脱離する反応材１８を含んでいる。反応材１８としては、組成式ＭＸａで表されるハロゲン化物が用いられる。Ｍは、Ｍｇ、ＣａまたはＳｒ等のアルカリ土類金属、若しくはＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎ等の遷移金属である。Ｘは、Ｃｌ、ＢｒまたはＩ等である。ａは、Ｍの価数により特定される数であり、２〜３である。
【００１９】
吸着器１３は、ＮＨ３を貯蔵する貯蔵器である。吸着器１３は、ＮＨ３の物理吸着及び脱離が可能な吸着材１９を含んでいる。吸着材１９としては、活性炭、カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、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。
【００２０】
ＮＨ３流通系１４は、反応器１２と吸着器１３との間でＮＨ３を流通させる。ＮＨ３流通系１４は、反応器１２と吸着器１３とを接続し、ＮＨ３が双方向に流れるＮＨ３配管２０を備える。開閉弁２１は、当該ＮＨ３配管２０に配設され、ＮＨ３の流路を開閉する電磁式の弁によって構成される。
【００２１】
化学蓄熱装置１１において、エンジン３の起動直後におけるオイルの温度が低いときは、開閉弁２１が開弁される。これにより、吸着器１３と反応器１２との圧力差によって、吸着器１３の吸着材１９からＮＨ３が脱離し、そのＮＨ３がＮＨ３配管２０を通って反応器１２に供給される。そして、反応器１２の反応材１８（例えばＳｒＣｌ２）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。そして、反応器１２内において、反応材１８から発生した熱がオイルに伝えられ、オイルが加熱（暖機）される。暖められたオイルは、オイル配管１７を通ってエンジン３内の各部に送られる。
ＳｒＣｌ２・ｘＮＨ３＋ｙＮＨ３  ⇔  ＳｒＣｌ２・（ｘ+ｙ）ＮＨ３＋熱      …（Ａ）
【００２２】
その後、エンジン３が起動してオイルの温度が上昇すると、オイルの熱が反応材１８に与えられることで、反応材１８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。このとき、開閉弁２１が開弁されると、反応器１２と吸着器１３との圧力差によって、ＮＨ３がＮＨ３配管２０を通って吸着器１３に戻り、吸着器１３の吸着材１９に物理吸着される。これにより、ＮＨ３が吸着器１３に回収されることとなる。
【００２３】
また、化学蓄熱装置１１は、温度センサ３１と、温度センサ３２と、圧力センサ３３と、を備えている。温度センサ３１は、オイルの温度を検出する。温度センサ３１は、例えばオイル配管１７内を流れるオイルの温度、つまり反応器１２よりも下流側を流れるオイルの温度を検出する。温度センサ３２は、吸着器１３の温度を検出する。圧力センサ３３は、吸着器１３内の圧力を検出する。
【００２４】
制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。制御部３０は、エンジン３が起動されたときに、ＮＨ３と反応器１２の反応材１８との化学反応によって熱を発生させてオイルを加熱するように、ＮＨ３流通系１４を制御する。
【００２５】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態の化学蓄熱装置１１の反応器１２の反応材１８の構成について説明する。図２は、反応材及び流路の概略断面図である。図３（ａ）は、流体が流れる方向の位置に応じた流体の温度分布を模式的に示したグラフである。図３（ｂ）は、流体が流れる方向の位置に応じた反応材の熱抵抗の分布を模式的に示したグラフである。
【００２６】
図２に示すように、反応材１８は、流路５０を取り囲むように設けられている。本実施形態では、流路５０は、所定の方向へ直線状に延びる配管によって構成されている。流路５０内では、流体ＦＬが一方から他方へ向けて流れる。流体ＦＬは、本実施形態では反応材１８の発熱反応時に加熱され、再生反応時に熱を付与するオイルである。反応材１８は、流路５０の全周を取り囲むように円筒状に設けられる。反応材１８の内周面は、流路５０の外周面と接触した状態で、流路５０が延びる方向に沿って平行に延びる。ここで、流路５０のうち、反応材１８の上流側の端面１８ａと対応する箇所を入口５０ａとする、反応材１８の下流側の端面１８ｂと対応する箇所を出口５０ｂとする。なお、反応材１８の内周面は、流路５０の外周面と接触することで、再生反応時に流体ＦＬから熱を与えられる界面として機能する。従って、反応材１８の内周面を伝熱面１８ｃと称する。
【００２７】
なお、説明のために、流路５０が延びる方向、すなわち反応材１８の中心軸線ＣＬが延びる方向を「軸線方向Ｄ１」と称する場合がある。軸線方向Ｄ１のうち、入口５０ａから出口５０ｂへ向かう方向を、軸線方向Ｄ１における「下流側」と称し、出口５０ｂから入口５０ａへ向かう方向を、軸線方向Ｄ１における「上流側」と称する。また、軸線方向Ｄ１と直交する方向、すなわち反応材１８の径方向を「径方向Ｄ２」と称する場合がある。なお、径方向Ｄ２は、軸線方向Ｄ１回りの全方向に対して設定されるものであるが、図２では説明のために、反応材１８の断面に対する径方向Ｄ２のみを示している。また、中心軸線ＣＬから径方向Ｄ２において遠ざかる方向を、径方向Ｄ２における「外側」と称し、中心軸線ＣＬへ近づく方向を、径方向Ｄ２における「内側」と称する場合がある。
【００２８】
反応器１２は、互いに異なる反応温度を有する複数の反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃを備えている。なお、以下の説明において「反応材１８」は、複数の反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃを全て組み合わせたものを指すものとする。従って、反応材１８は、互いに異なる反応温度を有する複数の反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃによって構成されていると言える。
【００２９】
具体的には、反応材１８は、軸線方向Ｄ１における上流側から下流側へ向かって順に、領域Ｅ１、領域Ｅ２、領域Ｅ３及び領域Ｅ４に区分けされている。また、反応材１８は、径方向Ｄ２における内側から外側へ向かって順に、領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃに区分けされている。領域Ｅ１のうち、領域Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃが配置される。領域Ｅ２のうち、領域Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ反応材４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃが配置される。領域Ｅ３のうち、領域Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ反応材４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃが配置される。領域Ｅ４のうち、領域Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ反応材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃが配置される。
【００３０】
複数の反応材は、伝熱面１８ｃから遠ざかるに従って反応温度が低くなるように配置される。反応温度とは、反応材が反応媒体であるＮＨ３と反応したときの反応平衡温度であり、より詳細には化学蓄熱材の種類、雰囲気中のアンモニアガス分圧などによって決まる温度と定義される。よって、複数の反応材は、伝熱面１８ｃから遠ざかるに従って反応温度が低くなるように配置される。反応材の反応温度の設定は、材料を選択することによってなされてよい。例えば、反応温度を高くする場合は、ＳｒＣｌ２などの材料が選択され、反応温度を低くする場合は、ＣａＣｌ２などの材料が選択される。また、複数の材料を混合すると共に、各材料の混合比を調整することで所望の反応温度に設定してよい。
【００３１】
具体的には、領域Ｅ１では、伝熱面１８ｃから遠ざかる方向、すなわち径方向Ｄ２の内側から外側へ向かって順に反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃが配置されている。従って、反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの順で反応温度が低くなる。領域Ｅ２では、径方向Ｄ２の内側から外側へ向かって順に反応材４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃが配置されている。従って、反応材４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの順で反応温度が低くなる。領域Ｅ３では、径方向Ｄ２の内側から外側へ向かって順に反応材４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃが配置されている。従って、反応材４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃの順で反応温度が低くなる。領域Ｅ４では、径方向Ｄ２の内側から外側へ向かって順に反応材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃが配置されている。従って、反応材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃの順で反応温度が低くなる。
【００３２】
複数の反応材は、流路５０内の流体ＦＬの流れの上流側から下流側へ向かって反応温度が低くなるように配置される。具体的には、領域Ａでは、流体ＦＬの流れの方向、すなわち軸線方向Ｄ１の上流側から下流側へ向かって順に反応材４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ，４４Ａが配置されている。従って、反応材４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ，４４Ａの順で反応温度が低くなる。領域Ｂでは、軸線方向Ｄ１の上流側から下流側へ向かって順に反応材４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂが配置されている。従って、反応材４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂの順で反応温度が低くなる。領域Ｃでは、軸線方向Ｄ１の上流側から下流側へ向かって順に反応材４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃ，４４Ｃが配置されている。従って、反応材４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃ，４４Ｃの順で反応温度が低くなる。
【００３３】
複数の反応材は、流路５０内の流体ＦＬの上流側から下流側へ向かって熱抵抗が低くなるように配置される。熱抵抗とは、温度の伝え難さを表す値であり、単位時間における発熱量に対する温度上昇量と定義される。すなわち、熱抵抗が大きいほど、温度の上昇量が小さくなり、熱抵抗が小さいほど、温度の上昇量が大きくなる。本実施形態における熱抵抗は、伝熱面１８ｃから外周面１８ｄへ至るまでの熱抵抗のことを示す。反応材の熱抵抗の設定は、反応材の材料に熱伝導助剤を加え、当該混合比を調整することによってなされてよい。熱伝導助剤としては、例えばカーボンファイバー、カーボンブラック等を採用してよい。熱抵抗を高くする場合は、熱伝導助剤の混合比を少なくし、熱抵抗を低くする場合は、熱伝導助剤の混合比を高くする。また、反応材に熱伝導フィンを入れ、当該熱伝導フィンの本数、材質を変更することで、熱抵抗の調整を行ってよい。
【００３４】
具体的には、流体ＦＬの流れの方向、すなわち軸線方向Ｄ１の上流側から下流側へ向かって順に反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを含む領域Ｅ１、反応材４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを含む領域Ｅ２、反応材４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを含む領域Ｅ３、反応材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃを含む領域Ｅ４の順で配置されている。従って、領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４の順で熱抵抗が低くなる。例えば、図３（ａ）に示すように、流体ＦＬの温度は、入口５０ａ側から出口５０ｂへ向かうに従って、徐々に低下してゆく。このような温度分布に対応するように、反応材１８の軸線方向Ｄ１の各位置における熱抵抗の分布も、入口５０ａから出口５０ｂへ向かうに従って、徐々に低下してよい。なお、領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４のうち、同一の領域内では軸線方向Ｄ１における熱抵抗は同じであってよい。あるいは、領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４のうち、同一の領域内においても、軸線方向Ｄ１における上流側から下流側へ向かって熱抵抗が低くなってもよい。この場合、反応材１８の軸線方向Ｄ１の各位置における熱抵抗の分布は、図３（ｂ）に示すように、入口５０ａ側から出口５０ｂへ向かうに従って、徐々に低下してゆく。
【００３５】
例えば、領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４の何れかの領域における伝熱面１８ｃの温度をＴ１とし、外周面１８ｄの温度をＴ２とし、熱抵抗をＲｔｈとした場合、当該領域に対して流れる熱量は「（Ｔ１−Ｔ２）／Ｒｔｈ」と表される。各領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４に流れる熱量は、それぞれ略同一となることが好ましい。ただし、上述の熱抵抗の関係が成り立っていれば、各領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４に流れる熱量は、それぞれ異なっていてもよい。
【００３６】
次に、本実施形態に係る化学蓄熱装置１１の作用・効果について説明する。
【００３７】
まず、比較例に係る化学蓄熱装置の反応器について説明する。比較例に係る反応器は、径方向Ｄ２において反応温度が一定であり、軸線方向Ｄ１において反応温度及び熱抵抗が一定な反応材を備えるものである。反応器の反応材では、伝熱面に近い位置へは流体からの熱が伝わりやすい一方、伝熱面から遠ざかるに従い熱が伝わり難くなる。従って、比較例に係る反応器では、伝熱面から遠い位置の反応材の再生反応が進みにくくなる。従って、反応材の再生反応に時間がかかるという問題が生じる。また、比較例に係る反応器では、流路内の流体の上流側から下流側へ向かって反応材の反応温度及び熱抵抗が一定である。従って、流体の温度が高い上流側の位置の反応材へは熱が流れやすく、再生反応が起こりやすいが、流体の温度が低くなる下流側の反応材へは熱が流れにくく、且つ、再生反応も起きにくくなる。これにより、再生反応の均一性に問題が生じる。また、上流側の反応材のみの再生反応が進む場合、発熱反応時においては、上流側の反応材のみが流体（加熱対象物）に熱を与えることとなる。この場合、流体に対する伝熱面積が小さくなるため、流体の温度を上げるのに時間がかかってしまう。
【００３８】
一方、本実施形態に係る化学蓄熱装置１１では、反応器１２は、互いに異なる反応温度を有する複数の反応材（本実施形態では反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ）を備えている。また、複数の反応材は、流路５０との伝熱面１８ｃから遠ざかるに従って反応温度が低くなるように配置されている。これにより、伝熱面１８ｃから遠ざかることで熱が伝わり難く温度が低くなる位置には、反応温度が低い反応材（例えば反応材４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃ，４４Ｃ）が配置される。従って、当該位置の反応材は、温度が低くても再生反応を起こすことができる。これにより、熱が伝わり難い位置の反応材も速やかに再生反応を行うことができる。
【００３９】
また、複数の反応材は、流路５０内の流体ＦＬの流れの上流側から下流側へ向かって反応温度が低くなり、且つ熱抵抗が低くなるように配置される。このように、流体ＦＬの流れの下流側の熱抵抗が低いため、流体ＦＬの熱は、上流側の反応材（例えば反応材４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）に集中することなく、下流側の反応材（例えば反応材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ）にも伝達される。また、下流側の反応材の温度は、上流側の反応材に比べて温度が低くなるが、下流側の反応材は反応温度が低いので、再生反応を起こすことができる。以上により、反応器内の位置によらず反応材が再生反応を速やかに行うことができるため、再生反応の時間を短くすることができると共に、再生反応の均一性も向上できる。従って、反応材の再生反応の性能を向上することができる。また、再生反応の均一性を向上することで、発熱反応時においても、一部の反応材に偏ることなく、複数の反応材が全体的に発熱反応を行うことができる。これにより、速やかに流体ＦＬの温度を上げることができる。
【００４０】
化学蓄熱装置１１において、例えば、流路５０との伝熱面１８ｃから遠ざかるに従って反応材を異なるものとすることで、反応温度を低くしてよい。
【００４１】
化学蓄熱装置１１において、例えば、流路５０内の流体の流れの上流側から下流側へ向かって反応材に含まれる熱伝導助剤の量を異なるものとすることで、熱抵抗を低くしてよい。
【００４２】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００４３】
例えば、上記実施形態では、流路５０は配管によって構成され、反応材は円筒形をなしていた。ただし、本発明の趣旨に反しない限り、流路及び反応材の形状は限定されない。すなわち、流路に対して一定の厚み及び例えば、流路が対向する一対の平板同士の間の隙間によって構成され、反応材が対向する一対の平板を挟み込むような平板状の構成を有していてもよい。
【００４４】
なお、上述の実施形態では反応器を軸線方向Ｄ１に４つの領域に分割し、径方向Ｄ２に３つの領域に分割したが、分割数は特に限定されない。また、上述の実施形態では各領域のピッチは均等であったが、均等でなくともよく、各領域の大きさが所定の方向に向かって徐々に大きくなってもよく、徐々に小さくなってもよい。また、軸線方向Ｄ１におけるある領域と他の領域とで、径方向Ｄ２における分割数が異なってもよい。あるいは、径方向Ｄ２におけるある領域と他の領域とで、軸線方向Ｄ１における分割数が異なっていてもよい。また、上述の実施形態のように各領域を明確に分割して、それぞれの領域に反応温度が異なる反応材を配置していた。これに代えて、軸線方向Ｄ１及び径方向Ｄ２において、反応材の反応温度を連続的に変化させてもよい。反応材の熱抵抗も、軸線方向Ｄ１に沿って連続的に変化させてもよい。このように連続的に反応温度や熱抵抗が変化する場合、所定の幅の反応温度や熱抵抗の範囲に入る反応材を「複数の反応材」のうちの、１つの反応材と見なしてよい。
【００４５】
また、反応器における軸線方向Ｄ１の全ての領域で、複数の反応材が「流路内の流体の流れの上流側から下流側へ向かって反応温度が低くなり、且つ熱抵抗が低くなるように配置される」という関係が成り立っていなくともよい。すなわち、反応器は、軸線方向Ｄ１における一部の領域にて、上記関係が成り立っていればよい。また、反応器における径方向Ｄ２の全ての領域で、複数の反応材が「流路内の流体の流れの上流側から下流側へ向かって反応温度が低くなり、且つ熱抵抗が低くなるように配置される」という関係が成り立っていなくともよい。すなわち、反応器は、径方向Ｄ２における一部の領域にて、上記関係が成り立っていればよい。
【００４６】
上記実施形態では、反応媒体であるＮＨ３と組成式ＭＸａで表される反応材１８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１８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１８としては、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯまたはＡｌ２Ｏ３等が用いられる。
【００４７】
また、上記実施形態では、オイルクーラ１０とエンジン３との間に反応器１２が配置されているが、特にその形態には限られず、例えばオイルパン８とオイルポンプ９との間に反応器１２を配置してもよいし、或いはオイルポンプ９とオイルクーラ１０との間に反応器１２を配置してもよい。
【００４８】
さらに、上記実施形態の化学蓄熱装置１１は、オイルを加熱しているが、加熱対象としては、特にオイルには限られず、例えば水または空気等であってもよい。
【００４９】
また、上記実施形態の化学蓄熱装置１１は、車両Ｓに搭載されているが、本発明は、車両以外にも、船舶等のように内燃機関を搭載した移動機械であれば、適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１１…化学蓄熱装置、１２…反応器、１３…吸着器、１８…反応材、１９…吸着材、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ…反応材、５０…流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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