(57)【要約】【課題】発熱部から発生した熱によって貯蔵部を加熱する際に、発熱部から貯蔵部への伝熱性を向上させ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、ＣＯ２との化学反応により発熱すると共に熱が与えられるとＣＯ２が脱離する第１蓄熱材１４を有し、エンジンオイルを加熱する発熱器７と、ＣＯ２を貯蔵する貯蔵部１５と、発熱器７と貯蔵部１５とを接続する第１配管１０と、ＮＨ３との化学反応により発熱すると共に熱が与えられるとＮＨ３が脱離する第２蓄熱材２０を有し、貯蔵部１５を加熱する発熱部１６と、ＮＨ３を貯蔵する貯蔵器９と、発熱部１６と貯蔵器９とを接続する第２配管１２とを備え、貯蔵部１５及び発熱部１６は、貯蔵・発熱ユニット８として一体化されており、貯蔵部１５の少なくとも一部は、発熱部１６よりも貯蔵・発熱ユニット８の外側に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１反応媒体との化学反応により発熱すると共に熱が与えられると前記第１反応媒体が脱離する第１蓄熱材を有し、加熱対象を加熱する第１発熱部と、
前記第１反応媒体を貯蔵する第１貯蔵部と、
前記第１発熱部と前記第１貯蔵部とを接続し、前記第１発熱部と前記第１貯蔵部との間で前記第１反応媒体が流れる流路を構成する第１配管と、
前記第１配管に配設され、前記第１反応媒体の流路を開閉する第１バルブと、
第２反応媒体との化学反応により発熱すると共に熱が与えられると前記第２反応媒体が脱離する第２蓄熱材を有し、前記第１貯蔵部を加熱する第２発熱部と、
前記第２反応媒体を貯蔵する第２貯蔵部と、
前記第２発熱部と前記第２貯蔵部とを接続し、前記第２発熱部と前記第２貯蔵部との間で前記第２反応媒体が流れる流路を構成する第２配管と、
前記第２配管に配設され、前記第２反応媒体の流路を開閉する第２バルブとを備え、
前記第１貯蔵部及び前記第２発熱部は、ユニットとして一体化されており、
前記第１貯蔵部の少なくとも一部は、前記第２発熱部よりも前記ユニットの外側に配置されていることを特徴とする化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記第２発熱部は、前記第２蓄熱材が断面円形の管状容器内に充填された構造を有し、
前記第１貯蔵部は、前記第２発熱部を覆ってい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】
前記第１貯蔵部及び前記第２発熱部は、前記第１貯蔵部が前記ユニットの両端に位置するように互いに積層されてい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４】
前記ユニットは、前記加熱対象が流通する加熱対象流路部を有し、
前記第２発熱部は、前記第１貯蔵部と前記加熱対象流路部との間に配置されてい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】
前記第１バルブ及び前記第２バルブを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、まず前記第２バルブを開くように制御し、その後前記第２発熱部により前記第１貯蔵部が加熱されると、前記第１バルブを開くように制御す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に記載されている装置が知られている。特許文献１に記載の化学蓄熱装置は、ＮＨ３を高圧状態で貯蔵するＮＨ３貯蔵器と、このＮＨ３貯蔵器と供給管を介して接続され、ＮＨ３と化学反応して熱を発生される蓄熱材としてのＭｇＣｌ２を含むＭｇＣｌ２反応器と、Ｈ２Ｏを液体状態で貯蔵するＨ２Ｏ貯蔵器と、このＨ２Ｏ貯蔵器と供給管を介して接続され、Ｈ２Ｏと化学反応して熱を発生される蓄熱材としてのＣａＯを含むＣａＯ反応器とを備えている。ＭｇＣｌ２反応器は、例えば排気管の周囲全周にわたって排気管に接触または近接するように配置されている。ＣａＯ反応器は、例えば酸化触媒の周囲全周にわたって酸化触媒に接触または近接するように配置されている。Ｈ２Ｏ貯蔵器は、ＭｇＣｌ２反応器に接触または近接するように配置されている。
【０００３】
このような化学蓄熱装置において、ＮＨ３貯蔵器からＭｇＣｌ２反応器にＮＨ３が供給されると、ＮＨ３とＭｇＣｌ２とが化学反応して熱が発生する。ＭｇＣｌ２反応器から発生した熱はＨ２Ｏ貯蔵器に伝えられる。このため、Ｈ２Ｏ貯蔵器が加熱され、Ｈ２Ｏ貯蔵器内の圧力が上昇する。そして、Ｈ２Ｏ貯蔵器からＣａＯ反応器にＨ２Ｏが供給されると、Ｈ２ＯとＣａＯとが化学反応して熱が発生する。ＣａＯ反応器で発生した熱は酸化触媒に伝わり、酸化触媒が活性温度まで加熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５２９９７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、ＭｇＣｌ２反応器から発生した熱がＨ２Ｏ貯蔵器に伝えられることで、Ｈ２Ｏ貯蔵器が加熱される。しかし、Ｈ２Ｏ貯蔵器はＭｇＣｌ２反応器に接触または近接しているだけであり、ＭｇＣｌ２反応器からＨ２Ｏ貯蔵器への伝熱性（伝熱効率）については特に考慮されていない。
【０００６】
本発明の目的は、発熱部から発生した熱によって貯蔵部を加熱する際に、発熱部から貯蔵部への伝熱性を向上させ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】
本発明の一態様の化学蓄熱装置は、第１反応媒体との化学反応により発熱すると共に熱が与えられると第１反応媒体が脱離する第１蓄熱材を有し、加熱対象を加熱する第１発熱部と、第１反応媒体を貯蔵する第１貯蔵部と、第１発熱部と第１貯蔵部とを接続し、第１発熱部と第１貯蔵部との間で第１反応媒体が流れる流路を構成する第１配管と、第１配管に配設され、第１反応媒体の流路を開閉する第１バルブと、第２反応媒体との化学反応により発熱すると共に熱が与えられると第２反応媒体が脱離する第２蓄熱材を有し、第１貯蔵部を加熱する第２発熱部と、第２反応媒体を貯蔵する第２貯蔵部と、第２発熱部と第２貯蔵部とを接続し、第２発熱部と第２貯蔵部との間で第２反応媒体が流れる流路を構成する第２配管と、第２配管に配設され、第２反応媒体の流路を開閉する第２バルブとを備え、第１貯蔵部及び第２発熱部は、ユニットとして一体化されており、第１貯蔵部の少なくとも一部は、第２発熱部よりもユニットの外側に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
以上のような化学蓄熱装置においては、第２貯蔵部から第２発熱部に第２反応媒体が供給されると、第２反応媒体と第２発熱部の第２蓄熱材とが化学反応して第２蓄熱材から熱が発生し、その熱が第１貯蔵部に伝えられ、第１貯蔵部が加熱される。このため、第１貯蔵部の圧力が上昇し、第１貯蔵部から第１発熱部に第１反応媒体が供給される。すると、第１反応媒体と第１蓄熱材とが化学反応して第１蓄熱材から熱が発生し、その熱が加熱対象に伝えられ、加熱対象が加熱される。ここで、第１貯蔵部及び第２発熱部は、ユニットとして一体化されており、第１貯蔵部の少なくとも一部は、第２発熱部よりもユニットの外側に配置されている。従って、第２発熱部は第１貯蔵部よりもユニットの内側に配置されることになるため、第２発熱部の第２蓄熱材から発生した熱が大気側に逃げにくくなる。これにより、第２発熱部から第１貯蔵部への伝熱性が向上する。
【０００９】
第２発熱部は、第２蓄熱材が断面円形の管状容器内に充填された構造を有し、第１貯蔵部は、第２発熱部を覆っていてもよい。第２反応媒体と第２蓄熱材とが化学反応すると、第２蓄熱材が膨張する。しかし、第２蓄熱材は、断面円形の管状容器内に充填されている。従って、管状容器の厚みを小さくしても、管状容器は第２蓄熱材の膨張時の圧力に耐えられる。管状容器の厚みを小さくすることで、ユニットの小型化を図ることができる。
【００１０】
第１貯蔵部及び第２発熱部は、第１貯蔵部がユニットの両端に位置するように互いに積層されていてもよい。第１貯蔵部及び第２発熱部を積層構造とすることにより、第１貯蔵部及び第２発熱部のユニット化を容易に行うことができる。
【００１１】
ユニットは、加熱対象が流通する加熱対象流路部を有し、第２発熱部は、第１貯蔵部と加熱対象流路部との間に配置されていてもよい。この場合には、第２発熱部の第２蓄熱材から発生した熱が加熱対象流路部を流通する加熱対象に伝えられ、加熱対象が加熱される。従って、第１蓄熱材から発生する熱だけでなく第２蓄熱材から発生する熱によっても、加熱対象が加熱されることになる。これにより、加熱対象を十分に加熱することができる。
【００１２】
化学蓄熱装置は、第１バルブ及び第２バルブを制御する制御部を更に備え、制御部は、まず第２バルブを開くように制御し、その後第２発熱部により第１貯蔵部が加熱されると、第１バルブを開くように制御してもよい。このように第２発熱部により第１貯蔵部が加熱されることで、第１貯蔵部の圧力が上昇すると、第１バルブが開かれる。従って、第１貯蔵部から第１発熱部に第１反応媒体が供給されやすくなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発熱部から発生した熱によって貯蔵部を加熱する際に、発熱部から貯蔵部への伝熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１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に示された貯蔵・発熱ユニットの水平方向断面図である。
【図３】図１に示された貯蔵・発熱ユニットの垂直方向断面図（図２のIII−III線断面図）である。
【図４】図１に示されたコントローラにより実行されるバルブ制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図２に示された貯蔵・発熱ユニットの変形例を示す水平方向断面図である。
【図６】本発明の第２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７】図６に示された貯蔵・発熱ユニットの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の第１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を搭載した車両に具備されている。
【００１７】
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２の底部に取り付けられたオイルパン３と、オイルパン３とエンジン２とを接続するオイル管４と、オイル管４に配設されたオイルポンプ５とを備えている。オイルパン３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３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３に戻る。
【００１８】
また、エンジンオイル循環システム１は、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、可逆的な化学反応を利用して、加熱対象であるエンジンオイルを加熱（暖機）する。化学蓄熱装置６は、通常は熱を蓄えておき、必要なときに蓄えた熱を使用してエンジンオイルを加熱する。化学蓄熱装置６は、発熱器７と、貯蔵・発熱ユニット８と、貯蔵器９と、第１配管１０と、第１バルブ１１と、第２配管１２と、第２バルブ１３とを備えている。
【００１９】
発熱器７は、エンジンオイルを加熱する第１発熱部を構成している。発熱器７は、オイル管４に接続されている。発熱器７は、第１蓄熱材１４を有している。第１蓄熱材１４は、容器（図示せず）内に成形体として充填されている。発熱器７は、オイル管４を流れるエンジンオイルに対して第１蓄熱材１４が熱交換可能となるように配置されている。
【００２０】
第１蓄熱材１４は、第１反応媒体である二酸化炭素（ＣＯ２）が供給されると、ＣＯ２との化学反応により発熱すると共に、エンジンオイルの熱が与えられると、その熱によりＣＯ２が脱離する。第１蓄熱材１４としては、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｒＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＺｒＯ３、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ４ＳｉＯ４、ＬｉＦｅＯ２、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。
【００２１】
貯蔵・発熱ユニット８は、貯蔵部１５と、発熱部１６とを有している。貯蔵部１５及び発熱部１６は、貯蔵・発熱ユニット８として一体化されている。
【００２２】
図２は、貯蔵・発熱ユニット８の水平方向断面図であり、図３は、貯蔵・発熱ユニット８の垂直方向断面図（図２のIII−III線断面図）である。図２及び図３において、貯蔵・発熱ユニット８は、貯蔵部１５に発熱部１６が埋め込まれた構造を有している。
【００２３】
具体的には、貯蔵部１５は、第１反応媒体であるＣＯ２を貯蔵する第１貯蔵部を構成している。貯蔵部１５は、略直方体形状（断面略矩形状）の筐体１７と、この筐体１７内に収容された第１吸着材１８とを有している。筐体１７は、例えばステンレス鋼で形成されている。
【００２４】
第１吸着材１８は、発熱時にＣＯ２を物理吸着すると共に、吸熱時にＣＯ２を脱離する。第１吸着材１８としては、活性炭等の多孔性炭素材、ゼオライト４Ａ、ゼオライト１３Ｘまたは金属−有機構造体（MOF Metal-Organic Frameworks）等が用いられる。なお、ＣＯ２は、第１吸着材１８に化学吸着されてもよい。
【００２５】
発熱部１６は、貯蔵部１５を加熱する第２発熱部を構成している。発熱部１６は、断面円形の管状容器１９と、この管状容器１９内に充填された第２蓄熱材２０とを有している。
【００２６】
第２蓄熱材２０は、第２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、貯蔵部１５からの熱が与えられると、その熱によりＮＨ３が脱離する。第２蓄熱材２０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。
【００２７】
第２蓄熱材２０は、１本の管状容器１９内に充填されている。管状容器１９は、筐体１７内に収容された状態でジグザグ状または波状に複数回曲げられている。管状容器１９の両端部は、筐体１７の上端部に位置している。管状容器１９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。
【００２８】
貯蔵部１５は、発熱部１６を覆っている。具体的には、貯蔵部１５は、管状容器１９の周方向及び長手方向に沿って管状容器１９を全体的に覆っている。従って、貯蔵部１５の一部は、発熱部１６よりも貯蔵・発熱ユニット８の外側に配置されている。
【００２９】
図１に戻り、貯蔵器９は、第２反応媒体であるＮＨ３を貯蔵する第２貯蔵部を構成している。貯蔵器９は、発熱時にＮＨ３を物理吸着すると共に、吸熱時にＮＨ３を脱離する第２吸着材２１を有している。第２吸着材２１としては、活性炭等の多孔性炭素材、ゼオライトまたは金属−有機構造体（MOF Metal-Organic Frameworks）等が用いられる。なお、ＮＨ３は、第２吸着材２１に化学吸着されてもよい。
【００３０】
第１配管１０は、発熱器７と貯蔵・発熱ユニット８の貯蔵部１５とを接続し、発熱器７と貯蔵部１５との間でＣＯ２が双方向に流れる流路を構成する。第１配管１０の一端部は、図３に示されるように、第１吸着材１８に接するように筐体１７に固定されている。第１バルブ１１は、第１配管１０に配設され、ＣＯ２の流路を開閉する電磁式の開閉弁である。
【００３１】
第２配管１２は、貯蔵・発熱ユニット８の発熱部１６と貯蔵器９とを接続し、発熱部１６と貯蔵器９との間でＮＨ３が双方向に流れる流路を構成する。第２配管１２の一端部は、図３に示されるように、発熱部１６の両端部において第２蓄熱材２０に接するように筐体１７に固定されている。第２バルブ１３は、第２配管１２に配設され、ＮＨ３の流路を開閉する電磁式の開閉弁である。
【００３２】
また、化学蓄熱装置６は、イグニッションスイッチ２２と、温度センサ２３と、コントローラ２４とを備えている。イグニッションスイッチ２２は、エンジン２を始動するスイッチである。温度センサ２３は、貯蔵・発熱ユニット８の貯蔵部１５の温度を検出するセンサである。
【００３３】
コントローラ２４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等で構成されている。コントローラ２４は、イグニッションスイッチ２２の操作信号と温度センサ２３の検出値とに基づいて、第１バルブ１１及び第２バルブ１３を制御する制御部である。コントローラ２４は、まず第２バルブ１３を開くように制御し、その後で発熱部１６により貯蔵部１５が加熱されると、第１バルブ１１を開くように制御する。
【００３４】
図４は、コントローラ２４により実行されるバルブ制御処理の手順を示すフローチャートである。なお、本フローチャートの実行前には、第１バルブ１１及び第２バルブ１３は、何れも閉状態となっている。
【００３５】
図４において、コントローラ２４は、まずイグニッションスイッチ２２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Ｓ１０１）。コントローラ２４は、エンジン２が始動されたと判断したときは、第２バルブ１３を開くように制御する（手順Ｓ１０２）。これにより、貯蔵器９から貯蔵・発熱ユニット８の発熱部１６にＮＨ３が供給される。
【００３６】
その後、コントローラ２４は、温度センサ２３の検出値に基づいて、貯蔵・発熱ユニット８の貯蔵部１５の温度が所定温度以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ１０３）。所定温度は、例えば発熱器７の所望圧力を得ることができる温度である。コントローラ２４は、貯蔵部１５の温度が所定温度以上であると判断したときは、第１バルブ１１を開くように制御する（手順Ｓ１０４）。これにより、貯蔵部１５から発熱器７にＣＯ２が供給される。
【００３７】
なお、コントローラ２４は、必要量のＣＯ２が発熱器７から貯蔵部１５に戻されたときに、第１バルブ１１を閉じるように制御し、その後で必要量のＮＨ３が発熱部１６から貯蔵器９に戻されたときに、第２バルブ１３を閉じるように制御する。
【００３８】
以上のような化学蓄熱装置６において、エンジン２が始動されると、第２バルブ１３が開弁される。すると、貯蔵器９と貯蔵・発熱ユニット８の発熱部１６との圧力差によって、貯蔵器９の第２吸着材２１からＮＨ３が脱離し、そのＮＨ３が第２配管１２を通って発熱部１６に供給される。そして、発熱部１６の第２蓄熱材２０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。
第２蓄熱材＋ＮＨ３  ⇔  第２蓄熱材（ＮＨ３）＋熱      …（Ａ）
【００３９】
そして、第２蓄熱材２０から発生した熱が貯蔵・発熱ユニット８の貯蔵部１５に伝えられ、貯蔵部１５が加熱される。貯蔵部１５の温度が所定温度に達すると、第１バルブ１１が開弁される。また、貯蔵部１５が加熱されることで、貯蔵部１５の圧力が上昇するため、貯蔵部１５と発熱器７との圧力差が生じる。このため、貯蔵部１５の第１吸着材１８からＣＯ２が脱離し、そのＣＯ２が第１配管１０を通って発熱器７に供給される。そして、発熱器７の第１蓄熱材１４とＣＯ２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（Ｂ）における左辺から右辺への反応（発熱反応）が起こる。なお、一定圧力において、ＣＯ２の温度はＮＨ３の温度よりも高い。
第１蓄熱材＋ＣＯ２  ⇔  第１蓄熱材（ＣＯ２）＋熱      …（Ｂ）
【００４０】
そして、第１蓄熱材１４から発生した熱がエンジンオイルに伝えられ、エンジンオイルが加熱される。発熱器７により暖められたエンジンオイルは、エンジン２内の各部に送られる。
【００４１】
その後、エンジンオイルの温度が再生可能温度まで上昇すると、高温のエンジンオイルの熱が発熱器７の第１蓄熱材１４に与えられることで、第１蓄熱材１４からＣＯ２が脱離する。つまり、上記の反応式（Ｂ）における右辺から左辺への反応（再生反応）が起こる。そして、発熱器７と貯蔵部１５との圧力差によって、ＣＯ２が第１配管１０を通って貯蔵部１５に戻り、貯蔵部１５の第１吸着材１８に物理吸着される。これにより、ＣＯ２が貯蔵部１５に回収されることとなる。
【００４２】
ＣＯ２が第１吸着材１８に物理吸着されるときは、発熱反応が起こるため、貯蔵部１５から熱が発生する。すると、貯蔵部１５から発生した熱が発熱部１６の第２蓄熱材２０に与えられることで、第２蓄熱材２０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。そして、発熱部１６と貯蔵器９との圧力差によって、ＮＨ３が第２配管１２を通って貯蔵器９に戻り、貯蔵器９の第２吸着材２１に物理吸着される。これにより、ＮＨ３が貯蔵器９に回収されることとなる。
【００４３】
以上のように本実施形態にあっては、貯蔵部１５及び発熱部１６は、貯蔵・発熱ユニット８として一体化されており、貯蔵部１５の一部は、発熱部１６よりも貯蔵・発熱ユニット８の外側に配置されている。従って、発熱部１６は貯蔵部１５よりも貯蔵・発熱ユニット８の内側に配置されることになるため、発熱部１６の第２蓄熱材２０から発生した熱が大気側に逃げにくくなる。これにより、発熱部１６から貯蔵部１５への伝熱性が向上する。よって、貯蔵部１５が十分に加熱されるため、貯蔵部１５の圧力が十分に上昇する。従って、貯蔵部１５と発熱器７との圧力差が増大するため、貯蔵部１５から発熱器７へのＣＯ２の供給によって発熱器７の圧力が十分に上昇する。このため、発熱器７の温度が十分に高くなり、発熱器７の第１蓄熱材１４から高温の熱が発生する。その結果、エンジンオイルを迅速に加熱することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、ＮＨ３と第２蓄熱材２０とが化学反応すると、第２蓄熱材２０が膨張する。しかし、第２蓄熱材２０は、断面円形の管状容器１９内に充填されている。従って、管状容器１９の厚みを小さくしても、管状容器１９は第２蓄熱材２０の膨張時の圧力に耐えられる。管状容器１９の厚みを小さくすることで、貯蔵・発熱ユニット８の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、発熱部１６により貯蔵部１５が加熱されることで、貯蔵部１５の圧力が上昇すると、第１バルブ１１が開かれる。従って、貯蔵部１５から発熱器７にＣＯ２が供給されやすくなる。
【００４６】
なお、上記第１実施形態では、貯蔵部１５の筐体１７が略直方体形状（断面略矩形状）を呈しているが、筐体１７の形状としては、特にそれには限られず、例えば図５に示されるように、円柱形状（断面略円形状）であってもよい。筐体１７の形状は、貯蔵・発熱ユニット８が設置される箇所のスペース等に応じて適宜決定すればよい。
【００４７】
図６は、本発明の第２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６において、本実施形態の化学蓄熱装置３０は、上記第１実施形態における貯蔵・発熱ユニット８に代えて、貯蔵・発熱ユニット３１を備えている。
【００４８】
貯蔵・発熱ユニット３１は、オイル管４における発熱器７の上流側に接続されている。貯蔵・発熱ユニット３１は、貯蔵部３２と、発熱部３３とを有している。貯蔵部３２及び発熱部３３は、貯蔵・発熱ユニット３１として一体化されている。
【００４９】
図７は、貯蔵・発熱ユニット３１の概略側面図である。図７において、貯蔵・発熱ユニット３１は、複数（ここでは２つ）の貯蔵部３２と複数（ここでは２つ）の発熱部３３と加熱対象流路部３４とが互いに積層された構造を有している。
【００５０】
貯蔵部３２は、第１反応媒体であるＣＯ２を貯蔵する第１貯蔵部を構成している。貯蔵部３２は、偏平の直方体形状の容器内に上記の第１吸着材１８が収容された構造となっている。発熱部３３は、貯蔵部３２を加熱する第２発熱部を構成している。発熱部３３は、偏平の直方体形状の容器内に上記の第２蓄熱材２０が充填された構造となっている。
【００５１】
貯蔵部３２は、貯蔵・発熱ユニット３１の積層方向の両端に配置されている。つまり、貯蔵・発熱ユニット３１の最上層及び最下層は、貯蔵部３２となっている。従って、貯蔵部３２は、発熱部３３よりも貯蔵・発熱ユニット３１の外側に配置されている。各貯蔵部３２には、第１配管１０が接続されている。各発熱部３３には、第２配管１２が接続されている。
【００５２】
加熱対象流路部３４は、エンジンオイルが流通する流路であり、オイル管４と連通されている。加熱対象流路部３４は、熱交換フィンを有していてもよい。加熱対象流路部３４は、２つの発熱部３３の間に配置されている。つまり、発熱部３３は、貯蔵部３２と加熱対象流路部３４との間に配置されている。
【００５３】
また、化学蓄熱装置３０は、上記第１実施形態と同様に、イグニッションスイッチ２２、温度センサ２３及びコントローラ２４を備えている。温度センサ２３は、貯蔵部３２の温度を検出する。コントローラ２４により実行されるバルブ制御処理の手順については、上記第１実施形態と同様である。
【００５４】
このような化学蓄熱装置において、エンジン２が始動されると、貯蔵器９の第２吸着材２１から脱離したＮＨ３が第２配管１２を通って発熱部３３に供給される。そして、発熱部３３の第２蓄熱材２０とＮＨ３とが化学反応して熱が発生し、その熱が加熱対象流路部３４を流れるエンジンオイルに伝えられ、エンジンオイルが予熱される。また、第２蓄熱材２０から発生した熱が貯蔵部３２に伝えられ、貯蔵部３２が加熱される。すると、貯蔵部３２の圧力が上昇し、貯蔵部３２の第１吸着材１８から脱離したＣＯ２が第１配管１０を通って発熱器７に供給される。そして、発熱器７の第１蓄熱材１４とＣＯ２とが化学反応して熱が発生し、その熱がエンジンオイルに伝えられ、エンジンオイルが加熱される。
【００５５】
以上のように本実施形態においては、貯蔵部３２及び発熱部３３は、貯蔵・発熱ユニット３１として一体化されており、貯蔵部３２は、発熱部３３よりも貯蔵・発熱ユニット３１の外側に配置されている。従って、発熱部３３は貯蔵部３２よりも貯蔵・発熱ユニット３１の内側に配置されることになるため、発熱部３３の第２蓄熱材２０から発生した熱が大気側に逃げにくくなる。これにより、発熱部３３から貯蔵部３２への伝熱性が向上する。
【００５６】
また、本実施形態では、貯蔵部３２及び発熱部３３を積層構造とすることにより、貯蔵部３２及び発熱部３３のユニット化を容易に行うことができる。
【００５７】
また、本実施形態では、発熱部３３の第２蓄熱材２０から発生した熱が加熱対象流路部３４を流通するエンジンオイルに伝えられ、エンジンオイルが加熱される。従って、第１蓄熱材１４から発生する熱だけでなく第２蓄熱材２０から発生する熱によっても、エンジンオイルが加熱されることになる。これにより、エンジンオイルを十分に加熱することができる。
【００５８】
なお、上記第２実施形態では、貯蔵部３２は貯蔵・発熱ユニット３１の積層方向の両端のみに配置されているが、貯蔵部３２が貯蔵・発熱ユニット３１の積層方向の両端に配置されていれば、別の貯蔵部３２が発熱部３３よりも貯蔵・発熱ユニット３１の内側にも配置されていてもよい。
【００５９】
また、上記第２実施形態では、貯蔵・発熱ユニット３１は、オイル管４と連通される加熱対象流路部３４を有しているが、貯蔵・発熱ユニット３１がオイル管４に接続されていなければ、そのような加熱対象流路部３４は当然無くてもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について幾つか説明してきたが、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、エンジン２が始動された後、温度センサ２３により検出された貯蔵部１５または貯蔵部３２の温度が所定温度以上であるときに、第１バルブ１１を開いているが、特にその形態には限られない。例えば、温度センサ２３の代わりに、貯蔵部１５または貯蔵部３２の圧力を検出する圧力センサを用い、その圧力センサの検出値が所定圧力以上であるときに、第１バルブ１１を開いてもよいし、或いは第２バルブ１３が開弁されてから所定時間が経過したときに、第１バルブ１１を開いてもよい。この場合でも、発熱部１６により貯蔵部１５が加熱されると、第１バルブ１１が開弁されることとなる。
【００６１】
また、上記実施形態では、エンジン２が始動されたときに、第２バルブ１３を開いているが、特にその形態には限られず、例えばエンジン２を始動させるべく車両の運転席のドアが開閉されたときに、第２バルブ１３を開いてもよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態では、ＣＯ２が第１吸着材１８に物理吸着される際に生じる発熱反応を利用して、第２蓄熱材２０からＮＨ３が脱離する、いわゆる第２蓄熱材２０の再生を行っているが、そのような第１吸着材１８の発熱反応により発生する熱以外にも、例えばエンジン２から排出される排気ガスの熱を用いて第２蓄熱材２０の再生を行ってもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、第１反応媒体であるＣＯ２と第１蓄熱材１４とを化学反応させて熱を発生させると共に、第２反応媒体であるＮＨ３と第２蓄熱材２０とを化学反応させて熱を発生させているが、第１反応媒体としては、特にＣＯ２には限られず、Ｈ２Ｏ等を使用してもよい。この場合、Ｈ２Ｏと化学反応させる第１蓄熱材としては、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯまたはＡｌ２Ｏ３等が用いられる。
【００６４】
さらに、上記実施形態の化学蓄熱装置６は、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、例えばデフオイル、冷却水または冷却空気等であってもよい。
【００６５】
また、上記実施形態の化学蓄熱装置６は、エンジン２を搭載した車両に具備されているが、本発明は、特にエンジン関連の装置には限られず、例えばボイラーまたは各種プラント等といった低温媒体を速やかに昇温させる必要がある装置または設備にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
６…化学蓄熱装置、７…発熱器（第１発熱部）、８…貯蔵・発熱ユニット、９…貯蔵器（第２貯蔵部）、１０…第１配管、１１…第１バルブ、１２…第２配管、１３…第２バルブ、１４…第１蓄熱材、１５…貯蔵部（第１貯蔵部）、１６…発熱部（第２発熱部）、１９…管状容器、２０…第２蓄熱材、２４…コントローラ（制御部）、３０…化学蓄熱装置、３１…貯蔵・発熱ユニット、３２…貯蔵部（第１貯蔵部）、３３…発熱部（第２発熱部）、３４…加熱対象流路部。
【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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