(57)【要約】【課題】装置の異常を検知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７は、吸着器１０の温度を検出する温度センサ１５と、反応器９の下流側を流れるエンジンオイルの温度を検出する温度センサ１６と、温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の推定値を算出する第１算出部１９と、温度センサ１６の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の実測値を算出する第２算出部２０と、エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値とを比較し、エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいときに、異常と判定する異常判定部２１とを備える。【選択図】図１
2018017433.tif 000002
【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、
前記加熱対象に対して熱交換可能に配置され、反応媒体が与えられると前記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反応媒体が脱離する反応材を有する反応器と、
前記反応媒体が吸着または脱離する吸着材を有する吸着器と、
前記反応器と前記吸着器とを接続し、前記反応器と前記吸着器との間で前記反応媒体が流れる流路を形成する反応媒体供給管と、
前記反応媒体供給管に配設され、前記反応媒体の流路を開閉するバルブと、
前記吸着器の温度を検出する第１温度検出部と、
前記反応器の下流側を流れる前記加熱対象の温度を検出する第２温度検出部と、
前記第１温度検出部の検出値に基づいて、前記吸着器から前記反応器に前記反応媒体が供給される際の前記加熱対象の上昇温度の推定値を算出する第１算出部と、
前記第２温度検出部の検出値に基づいて、前記吸着器から前記反応器に前記反応媒体が供給される際の前記加熱対象の上昇温度の実測値を算出する第２算出部と、
前記第２算出部により算出された前記加熱対象の上昇温度の実測値と前記第１算出部により算出された前記加熱対象の上昇温度の推定値とを比較し、前記加熱対象の上昇温度の実測値と前記加熱対象の上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいときに、異常と判定する異常判定部とを備えることを特徴とする化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記第１算出部は、前記バルブの開弁前後における前記第１温度検出部の検出値に基づいて、前記加熱対象の上昇温度の推定値を算出し、
前記第２算出部は、前記バルブの開弁前後における前記第２温度検出部の検出値に基づいて、前記加熱対象の上昇温度の実測値を算出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】
前記第１算出部は、前記第１温度検出部の検出値に基づいて、前記吸着器から前記反応器に前記反応媒体が供給される際の前記吸着器の低下温度を算出し、前記吸着器の低下温度に基づいて、前記加熱対象の上昇温度の推定値を求め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】
加熱対象を加熱する化学蓄熱装置において、
前記加熱対象に対して熱交換可能に配置され、反応媒体が与えられると前記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反応媒体が脱離する反応材を有する反応器と、
前記反応媒体が吸着または脱離する吸着材を有する吸着器と、
前記反応器と前記吸着器とを接続し、前記反応器と前記吸着器との間で前記反応媒体が流れる流路を形成する反応媒体供給管と、
前記反応媒体供給管に配設され、前記反応媒体の流路を開閉するバルブと、
前記吸着器の温度を検出する第１温度検出部と、
前記反応器の温度を検出する第２温度検出部と、
前記第１温度検出部の検出値に基づいて、前記吸着器から前記反応器に前記反応媒体が供給される際の前記反応器の上昇温度の推定値を算出する第１算出部と、
前記第２温度検出部の検出値に基づいて、前記吸着器から前記反応器に前記反応媒体が供給される際の前記反応器の上昇温度の実測値を算出する第２算出部と、
前記第２算出部により算出された前記反応器の上昇温度の実測値と前記第１算出部により算出された前記反応器の上昇温度の推定値とを比較し、前記反応器の上昇温度の実測値と前記反応器の上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいときに、異常と判定する異常判定部とを備えることを特徴とする化学蓄熱装置。
【請求項５】
前記第１算出部は、前記バルブの開弁前後における前記第１温度検出部の検出値に基づいて、前記反応器の上昇温度の推定値を算出し、
前記第２算出部は、前記バルブの開弁前後における前記第２温度検出部の検出値に基づいて、前記反応器の上昇温度の実測値を算出することを特徴とする請求項４記載の化学蓄熱装置。
【請求項６】
前記第１算出部は、前記第１温度検出部の検出値に基づいて、前記吸着器から前記反応器に前記反応媒体が供給される際の前記吸着器の低下温度を算出し、前記吸着器の低下温度に基づいて、前記反応器の上昇温度の推定値を求めることを特徴とする請求項４または５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、反応媒体であるアンモニア（ＮＨ３）と化学反応する反応材を有する反応器と、ＮＨ３を物理吸着する吸着材を有するアンモニア貯蔵器と、反応器とアンモニア貯蔵器とを接続する管路と、この管路に設けられた開閉弁とを備えている。このような化学蓄熱装置においては、アンモニア貯蔵器から反応器にＮＨ３が供給されると、反応器の反応材とＮＨ３とが化学反応して熱が発生し、その熱により加熱対象が加熱される。反応器の反応材に熱が与えられると、反応材からＮＨ３が脱離し、そのＮＨ３が反応器からアンモニア貯蔵器に回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４２０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては、アンモニア貯蔵器と反応器との間におけるＮＨ３の移動は、管路に設けられた開閉弁を開弁することによって行われる。しかし、開閉弁の故障または管路の詰まり等の異常が発生すると、アンモニア貯蔵器と反応器との間におけるＮＨ３の移動が阻害される。その結果、加熱対象の加熱及びＮＨ３の回収が適切に行われなくなる。そのような不具合を未然に防ぐためには、化学蓄熱装置の異常を検知する必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、装置の異常を検知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、加熱対象に対して熱交換可能に配置され、反応媒体が与えられると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反応媒体が脱離する反応材を有する反応器と、反応媒体が吸着または脱離する吸着材を有する吸着器と、反応器と吸着器とを接続し、反応器と吸着器との間で反応媒体が流れる流路を形成する反応媒体供給管と、反応媒体供給管に配設され、反応媒体の流路を開閉するバルブと、吸着器の温度を検出する第１温度検出部と、反応器の下流側を流れる加熱対象の温度を検出する第２温度検出部と、第１温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の加熱対象の上昇温度の推定値を算出する第１算出部と、第２温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の加熱対象の上昇温度の実測値を算出する第２算出部と、第２算出部により算出された加熱対象の上昇温度の実測値と第１算出部により算出された加熱対象の上昇温度の推定値とを比較し、加熱対象の上昇温度の実測値と加熱対象の上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいときに、異常と判定する異常判定部とを備え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、吸着器から反応器に反応媒体が供給されると、反応器の反応材と反応媒体との化学反応により反応材が発熱し、その熱によって加熱対象が加熱されることにより、加熱対象の温度が上昇する。そこで、本発明に係る化学蓄熱装置では、まず第１温度検出部によって吸着器の温度が検出されると共に、第２温度検出部によって反応器の下流側を流れる加熱対象の温度が検出される。そして、第１温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の加熱対象の上昇温度の推定値が算出される。また、第２温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の加熱対象の上昇温度の実測値が算出される。そして、加熱対象の上昇温度の実測値と加熱対象の上昇温度の推定値とが比較され、両者の差が閾値よりも大きいときに、異常と判定される。以上により、化学蓄熱装置の異常を検知することができる。
【０００８】
第１算出部は、バルブの開弁前後における第１温度検出部の検出値に基づいて、加熱対象の上昇温度の推定値を算出し、第２算出部は、バルブの開弁前後における第２温度検出部の検出値に基づいて、加熱対象の上昇温度の実測値を算出してもよい。
【０００９】
バルブが開弁されると、吸着器から反応器に反応媒体が移動し、反応器の反応材と反応媒体との化学反応により反応材が発熱する。このため、バルブの開弁前後では、加熱対象の上昇温度が大きくなりやすい。そこで、バルブの開弁前後における第１温度検出部の検出値に基づいて、加熱対象の上昇温度の推定値を算出することにより、加熱対象の上昇温度の推定値が大きくなる。また、バルブの開弁前後における第２温度検出部の検出値に基づいて、加熱対象の上昇温度の実測値を算出することにより、加熱対象の上昇温度の実測値が大きくなる。従って、加熱対象の上昇温度の実測値と加熱対象の上昇温度の推定値との差が出やすくなる。これにより、化学蓄熱装置の異常を精度良く検知することができる。
【００１０】
第１算出部は、第１温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の吸着器の低下温度を算出し、吸着器の低下温度に基づいて、加熱対象の上昇温度の推定値を求めてもよい。
【００１１】
吸着器の吸着材から反応媒体が脱離すると、吸着器の温度が低下する。吸着器の低下温度と加熱対象の上昇温度とは、一方が大きくなると他方が大きくなるという相関関係にある。従って、第１温度検出部の検出値を用いることにより、加熱対象の上昇温度の推定値を簡単に算出することができる。
【００１２】
本発明の他の態様は、加熱対象を加熱する化学蓄熱装置において、加熱対象に対して熱交換可能に配置され、反応媒体が与えられると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反応媒体が脱離する反応材を有する反応器と、反応媒体が吸着または脱離する吸着材を有する吸着器と、反応器と吸着器とを接続し、反応器と吸着器との間で反応媒体が流れる流路を形成する反応媒体供給管と、反応媒体供給管に配設され、反応媒体の流路を開閉するバルブと、吸着器の温度を検出する第１温度検出部と、反応器の温度を検出する第２温度検出部と、第１温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の反応器の上昇温度の推定値を算出する第１算出部と、第２温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の反応器の上昇温度の実測値を算出する第２算出部と、第２算出部により算出された反応器の上昇温度の実測値と第１算出部により算出された反応器の上昇温度の推定値とを比較し、反応器の上昇温度の実測値と反応器の上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいときに、異常と判定する異常判定部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
このような化学蓄熱装置においては、吸着器から反応器に反応媒体が供給されると、反応器の反応材と反応媒体との化学反応により反応材が発熱し、その熱によって反応器の温度が上昇する。そこで、本発明に係る化学蓄熱装置では、まず第１温度検出部によって吸着器の温度が検出されると共に、第２温度検出部によって反応器の温度が検出される。そして、第１温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の反応器の上昇温度の推定値が算出される。また、第２温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の反応器の上昇温度の実測値が算出される。そして、反応器の上昇温度の実測値と反応器の上昇温度の推定値とが比較され、両者の差が閾値よりも大きいときに、異常と判定される。以上により、化学蓄熱装置の異常を検知することができる。
【００１４】
第１算出部は、バルブの開弁前後における第１温度検出部の検出値に基づいて、反応器の上昇温度の推定値を算出し、第２算出部は、バルブの開弁前後における第２温度検出部の検出値に基づいて、反応器の上昇温度の実測値を算出してもよい。
【００１５】
バルブが開弁されると、吸着器から反応器に反応媒体が移動し、反応器の反応材と反応媒体との化学反応により反応材が発熱する。このため、バルブの開弁前後では、反応器の上昇温度が大きくなりやすい。そこで、バルブの開弁前後における第１温度検出部の検出値に基づいて、反応器の上昇温度の推定値を算出することにより、反応器の上昇温度の推定値が大きくなる。また、バルブの開弁前後における第２温度検出部の検出値に基づいて、反応器の上昇温度の実測値を算出することにより、反応器の上昇温度の実測値が大きくなる。従って、反応器の上昇温度の実測値と反応器の上昇温度の推定値との差が出やすくなる。これにより、化学蓄熱装置の異常を精度良く検知することができる。
【００１６】
第１算出部は、第１温度検出部の検出値に基づいて、吸着器から反応器に反応媒体が供給される際の吸着器の低下温度を算出し、吸着器の低下温度に基づいて、反応器の上昇温度の推定値を求めてもよい。
【００１７】
吸着器の吸着材から反応媒体が脱離すると、吸着器の温度が低下する。吸着器の低下温度と反応器の上昇温度とは、一方が大きくなると他方が大きくなるという相関関係にある。従って、第１温度検出部の検出値を用いることにより、反応器の上昇温度の推定値を簡単に算出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、化学蓄熱装置の異常を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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２】図２は、図１に示されたコントローラにより実行される異常検知処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図３】図３（ａ）は、吸着器の温度変化の一例を示すグラフであり、図３（ｂ）は、エンジンオイルの温度変化の一例を示すグラフである。
【図４】図４は、吸着器の低下温度とエンジンオイルの上昇温度との関係を表した変換マップの一例を示すグラフである。
【図５】図５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】図６は、図５に示されたコントローラにより実行される異常検知処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図７は、吸着器の低下温度と反応器の上昇温度との関係を表した変換マップの一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、同一の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
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、車両に搭載され、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。
【００２２】
エンジンオイル循環システム１は、オイルパン３、オイルポンプ４及びオイルクーラ５を備えている。オイルポンプ４及びオイルクーラ５は、エンジン２とオイルパン３とを接続するオイル循環管６に配設されている。オイル循環管６は、エンジンオイルが流れる流路を形成する。
【００２３】
オイルパン３は、エンジンオイルを溜めておく。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。オイルポンプ４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。オイルクーラ５は、オイルポンプ４により吸い上げられたエンジンオイルの温度が高くなり過ぎたときに、冷却水によりエンジンオイルを冷却する。なお、エンジンオイルを冷却する理由は、エンジンオイルの劣化を防ぐためである。
【００２４】
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７を備えている。化学蓄熱装置７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。
【００２５】
化学蓄熱装置７は、熱交換器８と、反応器９と、吸着器１０と、反応媒体供給管１１と、バルブ１２とを備えている。熱交換器８は、オイルクーラ５とエンジン２との間に配置されている。熱交換器８は、オイル循環管６を流れるエンジンオイルを通過させて、エンジンオイルと反応器９との間で熱交換を行う。
【００２６】
反応器９は、エンジンオイルに対して熱交換可能に配置され、エンジンオイルを加熱する。反応器９は、熱交換器８に隣接して配置されている。このとき、反応器９は、例えば熱交換器８の周囲に環状に配置されていてもよい。また、反応器９と熱交換器８とが交互に積層状態で配置されていてもよい。
【００２７】
反応器９は、気体の反応媒体であるアンモニア（ＮＨ３）が与えられるとＮＨ３との化学反応により発熱すると共に、エンジンオイルの熱が与えられるとＮＨ３を脱離する反応材１３を有している。反応材１３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。
【００２８】
吸着器１０は、ＮＨ３を貯蔵する貯蔵器である。吸着器１０は、ＮＨ３が物理吸着または脱離する吸着材１４を有している。吸着材１４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、ＮＨ３は吸着材１４に化学吸着されてもよい。
【００２９】
反応媒体供給管１１は、反応器９と吸着器１０とを接続し、反応器９と吸着器１０との間でＮＨ３が双方向に流れる流路を形成する。バルブ１２は、反応媒体供給管１１に配設され、ＮＨ３の流路を開閉する電磁式の開閉弁である。
【００３０】
このような化学蓄熱装置７において、エンジン２の始動直後におけるエンジンオイルの温度が低いときは、バルブ１２が開弁されると、吸着器１０と反応器９との圧力差によって、吸着器１０の吸着材１４からＮＨ３が脱離する。つまり、下記の反応式（Ａ）における左辺から右辺への反応（吸熱反応）が起こる。
吸着材-ＮＨ３＋熱  ⇔  吸着材＋ＮＨ３      …（Ａ）
【００３１】
吸着材１４から脱離したＮＨ３は、反応媒体供給管１１を通って反応器９に供給される。そして、反応器９の反応材１３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（Ｂ）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      …（Ｂ）
【００３２】
そして、反応器９で発生した熱が熱交換器８を通して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。暖められたエンジンオイルは、オイル循環管６を通ってエンジン２内の各部に送られる。
【００３３】
その後、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熱交換器８を通して反応器９の反応材１３に与えられることで、反応材１３からＮＨ３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。
【００３４】
そして、反応器９と吸着器１０との圧力差によって、ＮＨ３が反応媒体供給管１１を通って吸着器１０に戻る。吸着器１０に戻ったＮＨ３は、吸着器１０の吸着材１４に物理吸着される。つまり、上記の反応式（Ａ）における右辺から左辺への反応（発熱反応）が起こる。これにより、ＮＨ３が吸着器１０に回収されることとなる。
【００３５】
また、化学蓄熱装置７は、温度センサ１５と、温度センサ１６と、コントローラ１７とを備えている。温度センサ１５は、吸着器１０の温度を検出する第１温度検出部である。温度センサ１６は、反応器９の下流側を流れるエンジンオイルの温度を検出する第２温度検出部である。具体的には、温度センサ１６は、オイル循環管６における熱交換器８及び反応器９よりも下流側を流れるエンジンオイルの温度を検出する。
【００３６】
コントローラ１７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。コントローラ１７は、バルブ制御部１８と、第１算出部１９と、第２算出部２０と、異常判定部２１とを有している。
【００３７】
バルブ制御部１８は、暖機開始タイミングとなったときに、バルブ１２を開弁するように制御する。バルブ１２が開弁されると、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される。
【００３８】
第１算出部１９は、温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の推定値を算出する。具体的には、第１算出部１９は、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の吸着器１０の低下温度を算出し、その吸着器１０の低下温度に基づいて、エンジンオイルの上昇温度の推定値を求める。
【００３９】
第２算出部２０は、温度センサ１６の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の実測値を算出する。具体的には、第２算出部２０は、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１６の検出値に基づいて、エンジンオイルの上昇温度の実測値を算出する。
【００４０】
異常判定部２１は、第２算出部２０により算出されたエンジンオイルの上昇温度の実測値と第１算出部１９により算出されたエンジンオイルの上昇温度の推定値とを比較し、エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいときに、化学蓄熱装置７の異常と判定する。
【００４１】
図２は、コントローラ１７により実行される異常検知処理手順の詳細を示すフローチャートである。なお、本処理の開始時には、バルブ１２は閉弁状態となっている。
【００４２】
図２において、コントローラ１７は、まず温度センサ１５により検出された吸着器１０の温度を取得する（手順Ｓ１０１）。また、コントローラは、温度センサ１６により検出されたエンジンオイルの温度を取得する（手順Ｓ１０２）。
【００４３】
続いて、コントローラ１７は、暖機開始タイミングかどうかを判断する（手順Ｓ１０３）。暖機開始タイミングは、例えばエンジンオイルの温度が暖機開始温度（例えば２５℃）に達したかどうか、或いはエンジン２の始動開始から所定時間が経過したかどうかによって判断される。コントローラ１７は、暖機開始タイミングでないと判断したときは、手順Ｓ１０１，１０２を再度実行する。コントローラ１７は、暖機開始タイミングであると判断したときは、バルブ１２を開弁するように制御する（手順Ｓ１０４）。
【００４４】
バルブ１２が開弁されることで、吸着器１０の吸着材１４からＮＨ３が脱離すると、図３（ａ）に示されるように、吸熱反応によって吸着器１０の温度が低下する。吸着器１０の温度が一旦低下した後、吸着器１０と外気との熱交換によって吸着器１０の温度が徐々に上昇する。このとき、吸着器１０の温度低下量Ｔ１は、吸着材１４の材質等によって変化する。
【００４５】
一方、バルブ１２が開弁されることで、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が移動し、ＮＨ３と反応材１３とが化学反応して発生した熱によってエンジンオイルが加熱されるため、図３（ｂ）に示されるように、エンジンオイルの温度が上昇する。なお、エンジンオイルはオイル循環管６を流れて循環するため、エンジンオイルの温度が一旦上昇した後、エンジンオイルの温度が徐々に下がって一定値に維持される。このとき、エンジンオイルの温度上昇量Ｔ２は、反応材１３の材質等によって変化する。
【００４６】
続いて、コントローラ１７は、バルブ１２が開弁されてから規定時間が経過したかどうかを判断する（手順Ｓ１０５）。この時の規定時間は、吸着器１０の温度が十分に低下すると共に、エンジンオイルの温度が十分に上昇するような時間である。
【００４７】
コントローラ１７は、バルブ１２が開弁されてから規定時間が経過したと判断したときは、温度センサ１５により検出された吸着器１０の温度を取得する（手順Ｓ１０６）。また、コントローラ１７は、温度センサ１６により検出されたエンジンオイルの温度を取得する（手順Ｓ１０７）。
【００４８】
続いて、コントローラ１７は、手順Ｓ１０１で取得された吸着器１０の温度から手順Ｓ１０６で取得された吸着器１０の温度を減算することにより、バルブ１２の開弁前後における吸着器１０の低下温度（吸着器１０の温度低下量）を算出する（手順Ｓ１０８）。このとき、バルブ１２の開弁直前に取得された吸着器１０の温度と、バルブ１２が開弁されてから規定時間が経過した時点で取得された吸着器１０の温度との差が、吸着器１０の低下温度とされる。なお、コントローラ１７は、吸着器１０の低下温度を外気温度で補正してもよい。
【００４９】
続いて、コントローラ１７は、手順Ｓ１０８で算出されたバルブ１２の開弁前後における吸着器１０の低下温度に基づいて、バルブ１２の開弁前後におけるエンジンオイルの上昇温度（エンジンオイルの温度上昇量）の推定値を求める（手順Ｓ１０９）。
【００５０】
具体的には、コントローラ１７は、図４に示されるような変換マップを用いて、バルブ１２の開弁前後における吸着器１０の低下温度をバルブ１２の開弁前後におけるエンジンオイルの上昇温度の推定値に変換する。変換マップは、吸着器１０の低下温度とエンジンオイルの上昇温度との関係を表したマップである。上述したように、バルブ１２が開弁されると、吸着器１０の温度が低下すると共に、エンジンオイルの温度が上昇する。従って、変換マップは、吸着器１０の低下温度が大きくなるほどエンジンオイルの上昇温度が連続的に大きくなるように設定されている。変換マップの特性は、吸着材１４の材質等によって変化する。なお、コントローラ１７は、エンジンオイルの上昇温度をエンジンオイルの流量及び外気温度で補正してもよい。
【００５１】
続いて、コントローラ１７は、手順Ｓ１０７で取得されたエンジンオイルの温度から手順Ｓ１０２で取得されたエンジンオイルの温度を減算することにより、バルブ１２の開弁前後におけるエンジンオイルの上昇温度の実測値を算出する（手順Ｓ１１０）。このとき、バルブ１２が開弁されてから規定時間が経過した時点で取得されたエンジンオイルの温度と、バルブ１２の開弁直前に取得されたエンジンオイルの温度との差が、バルブ１２の開弁前後におけるエンジンオイルの上昇温度の実測値とされる。従って、エンジンオイルの上昇温度の推定値及びエンジンオイルの上昇温度の実測値は、実質的に同じ期間での値となる。
【００５２】
続いて、コントローラ１７は、手順Ｓ１１０で算出されたバルブ１２の開弁前後におけるエンジンオイルの上昇温度の実測値と手順Ｓ１０９で求められたバルブ１２の開弁前後におけるエンジンオイルの上昇温度の推定値との差が、予め決められた閾値以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値との差は、絶対値で表される。
【００５３】
コントローラ１７は、エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値との差が閾値以下であると判断したときは、反応器９、吸着器１０、反応媒体供給管１１及びバルブ１２が正常であると判定する（手順Ｓ１１２）。コントローラ１７は、エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいと判断したときは、反応器９、吸着器１０、反応媒体供給管１１及びバルブ１２の何れかが異常であると判定する（手順Ｓ１１３）。
【００５４】
ここで、バルブ制御部１１８は、手順Ｓ１０３，Ｓ１０４を実行する。第１算出部１９は、手順Ｓ１０１，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１０９を実行する。第２算出部２０は、手順Ｓ１０２，Ｓ１０５，Ｓ１０７，Ｓ１１０を実行する。異常判定部２１は、手順Ｓ１１１〜Ｓ１１３を実行する。
【００５５】
なお、図２に示される処理において、手順Ｓ１０１，Ｓ１０２を実行する順番としては、特に上記には限られず、手順Ｓ１０２を手順Ｓ１０１よりも先に実行してもよいし、或いは手順Ｓ１０１，Ｓ１０２を同時に実行してもよい。また、手順Ｓ１０６〜Ｓ１１０を実行する順番としては、特に上記には限られず、変わってもよい。例えば、手順Ｓ１０７を手順Ｓ１０６よりも先に実行してもよいし、或いは手順Ｓ１０６，Ｓ１０７を同時に実行してもよい。また、手順Ｓ１１０を手順Ｓ１０９よりも先に実行してもよい。
【００５６】
以上のように本実施形態にあっては、まず温度センサ１５によって吸着器１０の温度が検出されると共に、温度センサ１６によって反応器９の下流側を流れるエンジンオイルの温度が検出される。そして、温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の推定値が算出される。また、温度センサ１６の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の実測値が算出される。そして、エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値とが比較され、両者の差が閾値よりも大きいときは、反応器９、吸着器１０、反応媒体供給管１１及びバルブ１２の何れかの異常と判定される。以上により、化学蓄熱装置７の異常を検知することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１５の検出値に基づいて、エンジンオイルの上昇温度の推定値が算出されるので、エンジンオイルの上昇温度の推定値が大きくなる。また、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１６の検出値に基づいて、エンジンオイルの上昇温度の実測値が算出されるので、エンジンオイルの上昇温度の実測値が大きくなる。従って、エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値との差が出やすくなる。これにより、化学蓄熱装置７の異常を精度良く検知することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の吸着器１０の低下温度が算出され、その吸着器１０の低下温度に基づいて、エンジンオイルの上昇温度の推定値が求められる。吸着器１０の低下温度とエンジンオイルの上昇温度とは、一方が大きくなると他方が大きくなるという相関関係にある。従って、温度センサ１５の検出値を用いることにより、エンジンオイルの上昇温度の推定値を簡単に算出することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、吸着器１０の温度に基づいてエンジンオイルの上昇温度の推定値が推定され、エンジンオイルの上昇温度の実測値とエンジンオイルの上昇温度の推定値との比較によって異常判定が行われるので、吸着器１０の圧力を検出する圧力センサを使用しなくても、化学蓄熱装置７の異常を検知することができる。
【００６０】
図５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２において、本実施形態の化学蓄熱装置３０は、上記の第１実施形態における温度センサ１６及びコントローラ１７に代えて、温度センサ３１及びコントローラ３２を備えている。温度センサ３１は、反応器９の温度を検出する第２温度検出部である。
【００６１】
コントローラ３２は、上記のバルブ制御部１８と、第１算出部３３と、第２算出部３４と、異常判定部３５とを有している。
【００６２】
第１算出部３３は、温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の反応器９の上昇温度の推定値を算出する。具体的には、第１算出部３３は、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の吸着器１０の低下温度を算出し、その吸着器１０の低下温度に基づいて、反応器９の上昇温度の推定値を求める。
【００６３】
第２算出部３４は、温度センサ３１の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の反応器９の上昇温度の実測値を算出する。具体的には、第２算出部３４は、バルブ１２の開弁前後における温度センサ３１の検出値に基づいて、反応器９の上昇温度の実測値を算出する。
【００６４】
異常判定部３５は、第２算出部３４により算出された反応器９の上昇温度の実測値と第１算出部３３により算出された反応器９の上昇温度の推定値とを比較し、反応器９の上昇温度の実測値と反応器９の上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいときに、化学蓄熱装置７の異常と判定する。
【００６５】
図６は、コントローラ３２により実行される異常検知処理手順の詳細を示すフローチャートである。なお、図２に示されるフローチャートと同様の手順については、同じ符号を付している。
【００６６】
図６において、コントローラ３２は、手順Ｓ１０１を実行した後、温度センサ３１により検出された反応器９の温度を取得する（手順Ｓ１０２Ａ）。そして、コントローラ３２は、手順Ｓ１０３，Ｓ１０４を実行する。
【００６７】
バルブ１２が開弁されると、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が移動し、ＮＨ３と反応材１３との化学反応により反応材１３が発熱するため、反応器９の温度が上昇する。このとき、反応器９の温度は、エンジンオイルの温度よりも高い。
【００６８】
続いて、コントローラ３２は、手順Ｓ１０５，Ｓ１０６を実行した後、温度センサ３１により検出された反応器９の温度を取得する（手順Ｓ１０７Ａ）。
【００６９】
続いて、コントローラ３２は、手順Ｓ１０８を実行した後、バルブ１２の開弁前後における吸着器１０の低下温度に基づいて、バルブ１２の開弁前後における反応器９の上昇温度（反応器９の温度上昇量）の推定値を求める（手順Ｓ１０９Ａ）。
【００７０】
具体的には、コントローラ３２は、図７に示されるような変換マップを用いて、バルブ１２の開弁前後における吸着器１０の低下温度をバルブ１２の開弁前後における反応器９の上昇温度の推定値に変換する。変換マップは、吸着器１０の低下温度と反応器９の上昇温度との関係を表したマップである。上述したように、バルブ１２が開弁されると、吸着器１０の温度が低下すると共に、反応器９の温度が上昇する。従って、変換マップは、吸着器１０の低下温度が大きくなるほど反応器９の上昇温度が連続的に大きくなるように設定されている。変換マップの特性は、反応材１３及び吸着材１４の材質等によって変化する。
【００７１】
続いて、コントローラ３２は、手順Ｓ１０７Ａで取得された反応器９の温度から手順Ｓ１０２Ａで取得された反応器９の温度を減算することにより、バルブ１２の開弁前後における反応器９の上昇温度の実測値を算出する（手順Ｓ１１０Ａ）。このとき、バルブ１２が開弁されてから規定時間が経過した時点で取得された反応器９の温度と、バルブ１２の開弁直前に取得された反応器９の温度との差が、バルブ１２の開弁前後における反応器９の上昇温度の実測値とされる。従って、反応器９の上昇温度の推定値及び反応器９の上昇温度の実測値は、実質的に同じ期間での値となる。
【００７２】
続いて、コントローラ３２は、手順Ｓ１１０Ａで算出されたバルブ１２の開弁前後における反応器９の上昇温度の実測値と手順Ｓ１０９Ａで求められたバルブ１２の開弁前後における反応器９の上昇温度の推定値との差が、予め決められた閾値以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１１Ａ）。反応器９の上昇温度の実測値と反応器９の上昇温度の推定値との差は、絶対値で表される。
【００７３】
コントローラ３２は、反応器９の上昇温度の実測値と反応器９の上昇温度の推定値との差が閾値以下であると判断したときは、反応器９、吸着器１０、反応媒体供給管１１及びバルブ１２が正常であると判定する（手順Ｓ１１２Ａ）。コントローラ３２は、反応器９の上昇温度の実測値と反応器９の上昇温度の推定値との差が閾値よりも大きいと判断したときは、反応器９、吸着器１０、反応媒体供給管１１及びバルブ１２の何れかが異常であると判定する（手順Ｓ１１３Ａ）。
【００７４】
ここで、第１算出部３３は、手順Ｓ１０１，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１０９Ａを実行する。第２算出部３４は、手順Ｓ１０２Ａ，Ｓ１０５，Ｓ１０７Ａ，Ｓ１１０Ａを実行する。異常判定部３５は、手順Ｓ１１１Ａ〜Ｓ１１３Ａを実行する。
【００７５】
なお、図６に示される処理において、手順Ｓ１０１，Ｓ１０２Ａを実行する順番としては、特に上記には限られず、手順Ｓ１０２Ａを手順Ｓ１０１よりも先に実行してもよいし、或いは手順Ｓ１０１，Ｓ１０２Ａを同時に実行してもよい。また、手順Ｓ１０６〜Ｓ１１０Ａを実行する順番としては、特に上記には限られず、変わってもよい。例えば、手順Ｓ１０７Ａを手順Ｓ１０６よりも先に実行してもよいし、或いは手順Ｓ１０６，Ｓ１０７Ａを同時に実行してもよい。また、手順Ｓ１１０Ａを手順Ｓ１０９Ａよりも先に実行してもよい。
【００７６】
以上のように本実施形態にあっては、まず温度センサ１５によって吸着器１０の温度が検出されると共に、温度センサ３１によって反応器９の温度が検出される。そして、温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の反応器９の上昇温度の推定値が算出される。また、温度センサ３１の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の反応器９の上昇温度の実測値が算出される。そして、反応器９の上昇温度の実測値と反応器９の上昇温度の推定値とが比較され、両者の差が閾値よりも大きいときは、反応器９、吸着器１０、反応媒体供給管１１及びバルブ１２の何れかの異常と判定される。以上により、化学蓄熱装置３０の異常を検知することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１５の検出値に基づいて、反応器９の上昇温度の推定値が算出されるので、反応器９の上昇温度の推定値が大きくなる。また、バルブ１２の開弁前後における温度センサ３１の検出値に基づいて、反応器９の上昇温度の実測値が算出されるので、反応器９の上昇温度の実測値が大きくなる。従って、反応器９の上昇温度の実測値と反応器９の上昇温度の推定値との差が出やすくなる。これにより、化学蓄熱装置３０の異常を精度良く検知することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の吸着器１０の低下温度が算出され、その吸着器１０の低下温度に基づいて、反応器９の上昇温度の推定値が求められる。吸着器１０の低下温度と反応器９の上昇温度とは、一方が大きくなると他方が大きくなるという相関関係にある。従って、温度センサ１５の検出値を用いることにより、反応器９の上昇温度の推定値を簡単に算出することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記第１実施形態では、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の推定値が算出されると共に、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１６の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の実測値が算出されているが、特にその形態には限られない。例えば、バルブ１２の開弁後における温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の推定値が算出されると共に、バルブ１２の開弁後における温度センサ１６の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際のエンジンオイルの上昇温度の実測値が算出されてもよい。
【００８０】
同様に、上記第２実施形態では、バルブ１２の開弁前後における温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の反応器９の上昇温度の推定値が算出されると共に、バルブ１２の開弁前後における温度センサ３１の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の反応器９の上昇温度の実測値が算出されているが、特にその形態には限られない。例えば、バルブ１２の開弁後における温度センサ１５の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の反応器９の上昇温度の推定値が算出されると共に、バルブ１２の開弁後における温度センサ３１の検出値に基づいて、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給される際の反応器９の上昇温度の実測値が算出されてもよい。
【００８１】
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１３との化学反応により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。
【００８２】
また、上記実施形態では、オイルクーラ５とエンジン２との間に反応器９がエンジンオイルに対して熱交換可能に配置されているが、特にその形態には限られず、例えばオイルパン３とオイルポンプ４との間に反応器９をエンジンオイルに対して熱交換可能に配置してもよいし、或いはオイルポンプ４とオイルクーラ５との間に反応器９をエンジンオイルに対して熱交換可能に配置してもよい。
【００８３】
さらに、上記実施形態では、化学蓄熱装置により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、例えば排気ガス、冷却水または冷却空気等であってもよい。
【符号の説明】
【００８４】
７…化学蓄熱装置、９…反応器、１０…吸着器、１１…反応媒体供給管、１２…バルブ、１３…反応材、１４…吸着材、１５…温度センサ（第１温度検出部）、１６…温度センサ（第２温度検出部）、１９…第１算出部、２０…第２算出部、２１…異常判定部、３０…化学蓄熱装置、３１…温度センサ（第２温度検出部）、３３…第１算出部、３４…第２算出部、３５…異常判定部。
【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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