(57)【要約】【解決課題】よりエネルギー効率の高いケミカルヒートポンプを利用したハイブリッド冷凍システム及びそれを搭載したハイブリッド冷凍車を提供すること【手段】圧縮式冷凍機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを有する圧縮式冷凍システムＣＦＳと、反応部２と蒸発凝縮部３とを有するケミカルヒートポンプ１と、を組み合わせたハイブリッド冷凍システムとする。また、圧縮式冷凍機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを有する圧縮式冷凍システムＣＦＳと、反応部２と蒸発凝縮部３とを有するケミカルヒートポンプ１と、を組み合わせたハイブリッド冷凍車とする。【選択図】図１
2008111592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮式冷凍機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを有する圧縮式冷凍システムと、反応部と蒸発凝縮部とを有するケミカルヒートポンプと、を組み合わせたハイブリッド冷凍システム。
【請求項２】
前記ケミカルヒートポンプは、前記圧縮式冷凍システムの温熱または冷熱の少なくとも一つを利用する請求項１記載のハイブリッド冷凍システム。
【請求項３】
前記ケミカルヒートポンプの系内は、減圧されてなる請求項１又は２に記載のハイブリッド冷凍システム。
【請求項４】
前記蒸発凝縮部は、前記圧縮式冷凍システムから冷熱を受け取る凝縮器側熱交換器を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリッド冷凍システム。
【請求項５】
前記凝縮器側熱交換器は、前記圧縮式冷凍システムの圧縮式冷凍機の前段に配置される請求項１乃至４のいずれかに記載のハイブリッド冷凍システム。
【請求項６】
前記反応部は複数の反応器を有して構成され、
前記蒸発凝縮部は、バルブを備えた蒸発器−凝縮器接続パイプにより接続された蒸発器及び凝縮器を有して構成され、
前記反応部−蒸発凝縮部接続パイプは、前記反応器のそれぞれと前記蒸発器を接続する反応器−蒸発器接続パイプと、前記反応器のそれぞれと前記凝縮器を接続する反応器−凝縮器接続パイプと、を有し、
前記反応器−蒸発器接続パイプには、複数の反応器−蒸発器制御バルブが備えられ、
前記反応器−凝縮器接続パイプには、複数の反応器−凝縮器制御バルブが備えられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド冷凍システム。
【請求項７】
前記反応器には、化学蓄熱材が充填されてなることを特徴とする請求項６記載のハイブリッド冷凍システム。
【請求項８】
前記化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられる請求項７記載のハイブリッド冷凍システム。
【数１】
2008111592.tif 000020
【数２】
2008111592.tif 000021
【請求項９】
前記化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられる請求項７又は８に記載のハイブリッド冷凍システム。
【数３】
2008111592.tif 000022
【数４】
2008111592.tif 000023
【請求項１０】
圧縮式冷凍機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを有する圧縮式冷凍システムと、反応部と蒸発凝縮部とを有するケミカルヒートポンプと、を組み合わせたハイブリッド冷凍車。
【請求項１１】
前記ケミカルヒートポンプの系内は、減圧されてなる請求項１０記載のハイブリッド冷凍車。
【請求項１２】
前記ケミカルヒートポンプは、反応部と、蒸発凝縮部と、前記反応器と前記蒸発凝縮部とを接続しかつ制御バルブを備える反応部−蒸発凝縮部接続パイプと、前記反応部に温熱を供給する高温側熱交換器と、前記蒸発凝縮部より冷熱をコンテナに供給する低温側熱交換器と、を有する請求項１０又は１１に記載のハイブリッド冷凍車。
【請求項１３】
前記蒸発凝縮部は、前記圧縮式冷凍システムから冷熱を受け取る凝縮器側熱交換器を有する請求項１０乃至１２のいずれかに記載のハイブリッド冷凍車。
【請求項１４】
前記高温側熱交換器は、前記反応部に配置され、該高温側熱交換器に温熱を供給する高温熱供給熱交換器はエンジン又はエンジンの排気管近傍に配置され、
前記低温側熱交換器は、コンテナの冷却手段近傍に配置され、該低温側熱交換器に冷熱を供給する低温熱供給熱交換器は、前記蒸発凝縮部に配置される請求項１０乃至１３のいずれかに記載のハイブリッド冷凍車。
【請求項１５】
前記凝縮器側熱交換器は、前記圧縮式冷凍器システムの圧縮式冷凍機の前段に配置される請求項１０乃至１４のいずれかに記載のハイブリッド冷凍車。
【請求項１６】
前記反応部は複数の反応器を有して構成され、
前記蒸発凝縮部は、バルブを備えた蒸発器−凝縮器接続パイプにより接続された蒸発器及び凝縮器を有して構成され、
前記反応部−蒸発凝縮部接続パイプは、前記反応器のそれぞれと前記蒸発器を接続する反応器−蒸発器接続パイプと、前記反応器のそれぞれと前記凝縮器を接続する反応器−凝縮器接続パイプと、を有し、
前記反応器−蒸発器接続パイプには、複数の反応器−蒸発器制御バルブが備えられ、
前記反応器−凝縮器接続パイプには、複数の反応器−凝縮器制御バルブが備えられていることを特徴とする請求項１０乃至し１５のいずれかに記載のハイブリッド冷凍車。
【請求項１７】
前記反応器には、化学蓄熱材が充填されてなることを特徴とする請求項１６記載のハイブリッド冷凍車。
【請求項１８】
前記化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられる請求項１７記載のハイブリッド冷凍車。
【数５】
2008111592.tif 000024
【数６】
2008111592.tif 000025
【請求項１９】
前記化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられる請求項１７又は１８に記載のハイブリッド冷凍車。
【数７】
2008111592.tif 000026
【数８】
2008111592.tif 000027
【請求項２０】
複数の反応器と、
バルブを備えた蒸発器−凝縮器接続パイプにより接続された蒸発器及び凝縮器と、
前記複数の反応器のそれぞれと前記蒸発器を接続し、かつ複数の反応器−蒸発器制御バルブが備えられた反応器−蒸発器接続パイプと、
前記複数の反応器のそれぞれと前記凝縮器を接続し、かつ複数の反応器−凝縮器制御バルブが備えられた反応器−凝縮器接続パイプと、
前記複数の反応器に温熱を供給可能な高温側熱交換器と、
前記蒸発器に冷熱を供給可能な低温側熱交換器と、を有するケミカルヒートポンプ。
【請求項２１】
前記反応器には、化学蓄熱材が充填されてなることを特徴とする請求項２０記載のケミカルヒートポンプ。
【請求項２２】
前記化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられる請求項２１記載のケミカルヒートポンプ。
【数９】
2008111592.tif 000028
【数１０】
2008111592.tif 000029
【請求項２３】
前記化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられる請求項２１又は２２に記載のハイブリッド冷凍車。
【数１１】
2008111592.tif 000030
【数１２】
2008111592.tif 000031
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮式冷凍機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを主要な構成とする圧縮式冷凍システムと、反応部と蒸発凝縮部とを主要な構成とするケミカルヒートポンプとを組み合わせたハイブリッド冷凍システムに関する。特に、このシステムを冷凍車に積載したハイブリッド冷凍車に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車内空調や冷凍、冷蔵トラック等の保冷において、圧縮式冷凍機をエンジンで駆動させる機械式冷凍システムによる冷却方式が多く使われているが、環境問題に伴う省燃費やアイドリングストップ時の冷却の課題から、例えば、潜熱蓄熱材を併用する冷却システムがハイブリッド冷凍車として商品化されている。この冷却システムにおける潜熱蓄熱材の一般的なものとしては水を主成分とする蓄熱材を内包した冷凍板を用いる例がある。しかしながら、水の融解熱は小さく、また冷熱の放熱効率も悪いため、冷凍板を大きくしなければならず、冷凍板の重量が増加して貨物の積載量が減少するといった問題がある。
【０００３】
一方で、上記の問題を解決することのできる技術の一つとしてケミカルヒートポンプが注目されつつある。ケミカルヒートポンプは可逆的な化学変化を利用するものであって、熱エネルギーを化学反応熱の形で蓄えることが可能であり、しかも用いられる化学蓄熱材の単位質量あたりのエネルギー量が高いといった利点を有する。
【０００４】
従来のケミカルヒートポンプの例としては、例えば下記特許文献１に、化学蓄熱装置を複数組並列に組み合わせて、エネルギーを有効利用しながら交互に円滑に運転する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０１−２９６０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献においては、独立した複数組の化学蓄熱装置を交互に運転し、運転中の化学蓄熱装置に加えた熱の残りを一方の化学蓄熱装置に供給する熱供給手段と、一方の化学蓄熱装置で発生した熱を回収する熱回収手段を備え、交互に円滑に運転を行っているが、必要な熱量に応じた蓄熱量を変えることが出来なかった。また凝縮熱で凝縮器が高温となり、連続的に冷熱を取り出すためには交互切り替えの運転時間を考慮する必要があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決し、よりエネルギー効率の高いケミカルヒートポンプを利用したハイブリッド冷凍システム及びそれを搭載したハイブリッド冷凍車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行っていたところ、ケミカルヒートポンプにおいて反応部と蒸発凝縮部と、を用い、これらをパイプで接続し、独立して制御可能にすることで、蓄熱、温熱及び冷熱の提供を一つのケミカルヒートポンプで連続的に可能とできる点に想到し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、上記課題を解決するための一手段として、圧縮式冷凍機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを有する圧縮式冷凍システムと、反応部と蒸発凝縮部とを有するケミカルヒートポンプと、を組み合わせたハイブリッド冷凍システムとする。また、ハイブリッド冷凍システムに用いるケミカルヒートポンプは、圧縮式冷凍システムで作られる温熱又は冷熱の少なくとも一つを利用するケミカルヒートポンプであって、ケミカルヒートポンプの系内は減圧されていることも好ましい。
【００１０】
また、本手段において、限定されるわけではないが、ケミカルヒートポンプの蒸発凝縮部は、圧縮式冷凍システムから冷熱を受け取る凝縮器側熱交換器を有することも好ましい。
【００１１】
また、本手段において、限定されるわけではないが、ケミカルヒートポンプの凝縮器側熱交換器は、圧縮式冷凍システムの圧縮式冷凍機の前段、即ち蒸発器の後段に配置されることも好ましい。
【００１２】
また、本手段において、限定されるわけではないが、反応部は複数の反応器を有して構成され、蒸発凝縮部は、バルブを備えた蒸発器−凝縮器接続パイプにより接続された蒸発器及び凝縮器を有して構成され、反応部−蒸発凝縮部接続パイプは、反応器のそれぞれと蒸発器を接続する反応器−蒸発器接続パイプと、反応器のそれぞれと前記凝縮器を接続する反応器−凝縮器接続パイプと、を有し、反応器−蒸発器接続パイプには、複数の反応器−蒸発器制御バルブが備えられ、反応器−凝縮器接続パイプには、複数の反応器−凝縮器制御バルブが備えられていることも好ましく、反応器に下記反応式で表現される化学反応を実現できる化学蓄熱材が充填されてなることがより好ましい。
【数１】
2008111592.tif 000003
【数２】
2008111592.tif 000004
【００１３】
なお、上記反応は、下記の反応を例示することができる。
【数３】
2008111592.tif 000005
【数４】
2008111592.tif 000006
【００１４】
また、上記課題を解決する他の手段として、圧縮式冷凍機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを有する圧縮式冷凍システムと、反応部と蒸発凝縮部とを有するケミカルヒートポンプと、を用いてコンテナを冷却可能なハイブリッド冷凍車とする。また、ケミカルヒートポンプの系内は減圧されていることも好ましい。
【００１５】
また、本手段において、限定されるわけではないが、ケミカルヒートポンプは、反応部と、蒸発凝縮部と、前記反応部と前記蒸発凝縮部とを接続しかつ制御バルブを備える反応部−蒸発凝縮部接続パイプと、前記反応部に温熱を供給する高温側熱交換器と、前記蒸発凝縮部より冷熱をコンテナに供給する低温熱供給熱交換器と、を有することが好ましい。また、この場合、限定されるわけではないが、蒸発凝縮部は、圧縮式冷凍システムから冷熱を受け取る凝縮器側熱交換器を有することもより好ましい。また、この場合において、高温側熱交換器へ温熱を供給する高温熱供給熱交換器は、エンジン又はエンジンの排気管近傍に配置され、蒸発凝縮部に配置される低温熱供給熱交換器より冷熱を供給される低温側熱交換器は、コンテナの冷却手段近傍に配置されることもより好ましい。また、この場合において、凝縮器側熱交換器は、前記圧縮式冷凍器システムの圧縮式冷凍機の前段、即ち蒸発器の後段に配置されることも好ましい。
【００１６】
また、本手段において、限定されるわけではないが、ケミカルヒートポンプは、反応部と、蒸発凝縮部と、前記反応部と前記蒸発凝縮部とを接続しかつ制御バルブを備える反応部−蒸発凝縮部接続パイプと、前記反応部に温熱を供給する高温側熱交換器と、前記蒸発凝縮部に冷熱をコンテナに供給する低温熱供給熱交換器と、を有し、前記反応部は複数の反応器を有して構成され、前記蒸発凝縮部は、バルブを備えた蒸発器−凝縮器接続パイプにより接続された蒸発器及び凝縮器を有して構成され、前記反応部−蒸発凝縮部接続パイプは、反応器のそれぞれと蒸発器を接続する反応器−蒸発器接続パイプと、反応器のそれぞれと凝縮器を接続する反応器−凝縮器接続パイプと、を有し、前記反応器−蒸発器接続パイプには、複数の反応器−蒸発器制御バルブが備えられ、前記反応器−凝縮器接続パイプには、複数の反応器−凝縮器制御バルブが備えられていることも好ましい。
【００１７】
また、この場合において、限定されるわけではないが、反応器には、化学蓄熱材が充填されてなることが好ましく、この化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられることがより好ましい。
【数５】
2008111592.tif 000007
【数６】
2008111592.tif 000008
【００１８】
また、限定されるわけではないが、上記反応は、具体的には、以下で示されるものであることがより好ましい。
【数７】
2008111592.tif 000009
【数８】
2008111592.tif 000010
【００１９】
また、上記課題を解決するための他の手段として、複数の反応器と、バルブを備えた蒸発器−凝縮器接続パイプにより接続された蒸発器及び凝縮器と、前記複数の反応器のそれぞれと前記蒸発器を接続し、かつ複数の反応器−蒸発器制御バルブが備えられた反応器−蒸発器接続パイプと、前記複数の反応器のそれぞれと前記凝縮器を接続し、かつ複数の反応器−凝縮器制御バルブが備えられた反応器−凝縮器接続パイプと、前記複数の反応器に温熱を供給可能な高温側熱交換器と、蒸発器より冷熱を低温側熱交換器に供給可能な低温熱供給熱交換器と、を有するケミカルヒートポンプとする。
【００２０】
また、本手段において、限定されるわけではないが、反応器には、化学蓄熱材が充填されてなることが好ましく、この化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられるものであることがより好ましい。
【数９】
2008111592.tif 000011
【数１０】
2008111592.tif 000012
【００２１】
なお、限定されるわけではないが、上記の化学蓄熱材は、下記いずれかの反応に用いられるものであることがより好ましい。
【数１１】
2008111592.tif 000013
【数１２】
2008111592.tif 000014
【発明の効果】
【００２２】
以上により、冷凍板を用いた場合に比べ、化学反応を利用するので軽量化・小型化・高効率となり、また蓄熱状態でしかも常温保存ができるため、保存の為に冷却を必要とせず、必要なときに即冷却を開始することができる。また、圧縮式冷凍システムと併用して車両始動時のコンテナ冷却時間が短縮される。よりエネルギー効率の高いケミカルヒートポンプを利用したハイブリッド冷凍システム及びそれを搭載したハイブリッド冷凍車を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に関るケミカルヒートポンプを利用したハイブリッド冷凍システム及びこれを搭載したハイブリッド冷凍車について、図面を用いて説明する。なお、本明細書において同一又は同様の機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係るハイブリッド冷凍車の概略構造を示す図である。図１で示すとおり、本実施形態に係るハイブリッド冷凍車は、自動車として必須である周知な構成（エンジン等）のほか、ケミカルヒートポンプ１、圧縮式冷凍システムＣＦＳ、コンテナＣＮ、を少なくとも有して構成されている。（以下、本実施形態に係るケミカルヒートポンプを「車両搭載型ケミカルヒートポンプ」ともいう。）
【００２５】
また本実施形態に係る車両搭載型ケミカルヒートポンプ１は、図１で示すように反応部２と、蒸発凝縮部３と、反応部２と蒸発凝縮部３とを制御バルブ４を介して接続する反応部−蒸発凝縮部接続パイプ５と、反応部２に配置される高温側熱交換器６、低温側熱交換器７と、を少なくとも有して構成される。
【００２６】
図２は、車両搭載型ケミカルヒートポンプ１及び圧縮式冷凍システムＣＦＳにおける運転系統のブロック図である。車両搭載型ケミカルヒートポンプ１における反応部２は、図２で示すように、複数の反応器２１、２２、２３を有して構成されている。反応器の数は限定されるわけではないが、反応器の数量及び大きさは要求される熱量により決定される。反応器の数は冷却効率の観点から２個以上であることが好ましく、より好ましくは３個以上である。なお、本車両搭載型ケミカルヒートポンプの説明のため、図２では３個の反応器２１、２２、２３を有する例を示しておくが、これに限定されない。必要熱量が増加した場合には増設して対応することが可能である。
【００２７】
反応器２１、２２、２３は、高温熱供給熱交換器６３から温熱の供給を受ける高温側熱交換器６（各反応器内の高温側熱交換機をそれぞれ６ａ、６ｂ、６ｃとする。）から熱の供給を受けて反応器内に充填された化学蓄熱材を用いて化学反応を起こし、蓄熱することが可能なものである。また反応器２１、２２、２３は、この蓄えた熱を、化学反応で発生した蒸気を反応器外部に放出することで外部に供給することも、間接的にブラインを介して反応器外部に供給することもできる。
【００２８】
反応器２１、２２、２３において用いられる化学反応としては、上記機能を実現できる限りにおいて限定されるわけではないが、例えば、下記式で示される反応の少なくともいずれかを用いることが好ましい。なお、反応器外部に熱を供給する際に用いられる蒸気は、下記の例においてはＨ２Ｏ（ｇ）であるが、使用する化学蓄熱材により異なりこれに限定されるものではない。
【数１３】
2008111592.tif 000015
【数１４】
2008111592.tif 000016
【００２９】
上記式において、Ｍはカルシウム、マグネシウム、ナトリウム等の金属又はその化合物であり、ｍは整数である。化学反応は、限定されるわけではないが、具体的な例として例えば以下に示す式（１−１）、（１−２）を挙げることができる。
【００３０】
【数１５】
2008111592.tif 000017
【数１６】
2008111592.tif 000018
【００３１】
またここで図３に、反応部２、蒸発凝縮部３を構成する蒸発器３１及び凝縮器３２の接続関係及び反応器の構造の概略を示す。なお図３は、説明を簡略にするため反応部を構成する複数の反応器の一つ（例えば反応器２１）についてのみ示している。図３で示すように、反応器２１内には化学蓄熱材２１１が充填されており、熱や蒸気の供給に応じて化学反応を起こすことができる。
【００３２】
反応器２１内に充填される化学蓄熱材２１１としては、限定されるわけではないが、略球形状の粒子を複数充填して構成されてなることが好ましく、更にはこれら粒子を細密充填状態で充填することがより好ましい。粒子の径（半径）としても、充填できる限りにおいて限定されないが、例えば０．１ｍｍ以上１ｃｍ以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上１ｃｍ以下の範囲である。なお、この化学蓄熱材２１１の材質としては、上記した反応を実現することができる限りにおいて限定されないが、例えば上記の式（１−１）、（１−２）を実現する場合、ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ、Ｃａ（ＯＨ）２を用いることが好ましい。
【００３３】
蒸発凝縮部３は、図１で示すように反応部−蒸発凝縮部接続パイプ５を介して反応部２に接続され、蒸気を凝縮させることで放熱する一方、凝縮させた流体を蒸発させることで吸熱する（冷熱を与える）ことができるものである。なお、蒸発凝縮部３における蒸発、凝縮についての反応は、限定されるわけではないが以下に示す式をあげることができる。
【数１７】
2008111592.tif 000019
【００３４】
また、蒸発凝縮部３の具体的な構成については上記機能を奏する限りにおいて限定されるものではないが、例えば図２の例で示すように、凝縮器３１と、蒸発器３２と、凝縮器３１及び蒸発器３２とをバルブ３３を介して接続する蒸発器−凝縮器接続パイプ３４と、を有する構成が好ましい。
【００３５】
凝縮器３１は、反応器２１、２２、２３のそれぞれと反応部−蒸発凝縮部接続パイプ５を介して接続され（凝縮器３１と反応部の反応器とを接続する反応部−蒸発凝縮部接続パイプ５の一部分を反応器−凝縮器接続パイプ５１という。）、反応器２１、２２、２３が発生させた蒸気を内部で液体の状態に凝縮させることができるものである。凝縮器３１の構成については、上記機能を有する限りにおいて限定されず、周知の構成を採用することが可能である。なお、蒸気が液体に凝縮される際には熱が発生するが、この熱は凝縮器３１内または凝縮器外周に配置された凝縮器側熱交換器３５を介して圧縮式冷凍システムＣＦＳから供給される冷熱により冷却される。
【００３６】
また蒸発器３２は、反応器２１、２２、２３のそれぞれと反応部−蒸発凝縮部接続パイプ５を介して接続され（蒸発器３２と反応部の反応器とを接続する反応部−蒸発凝縮部接続パイプ５の一部分を反応器−蒸発器接続パイプ５２という。）、内部の液体を蒸発させ、反応器２１、２２、２３に供給可能な状態にするものである。蒸発器３２の構成については、上記機能を有する限りにおいて限定されず、周知の構成を採用することが可能である。なお、この蒸発の際、蒸発器外部へ冷熱を供給することができる。この冷熱は蒸発器３２内または蒸発器外周に配置された低温熱供給熱交換器７１を介してコンテナＣＮ内に配置された低温側熱交換器７へ供給される。この結果、コンテナＣＮは冷却されることとなる。
【００３７】
また上記のとおり、凝縮器３１と蒸発器３２とはバルブ３３を有する蒸発凝縮部用パイプ３４を介して接続されている。蒸発凝縮部用パイプ３４は、凝縮器３１において凝縮された液体を蒸発器３２に移動させ、蒸発器において蒸発させることができるように設けられるものである。バルブ３３は、凝縮器３１、蒸発器３２の動作状況によって開閉を制御される。
【００３８】
反応部−蒸発凝縮部接続パイプ５は、上記の説明及び図２からも明らかなように、反応部２における各反応器２１、２２、２３のそれぞれと凝縮器３１とを接続する反応器−凝縮器接続パイプ５１と、各反応器２１、２２，２３のそれぞれと蒸発器３２とを接続する反応器−蒸発器接続パイプ５２と、を有して構成されている。
【００３９】
反応器−凝縮器接続パイプ５１は、各反応器２１、２２、２３と凝縮器３１との接続を独立に制御可能な反応器−凝縮器制御バルブ４１、４２、４３を有しており、各反応器２１、２２、２３の状態に応じて制御される（制御動作については後述する）。また、反応器−蒸発器接続パイプ５２も反応器−凝縮器接続パイプ５１と同様、各反応器２１、２２、２３と蒸発器３２との接続を独立に制御可能な反応器−蒸発器制御バルブ４４、４５、４６を有しており、各反応器２１、２２、２３の状態に応じて制御される（制御動作については後述する）。
【００４０】
高温側熱交換器６は、反応部２内または反応器外周に配置され、高温側の熱を、高温熱供給熱交換器６３を介して反応部２に供給することを可能にするものである。ここで、「高温」とは、低温側熱交換器７から供給される熱よりも高温であって、反応器において蓄熱が可能となる程度の温度をいう。圧縮式冷凍システムＣＦＳの高温側の熱をケミカルヒートポンプ１の熱の供給源とするハイブリッド冷凍システム場合には、高温熱供給熱交換器６３の設置場所を圧縮式冷凍機ＣＦＳ１から凝縮器ＣＦＳ２までの間とし、本実施形態である車両搭載型ケミカルヒートポンプの場合には、高温側の熱の供給源として高温熱供給熱交換器６３の設置場所をエンジン排気管８としているが、高温の熱源として利用できる限り限定するものではなく、エンジン及びその周辺部位であることが好ましい。エンジン及びその周辺部位による熱は条件によって異なるが、１５０℃〜４００℃程度の温熱を供給することが可能である。
【００４１】
高温熱供給熱交換器６３及び各反応器内の高温側熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃの構成は、上記機能を奏する限りにおいて限定されるわけではないが、例えば図２で示すように、エンジン排気管８と反応部２における各反応器２１、２２、２３の間をそれぞれ循環するよう配置され、内部にブラインが充填された熱交換器用パイプ６１、熱交換器用パイプ６１内のブラインを循環させる循環ポンプ６２、各反応器２１、２２、２３と高温側の熱源である高温熱供給熱交換器との接続を独立に制御する反応器−高温側熱源制御バルブ６３１、６３２、６３３と、を有している。なお、限定されるわけではないが、図２の例のように、エンジン排気管８、エンジン排気管８上に設置された高温熱供給熱交換器６３又は熱交換用パイプ６１の少なくともいずれかの内部又は周囲に、温度を検出し、ケミカルヒートポンプの動作制御の基礎データとして利用可能とするための温度検出器６４を備えることも好ましい。
【００４２】
凝縮器側熱交換器３５は、蒸発凝縮部３（より具体的には凝縮器３１）に接続され、圧縮式冷凍システムＣＦＳの低温側の熱を凝縮器３１に供給し、凝縮器内部の蒸気を冷却して液体に凝縮することを可能にするものである。ここで、「低温」とは、高温側熱交換器６から供給される熱よりも低温であって、凝縮器３１において蒸気から液体へ凝縮が可能となる程度の温度をいう。低温側の熱の供給源としては、限定されるわけではないが、圧縮式冷凍システムＣＦＳの低温側の熱をケミカルヒートポンプの熱の供給源とするハイブリッド冷凍システム場合も、本実施形態である車両搭載型ケミカルヒートポンプ１においても、例えば図２で示すように、圧縮式冷凍システムＣＦＳの蒸発器ＣＦＳ４から圧縮式冷凍機ＣＦＳ１の間であることが好ましい。また、圧縮式冷凍システムＣＦＳの蒸発器ＣＦＳ４から圧縮式冷凍機ＣＦＳ１の間に、凝縮熱供給熱交換器を配置し、凝縮熱供給交換器と凝縮器側熱交換器３５とをブラインを封入したパイプで接続し、ポンプでブラインを凝縮器側熱交換器３５へ供給することにより凝縮器側熱交換器３５に低温側の熱を供給してもよい。
【００４３】
低温熱供給熱交換器７１は、蒸発凝縮部３（より具体的には蒸発器３２）内または蒸発器外周に配置され、低温熱供給熱交換器７１より低温側熱交換器７を介して外部に冷熱を供給することを可能にするものである。低温側熱交換器７は限定されるわけではないが、圧縮式冷凍システムＣＦＳの低温側の熱をケミカルヒートポンプの凝縮器の熱の供給源とするハイブリッド冷凍システムにおいても、本実施形態である車両搭載型ケミカルヒートポンプ１においても、例えば図２で示すように、冷凍車において低温を維持する必要のあるコンテナＣＮ内に配置されることが好ましい。
【００４４】
低温熱供給熱交換器７１と低温側熱交換器７との構成は、上記機能を奏する限りにおいて限定されず、図２で示すように、低温側熱交換器７はコンテナＣＮ内に配置された蒸発器ＣＦＳ４の内部又は周囲に配置され、その内部にブラインが循環するよう設けられる熱交換用パイプ７２と、低温側熱交換器７内のブラインを循環させる循環ポンプ７３と、低温熱供給熱交換器７１とを有して構成されている。また、低温側熱交換器７を設置せず、蒸発器３２にフィンを取り付けて、蒸発器３２自身を熱交換器とすることも好ましい。なお、限定されるわけではないが、図２の例のように、蒸発器３２又は熱交換用パイプ７２の少なくともいずれかの内部又は周囲には、温度を検出し、ケミカルヒートポンプの動作制御の基礎データとして利用可能とするための温度検出器３６を備えることも好ましい。
【００４５】
ここで改めて、ハイブリッド冷凍システム及び本車両搭載型ケミカルヒートポンプの動作の原理について図４を用いて説明する。まず、図４（Ａ）は、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ１が高温側熱交換器６の熱を利用して蓄熱する状態を示す図である。ケミカルヒートポンプ１の反応部２では、まず、反応部２内または反応器外周に配置された高温側熱交換器６（図省略。）から取得される熱ＱＨにより、化学反応（例えばＭ・Ｈ２Ｏ＋ＱＨ→Ｍ（ｓ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ））が起こり蒸気（例えばＨ２Ｏ（ｇ））が発生する。この状態において制御バルブ４は開状態であり反応部−蒸発凝縮部パイプ５を介してこの蒸気（例えばＨ２Ｏ（ｇ））が蒸発凝縮部３に供給される。この結果、蓄積された蒸気（例えばＨ２Ｏ（ｇ））を蒸発凝縮部３で蒸発凝縮部３内または蒸発凝縮部外周に配置された凝縮器側熱交換器３５（図省略。）により冷却され凝縮して液化する（例えばＨ２Ｏ（ｌ）にする）ことにより温熱を取り出すことができる。一方、図４（Ｂ）で示すように、蒸発凝縮部３において凝縮された液体（例えばＨ２Ｏ（ｌ））を再び蒸発させ（例えばＨ２Ｏ（ｇ）にすることで）、先ほどと同様制御バルブ４を開状態とし、反応部−蒸発凝縮部パイプ５を介して反応部２に供給し、図４（Ａ）とは逆の反応を起こすことができ（例えばＭ（ｓ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）→Ｍ・Ｈ２Ｏ（ｓ）＋ＱＨ）、冷熱を取り出すことができる。なおこの場合において液体を蒸発させて得られる熱量（冷熱）は、低温熱供給熱交換器７１（図省略。）から低温側熱交換器７（図省略。）へ供給されることとなり、低温側熱交換器７が配置されるコンテナＣＮは、この蒸発させる熱量分だけ熱が奪われる（冷却される）こととなる。即ち、ケミカルヒートポンプ１は、高温側熱交換器６からの熱供給を受け、制御バルブを開くだけで、温熱及び冷熱を生成することが可能となる。尚、上記の装置は液体の蒸発を促進させるために、内部は減圧されている。
【００４６】
また図５は、実施形態１に係るケミカルヒートポンプ内を減圧する方法を説明するための図であり、真空ポンプ５２０及び減圧に必要なバルブ５２１、５２２、５２３をケミカルヒートポンプ１に取り付けた図である。ケミカルヒートポンプ１内を減圧する目的は、蒸発凝縮部３で凝縮された液体を希望する温度で蒸発させることと液体の蒸発を促進することにある。
【００４７】
次にケミカルヒートポンプ１内の減圧方法について、図５を用いてその一例を示す。反応部２の各反応器２１、２２、２３には所定量の化学蓄熱材２１１が充填され、蒸発凝縮部３の蒸発器３２内には所定量の液体が充填される。また液体には、蒸発して冷却される液体がその蒸発温度で凝固あるいは凍らないように、エチレングリコール等の凝固点下降剤が添加されている。なお、凝固点下降剤の種類や添加される量については、液体の種類や液体を蒸発させる温度により適宜選択可能である。
【００４８】
まず、反応部２及び蒸発凝縮部３に必要量の化学蓄熱材２１１や液体を充填し、バルブ５２１を開状態、バルブ５２３を閉状態、バルブ５２２を閉状態、反応器のバルブ４４、４５、４６を開状態、反応器のバルブ４１、４２、４３を閉状態とし、更に、真空ポンプ５２０を運転させ反応器２１、２２、２３内を排気することで反応器２１、２２、２３内の圧力を化学蓄熱材粒子の周囲温度の平衡圧ＰＲとすることができる。次に、反応器のバルブ４４、４５、４６を閉状態とし、バルブ５２２を開状態とすることで、蒸発器３２内を液体の周囲温度の飽和水蒸気圧Ｐｗとすることができる。そして、蒸発器３２を排気し、バルブ５２１を閉状態、バルブ５２３を開状態とすることで、凝縮器３１を排気する。更に、凝縮器３１を排気し、バルブ５２３を閉状態とし、真空ポンプ５２０の運転を停止することで、ケミカルヒートポンプ１の運転準備を終了させることができる。なお、運転準備終了後、真空ポンプ５２０はケミカルヒートポンプ１内の圧力が所定の圧力より上昇した場合以外は使用することがないため真空ポンプ５０２を取り外してもよく、またケミカルヒートポンプ１の運転中はバルブ５２１と５２３は常時閉状態、バルブ５２２は常時開状態となるため、図６以下は真空ポンプ５２０及び各バルブ５２１、５２２、５２３の記載は省略している。図５に示す場合、反応器２３と蒸発器３２間のバルブ４６を開状態とすると、圧力差ΔＰ（＝ＰＷ−ＰＲ）で蒸発器３２内の液体（例えばＨ２Ｏ（ｌ））が蒸気（例えばＨ２Ｏ（ｇ））となり反応器２３へと移動し、蒸気と化学蓄熱材２１１とが化学反応を起こして蒸気が取り込まれることとなる。一方、この蒸発させる熱量分だけ蒸発器３２は冷却される。蒸発温度は飽和水蒸気圧で定まっており、例えばＨ２Ｏで０℃の蒸発温度を得るためには飽和水蒸気圧は約６１１Ｐａである。
【００４９】
本実施形態におけるケミカルヒートポンプの蓄熱過程及び蒸発凝縮過程を、図６乃至図８を用いてより詳細に説明する。図６は反応部２の反応器を３つとした場合を示し、反応器２１（以下「第一の反応器２１」ともいう。）が蓄熱中であり、反応器２２（以下「第二の反応器２２」ともいう。）が蓄熱完了状態であり、反応器２３（以下「第三の反応器２３」ともいう。）が放熱中である状態をそれぞれ示しており、図７は第一の反応器２１が蓄熱完了状態であり、第二の反応器２２が放熱中であり、第三の反応器２３が蓄熱中である状態をそれぞれ示しており、図８は第一の反応器２１が放熱中であり、第二の反応器２２が蓄熱中であり、第三の反応器２３が蓄熱完了状態である状態をそれぞれ示している。
【００５０】
図６で示すように、第一の反応器２１が蓄熱中の状態においては、上記の様に熱が与えられて化学反応が起こっており蒸気（例えばＨ２Ｏ（ｇ））が発生している。この場合において反応器−凝縮器制御バルブ４１は開状態（図６において黒塗りで示す。）となっており、発生した蒸気は反応器−凝縮器接続パイプ５１を介して凝縮器３１に供給される（図６において黒塗りで示す。）。この場合において他の反応器−凝縮器制御バルブ４２、４３は閉状態となっている。なお凝縮器３１に供給された蒸気（例えばＨ２Ｏ（ｇ））は、圧縮式冷凍システムＣＦＳのコンテナ内冷却後の冷熱を凝縮側熱交換器３５に導くことで、凝縮器３１内で凝縮して液体に（例えばＨ２Ｏ（ｌ））される。凝縮側熱交換器３５は、凝縮器３１内に配置することに限定されるわけではなく、凝縮器外周に配置しても良い。なお、この場合において、熱交換器用パイプ６１における反応器−高温側熱源制御バルブ６３１は開状態となっており、その他の高温側熱源−反応器制御バルブ６３２、６３３は閉状態となっている。
【００５１】
一方、この状態において、蒸発器３２では化学蓄熱材の蒸気の吸収と減圧により液体が蒸発し（例えばＨ２Ｏ（ｌ）がＨ２Ｏ（ｇ）に変わり）、この蒸気が第三の反応器２３に供給される。この状態において第三の反応器２３は放熱中となっており、上記した化学反応、例えば上記式（１−１）、（１−２）における右辺側から左辺側への反応が起こる。なおこの場合において、反応器−蒸発器制御バルブ４６は開状態となっており（その他の反応器−蒸発器制御バルブ４４、４５は閉状態となっており）、蒸気は反応器−蒸発器接続パイプ５２を介して第三の反応器２３に供給される。またこの場合において、液体を蒸発させるためのエネルギーは化学蓄熱材の蒸気の吸収と減圧から発生し、低温側熱交換器７が設置されているコンテナはその分の熱量を奪われる（冷却される）こととなる。なお、この場合において、反応器−高温側熱源制御バルブ６３１、６３２、６３３のうち、蓄熱中の反応器２１との接続を制御する反応器−高温側熱源制御バルブ６３１のみが開状態となっており、それ以外は閉状態となっている。これにより、エンジン排気管排熱を効率よく反応器に供給することができる。
【００５２】
また、図７においても図６と同様の動作が行われる。この場合において、第一の反応器２１は蓄熱完了状態、第二の反応器２２は放熱中、第三の反応器２３は蓄熱中であるため、凝縮器−反応器制御バルブ４３は開状態であり、その他の凝縮器−反応器制御バルブ４１、４２は閉状態であり、蒸発器−反応器制御バルブ４５は開状態であり、その他の蒸発器−反応器制御バルブ４４、４６は閉状態である。なお、この場合において、熱交換器用パイプ６１における反応器−高温側熱源制御バルブ６３３は開状態となっており、その他の反応器−高温側熱源制御バルブ６３１、６３２は閉状態となっている。
【００５３】
また、図８においても図６と同様の動作が行われる。図８においては、第一の反応器２１は放熱中、第二の反応器２２は蓄熱中、第三の反応器２３は蓄熱完了状態であるため、反応器−凝縮器制御バルブ４２は開状態であり、その他の反応器−凝縮器制御バルブ４１、４３は閉状態であり、反応器−蒸発器制御バルブ４４は開状態であり、その他の反応器−蒸発器制御バルブ４５、４６は閉状態である。なお、この場合において、熱交換器用パイプ６１における反応器−高温側熱源制御バルブ６３２は開状態となっており、その他の反応器−高温側熱源制御バルブ６３１、６３３は閉状態となっている。
【００５４】
このように、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ１によると、反応部２において複数の反応器２１、２２、２３を有し、そのそれぞれと蒸発凝縮部とを接続し、独立に制御しているため、蓄熱中、蓄熱完了状態、放熱中の段階毎に開閉を制御し、連続的な運転が可能となり、車両の排熱を熱源として常時温熱、冷熱を供給することができ、冷却効率を極めて高くすることができる。なお、ハイブリッド冷凍システムでは、高温又は低温の熱源、あるいは双方を圧縮式冷凍システムより求めることが異なるのみで、その他は本実施例である車両搭載型ケミカルヒートポンプ１と同じである。
【００５５】
また、本ケミカルヒ−トポンプ１は、車両に搭載してエンジン排熱や冷凍機排熱で駆動することによりエネルギー効率の高い車両搭載型ケミカルヒ−トポンプを提供することができる。さらに、本ケミカルヒ−トポンプ１は、顕熱蓄熱や潜熱蓄熱より大きな蓄熱密度を持ち、顕熱蓄熱や潜熱蓄熱では不可能な冷熱を発生できる。また、蒸発により冷熱を取り出しているので、顕熱蓄熱や潜熱蓄熱に比べ熱の取り出し効率や利用効率に優れ、顕熱蓄熱や潜熱蓄熱では不可能な４００℃という高温の熱を蓄熱することもできる。さらに長期間車両を使用しない場合でも、顕熱・潜熱蓄熱では放熱により温度降下してエネルギーロスが大きいことに対して、化学蓄熱を使う本ケミカルヒートポンプ１の場合には化学エネルギーはロスせず、冷却に使用可能であり、上記課題を解決することができる。
【００５６】
なお、本実施形態に係るハイブリッド冷凍車は、上記のとおり圧縮式冷凍機システムＣＦＳを有しており、圧縮式冷凍機システムＣＦＳは、冷媒を用い、これを圧縮及び膨張させることで冷熱や温熱を生成することができる装置であり、本実施形態に係る圧縮式冷凍機システムＣＦＳはこの限りにおいて限定されるものではないが、圧縮式冷凍機ＣＦＳ１と、凝縮器ＣＦＳ２と、減圧器（膨張弁）ＣＦＳ３と、蒸発器ＣＦＳ４と、これらの内部を冷媒が循環するよう配置される圧縮式冷凍機用パイプＣＦＳ５と、を有して構成されている。そして更に本実施形態に係る圧縮式冷凍システムＣＦＳは、蒸発器ＣＦＳ４と圧縮式冷凍機ＣＦＳ１の間に、凝縮器側熱交換器３５を有しており、コンテナＣＮ内を冷却後の冷熱を利用して、蓄熱状態の反応器からの蒸気（Ｈ２Ｏ（ｇ））を冷却し凝縮させて液化（Ｈ２Ｏ（ｌ））させることができる。また、蒸発器ＣＦＳ４と圧縮式冷凍機ＣＦＳ１との間に凝縮熱供給熱交換器を配置し、凝縮熱供給熱交換器と凝縮器側熱交換器３５とを接続パイプでつなぎ、圧縮式冷凍システムの冷熱を取り出して、内部に封入したブラインをポンプで凝縮器側熱交換器３５に輸送しても良い。
【００５７】
（シミュレーション）
ここで図９に、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ１の性能についてのシミュレーション結果を示す。もちろん、本実施形態、本発明が以下の基礎実験結果に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００５８】
図９は、上記実施形態に係る車両搭載型ケミカルヒ−トポンプ１の化学蓄熱材２１１としてＣａ（ＯＨ）２を使用した場合の放熱過程における反応器２内の化学蓄熱材および蒸発凝縮器３内の水の温度変化を示す図である。この結果、エンジン排熱等高温側熱源から供給された熱に基づき蓄熱されたエネルギーが、放熱過程では何の投入エネルギーも必要とせずに、制御バルブを開くことのみで、反応器内は２００度程度の温熱を、蒸発凝縮器３内は５度程度の冷熱を、それぞれ生成できていることがわかる。
【００５９】
以上、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ１を用いることで、必要に応じて反応器を増設したり反応器の大きさを変更することにより蓄熱量を簡単に変更することができ、複数の反応器を切り換えることで連続的に冷熱や温熱を取り出すことができ、よりエネルギー効率の高いケミカルヒートポンプ及びそれを搭載したハイブリッド冷凍システムやハイブリッド冷凍車を提供することができる。特に、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ１においては、反応器内部に略球形状の化学蓄熱材を採用しているため、小型化が可能であり、車両に搭載する場合であってもより省スペースで設置可能であるといった利点も有する。
【００６０】
（実施形態２）
本実施形態におけるハイブリッド冷凍車は、実施形態１とほぼ同様であるが、高温側熱交換器６の構造及びその運転方法が異なる。以下高温側熱交換器６の構造、およびそれを用いた動作のみ記載し、その他同様の構成については説明を省略する。図１０は、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ１及び圧縮式冷凍システムＣＦＳにおける運転系統のブロック図である。
【００６１】
本実施形態に係る高温側熱交換器６は、実施形態１に記載の高温側熱交換器６の構成に加え、熱交換器用パイプ６１において、異なる反応器同士の入り口側と出口側のパイプ部分を接続し、バルブを介して反応器２１、２２、２３を直列に接続可能な接続パイプを有して構成されている。具体的には、図１０で示すように、反応器２１の出口側の熱交換用パイプ部分６１１と反応器２２の入り口側の熱交換用パイプ部分６１２とを反応器接続バルブ６３４を介して接続する反応器接続パイプ６１３、反応器２２の出口側の熱交換用パイプ部分６１４と反応器２３の入り口側の熱交換用パイプ部分６１５と反応器接続バルブ６３５を介して接続する反応器接続パイプ６１６、反応器２３の出口側の熱交換用パイプ部分６１７と反応器２１の入り口側の熱交換用パイプ部分６１８とを反応器接続バルブ６３６を介して接続する反応器接続パイプ６１９と、を有して構成されている。なお、反応器２１、反応器２２、反応器２３の出口側の熱交換パイプ部分６１１、６１３、６１４と高温熱供給熱交換器６３との間には、反応器−高温熱供給接続バルブ６３７、６３８、６３９がそれぞれ備えられている。
【００６２】
次に、本実施形態に係るハイブリッド冷凍車のケミカルヒートポンプ１の蓄熱過程及び蒸発凝縮過程を、図１１乃至図１３を用いてより詳細に説明する。図１１は反応器２１（以下「第一の反応器２１」ともいう。）が蓄熱中であり、反応器２２（以下「第二の反応器２２」ともいう。）が蓄熱完了状態であり、反応器２３（以下「第三の反応器２３」ともいう。）が放熱中である状態をそれぞれ示しており、図１２は第一の反応器２１が蓄熱完了状態であり、第二の反応器２２が放熱中であり、第三の反応器２３が蓄熱中である状態をそれぞれ示しており、図１３は第一の反応器２１が放熱中であり、第二の反応器２２が蓄熱中であり、第三の反応器２３が蓄熱完了状態である状態をそれぞれ示している。
【００６３】
図１１で示すように、第一の反応器２１が蓄熱中の状態においては、上記の温熱の吸収により蒸気を放出する化学反応が起こっており蒸気（例えばＨ２Ｏ（ｇ））が発生している。この場合において反応器−凝縮器制御バルブ４１は開状態（図１１において黒塗りで示す。）となっており、発生した蒸気は反応器−凝縮器接続パイプ５１を介して凝縮器３１に供給される（図１１において黒塗りで示す。）。この場合において他の反応器−凝縮器制御バルブ４２、４３は閉状態となっている。なお凝縮器３１に供給された蒸気（例えばＨ２Ｏ（ｇ））は、圧縮式冷凍システムＣＦＳのコンテナ内冷却後の冷熱を凝縮器３１内に設置された凝縮側熱交換器３５に導くことで、凝縮器３１内で蒸気が凝縮（例えばＨ２Ｏ（ｌ））される。
【００６４】
またこの場合において、反応器−高温側熱源制御バルブ６３３、反応器接続バルブ６３６、反応器−高温熱供給接続バルブ６３７が開状態で、それ以外のバルブは全て閉状態となっている。このようにすることで、放熱中の反応器２３において生じる温熱を、反応器接続パイプ６１９を介して蓄熱中の反応器２１に供給することができる。この場合でも、特に、ハイブリッド冷凍車が停止し、エンジンが冷えた状態であっても、蒸発器３２内の低温熱供給熱交換器７１よりコンテナＣＮ内に設置された低温側熱交換器７へ冷熱を供給することができ、コンテナＣＮの冷却状態を維持することが可能となる。
【００６５】
また、図１２においても図１１と同様の動作が行われる。この場合において、第一の反応器２１は蓄熱完了状態、第二の反応器２２は放熱中、第三の反応器２３は蓄熱中であるため、反応器−凝縮器制御バルブ４３は開状態であり、その他の反応器−凝縮器制御バルブ４１、４２は閉状態であり、反応器−蒸発器制御バルブ４５は開状態であり、その他の反応器−蒸発器制御バルブ４４、４６は閉状態である。またこの場合において、反応器−高温側熱源制御バルブ６３２、反応器接続バルブ６３５、反応器−高温熱供給接続バルブ６３９が開状態で、それ以外のバルブは全て閉状態となっている。このようにすることで、放熱中の反応器２２において生じる温熱を、反応器接続パイプ６１６を介して蓄熱中の反応器２３に供給することができる。
【００６６】
また、図１３においても図１１と同様の動作が行われる。この場合において、第一の反応器２１は放熱中、第二の反応器２２は蓄熱中、第三の反応器２３は蓄熱完了状態であるため、反応器−凝縮器制御バルブ４２は開状態であり、その他の反応器−凝縮器制御バルブ４１、４３は閉状態であり、反応器−蒸発器制御バルブ４４は開状態であり、その他の反応器−蒸発器制御バルブ４５、４６は閉状態である。またこの場合において、反応器−高温側熱源制御バルブ６３１、反応器接続バルブ６３４、反応器−高温熱供給接続バルブ６３８が開状態で、それ以外の高温熱供給バルブは全て閉状態となっている。このようにすることで、放熱中の反応器２１において生じる温熱を、反応器接続パイプ６１３を介して蓄熱中の反応器２２に供給することができる。
【００６７】
このように、本実施形態に係るケミカルヒートポンプによると、実施形態１における効果に加え、異なる反応器同士において、出口側と入り口側のパイプ部分を接続し、直接に接続することが可能となっているため、放熱中の反応器が発する熱を蓄熱中の反応器に供給することができるようになり、よりエネルギー効率の高いハイブリッド冷凍システムやハイブリッド冷凍車とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、温熱及び冷熱の生成が可能なハイブリッド冷凍システムとして、更には、これを搭載してハイブリッド冷凍車とすることも可能であり、産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施形態１に係るハイブリッド冷凍車の概略構造を示す図である。
【図２】実施形態１に係るハイブリッド冷凍車におけるケミカルヒートポンプ及び圧縮式冷凍機ＣＦＳにおける運転系統のブロック図である。
【図３】反応器、蒸発器及び凝縮器の接続関係及び反応器の構造の概略を示す図である。
【図４】実施形態１に係る車両搭載型ケミカルヒートポンプの動作の原理について説明するための図である。
【図５】実施形態１に係るケミカルヒートポンプ内を減圧する方法を説明するための図である。
【図６】実施形態１に係るケミカルヒートポンプの蓄熱過程及び蒸発凝縮過程を詳細に説明するための図である。
【図７】実施形態１に係るケミカルヒートポンプの蓄熱過程及び蒸発凝縮過程を詳細に説明するための図である。
【図８】実施形態１に係るケミカルヒートポンプの蓄熱過程及び蒸発凝縮過程を詳細に説明するための図である。
【図９】実施形態１に係るケミカルヒートポンプの性能について、シミュレーションを行った結果を示す図である。
【図１０】実施形態２に係るケミカルヒートポンプ及び圧縮式冷凍システムにおける運転系統のブロック図である。
【図１１】実施形態２に係るハイブリッド冷凍車のケミカルヒートポンプの蓄熱過程及び蒸発凝縮過程を詳細に説明するための図である。
【図１２】実施形態２に係るハイブリッド冷凍車のケミカルヒートポンプの蓄熱過程及び蒸発凝縮過程を詳細に説明するための図である。
【図１３】実施形態２に係るハイブリッド冷凍車のケミカルヒートポンプの蓄熱過程及び蒸発凝縮過程を詳細に説明するための図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…ケミカルヒートポンプ、２…反応部、３…蒸発凝縮部、４…制御バルブ、５…反応部−蒸発凝縮部接続パイプ、６…高温側熱交換器、７…低温側熱交換器、８…エンジン排気管、２１，２２，２３…反応器、３１…凝縮器、３２…蒸発器、３３…バルブ、３４…蒸発器−凝縮器接続パイプ、３５…凝縮器側熱交換器、３６…温度検出器、４１，４２，４３…反応器−凝縮器制御バルブ、４４，４５，４６…反応器−蒸発器制御バルブ、５１…反応器−凝縮器接続パイプ、５２…反応器−蒸発器接続パイプ、６ａ，６ｂ，６ｃ…各反応器内の高温側熱交換機、６１…熱交換器用パイプ、６２…循環ポンプ、６３…高温熱供給熱交換器、６４…温度検出器、７１…低温熱供給熱交換器、７２…熱交換器用パイプ、７３…循環ポンプ、２１１…化学蓄熱材、６１１…反応器２１の出口側の熱交換用パイプ部分、６１２…反応器２２の入り口側の熱交換器用パイプ部分、６１３…反応器接続パイプ、６１４…反応器２２の出口側の熱交換用パイプ部分、６１５…反応器２３の入り口側の熱交換用パイプ部分、６１６…反応器接続パイプ、６１７…反応器２３の出口側の熱交換用パイプ部分、６１８…反応器２１の入り口側の反応器接続パイプ、６１９…反応器接続パイプ、６３１，６３２，６３３…反応器−高温側熱源制御バルブ、６３４，６３５，６３６…反応器接続バルブ、６３７，６３８，６３９…反応器−高温熱供給接続バルブ、ＣＦＳ…圧縮式冷凍システム、ＣＦＳ１…圧縮式冷凍機、ＣＦＳ２…凝縮器、ＣＦＳ３…減圧器、ＣＦＳ４…蒸発器、ＣＦＳ５…圧縮式冷凍機用パイプ、ＣＮ…コンテナ、５２０…真空ポンプ、５２１，５２２，５２３…バルブ、
【図１】
2008111592.tif 000032
【図２】
2008111592.tif 000033
【図３】
2008111592.tif 000034
【図４】
2008111592.tif 000035
【図５】
2008111592.tif 000036
【図６】
2008111592.tif 000037
【図７】
2008111592.tif 000038
【図８】
2008111592.tif 000039
【図９】
2008111592.tif 000040
【図１０】
2008111592.tif 000041
【図１１】
2008111592.tif 000042
【図１２】
2008111592.tif 000043
【図１３】
2008111592.tif 000044