(57)【要約】      （修正有）【課題】ポンプ及びバルブを含む反応媒体供給系の故障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】反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低いときは、反応器１１から吸着器１２にＮＨ３を回収する回収ポンプ１６を稼動するように制御し、反応器１１の温度がＴ２以上であるときは、反応器１１から吸着器１２にＮＨ３が回収可能となるようにバルブ１５を開制御する回収制御部２３と、回収ポンプ１６の稼動時及びバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率の推定値を記憶する記憶部２４と、回収ポンプ１６の稼動時及びバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率の実測値を求め、吸着器１２のＮＨ３回収率の実測値と記憶部２４に記憶された吸着器１２のＮＨ３回収率の推定値とのずれ量に基づいて、反応器１１と吸着器１２との間の反応媒体供給系２６の故障を判定する故障検知部２５とを備える。【選択図】図１
2017089971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応媒体が供給さ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含む反応器と、
前記反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、
前記反応器と前記貯蔵器とを接続し、前記反応器と前記貯蔵器との間で前記反応媒体を双方向に流通させる第１反応媒体流路と、
前記第１反応媒体流路に配設され、前記第１反応媒体流路を開閉するバルブと、
前記反応器と前記貯蔵器とを接続し、前記反応器から前記貯蔵器に前記反応媒体を流通させる第２反応媒体流路と、
前記第２反応媒体流路に配設され、前記反応器内を吸引することで前記反応器から前記貯蔵器に前記反応媒体を回収するポンプと、
前記反応器の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された前記反応器の温度が第１温度よりも高く且つ第２温度よりも低いときは、前記ポンプを稼動するように制御し、前記温度検出部により検出された前記反応器の温度が前記第２温度以上であるときは、前記反応器から前記貯蔵器に前記反応媒体が回収可能となるように前記バルブを開制御する回収制御部と、
前記ポンプの稼動時及び前記バルブの開弁時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する推定値を記憶する記憶部と、
前記ポンプの稼動時及び前記バルブの開弁時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する実測値を求め、前記反応媒体の回収量に関する実測値と前記記憶部に記憶された前記反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量に基づいて、前記反応器と前記貯蔵器との間の反応媒体供給系の故障を判定する故障検知部とを備えることを特徴とする化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記故障検知部は、前記ポンプの稼動時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する実測値と前記ポンプの稼動時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値よりも大きいと判断した後、前記バルブの開弁時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する実測値と前記バルブの開弁時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値以下であると判断したときに、前記ポンプの故障であると判定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】
前記故障検知部は、前記バルブの開弁時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する実測値と前記バルブの開弁時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値よりも大きいと判断した後、前記ポンプの稼動時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する実測値と前記ポンプの稼動時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であると判断したときに、前記バルブの故障であると判定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】
前記故障検知部は、前記バルブの開弁時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する実測値と前記バルブの開弁時における前記反応器から前記貯蔵器への前記反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量が前記バルブ故障判定用閾値よりも大きいと判断した後、前記ポンプを稼動するように制御することを特徴とする請求項３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ＮＨ３と化学反応して熱を発生させる反応材を含む反応器と、ＮＨ３を吸着して貯蔵することで蓄熱を行う蓄熱器と、反応器と蓄熱器とを接続し、蓄熱器から反応器にＮＨ３を供給するための第１供給通路と、第１供給通路に対して並列となるように反応器と蓄熱器とを接続し、反応器から蓄熱器にＮＨ３を供給するための第２供給通路と、第１供給通路に設けられた開閉弁と、第２供給通路に設けられ、反応器内を強制吸引することで、反応器内の圧力を強制的に下げて、反応器から蓄熱器に強制的にＮＨ３を回収する吸引ポンプとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３４９５０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、例えば吸引ポンプが故障すると、ＮＨ３が蓄熱器に回収されなくなる。従って、次に蓄熱器から反応器にＮＨ３を供給する際に、所望量のＮＨ３が反応器に供給されないため、反応器においてＮＨ３と反応材との化学反応による発熱の効果が十分に得られない。そのような不具合を未然に防ぐためには、吸引ポンプ及び開閉弁を含む反応媒体供給系の故障を検知する必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、ポンプ及びバルブを含む反応媒体供給系の故障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】
本発明の一態様に係る化学蓄熱装置は、反応媒体が供給さ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含む反応器と、反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、反応器と貯蔵器とを接続し、反応器と貯蔵器との間で反応媒体を双方向に流通させる第１反応媒体流路と、第１反応媒体流路に配設され、第１反応媒体流路を開閉するバルブと、反応器と貯蔵器とを接続し、反応器から貯蔵器に反応媒体を流通させる第２反応媒体流路と、第２反応媒体流路に配設され、反応器内を吸引することで反応器から貯蔵器に反応媒体を回収するポンプと、反応器の温度を検出する温度検出部と、温度検出部により検出された反応器の温度が第１温度よりも高く且つ第２温度よりも低いときは、ポンプを稼動するように制御し、温度検出部により検出された反応器の温度が第２温度以上であるときは、反応器から貯蔵器に反応媒体が回収可能となるようにバルブを開制御する回収制御部と、ポンプの稼動時及びバルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する推定値を記憶する記憶部と、ポンプの稼動時及びバルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する実測値を求め、反応媒体の回収量に関する実測値と記憶部に記憶された反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量に基づいて、反応器と貯蔵器との間の反応媒体供給系の故障を判定する故障検知部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
以上のような化学蓄熱装置においては、反応器の温度が第１温度よりも高く且つ第２温度よりも低いときは、ポンプが稼動されることで、反応媒体が第２反応媒体流路を通って反応器から貯蔵器に回収され、反応器の温度が第２温度以上であるときは、バルブが開弁されることで、反応媒体が第１反応媒体流路を通って反応器から貯蔵器に回収される。このとき、ポンプの稼動時及びバルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する実測値とポンプの稼動時及びバルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量に基づいて、反応器と貯蔵器との間の反応媒体供給系の故障が判定される。これにより、ポンプ及びバルブを含む反応媒体供給系の故障を検知することができる。
【０００８】
故障検知部は、ポンプの稼動時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する実測値とポンプの稼動時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値よりも大きいと判断した後、バルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する実測値とバルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値以下であると判断したときに、ポンプの故障であると判定してもよい。この場合には、ポンプが故障している可能性があると推測された後、バルブの故障でないことが明らかとされたときに、ポンプの故障であると判定されるため、ポンプの故障を確実に検知することができる。
【０００９】
故障検知部は、バルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する実測値とバルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値よりも大きいと判断した後、ポンプの稼動時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する実測値とポンプの稼動時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であると判断したときに、バルブの故障であると判定してもよい。この場合には、バルブが故障している可能性があると推測された後、ポンプの故障でないことが明らかとされたときに、バルブの故障であると判定されるため、バルブの故障を確実に検知することができる。
【００１０】
故障検知部は、バルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する実測値とバルブの開弁時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値よりも大きいと判断した後、ポンプを稼動するように制御してもよい。この場合には、反応器の温度が第１温度よりも高く且つ第２温度よりも低い状態になることを待たなくても、ポンプを強制的に稼動することにより、ポンプの稼動時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する実測値とポンプの稼動時における反応器から貯蔵器への反応媒体の回収量に関する推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であるかどうかが判断される。従って、ポンプの故障でないことを迅速に明らかにして、バルブの故障を迅速に検知することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ポンプ及びバルブを含む反応媒体供給系の故障を検知することができる化学蓄熱装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】反応器の温度と反応器の平衡圧との関係を示すグラフである。
【図３】エンジンオイルの温度の変動状況の一例を示すグラフである。
【図４】図１に示された回収制御部により実行される回収制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図５】ＮＨ３飽和蒸気圧特性及びＮＨ３吸着特性を示すグラフである。
【図６】図１に示された記憶部に記憶される吸着器のＮＨ３回収率推定値のパターンを示すグラフである。
【図７】図１に示された故障検知部により実行される故障検知処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【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。
【００１４】
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、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。
【００１５】
エンジンオイル循環システム１は、オイルパン３と、オイルポンプ４と、オイルクーラ５と、熱交換器６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。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圧送する。
【００１６】
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所定温度に冷却する。なお、エンジンオイルを冷却する理由は、エンジンオイルの過昇温による劣化を防ぐためである。熱交換器６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６は、エンジンオイルを通過させて、エンジンオイルと後述する反応器１１との間で熱交換を行う。
【００１７】
また、エンジンオイル循環システム１は、エンジンオイルの早期昇温を可能とする化学蓄熱装置１０を備えている。化学蓄熱装置１０は、電力等の外部エネルギーを必要とせずに、エンジンオイルを熱交換器６を介して加熱（暖機）する。具体的には、化学蓄熱装置１０は、エンジンオイルの熱により反応器１１の反応材１７（後述）から反応媒体を脱離させ、その脱離した反応媒体を蓄えると共に、蓄えられた反応媒体を反応器１１に供給して反応材１７と反応媒体とを化学反応させ、その時の反応熱によりエンジンオイルを加熱する。即ち、化学蓄熱装置１０は、可逆的な化学反応を利用して、エンジンオイルからの熱を蓄えると共にエンジン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。
【００１８】
化学蓄熱装置１０は、反応器１１と、吸着器１２と、これらの反応器１１と吸着器１２とを接続する反応媒体流路１３と、この反応媒体流路１３に対して並列となるように反応器１１と吸着器１２とを接続する反応媒体流路１４と、反応媒体流路１３に配設されたバルブ１５と、反応媒体流路１４に配設された回収ポンプ１６を備えている。反応媒体流路１３，１４、バルブ１５及び回収ポンプ１６は、反応器１１と吸着器１２との間に配置された反応媒体供給系２６を構成している。
【００１９】
反応器１１は、熱交換器６の周囲にエンジンオイルに対して熱交換可能に配置されている。反応器１１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１７を含んでいる。反応材１７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。
【００２０】
吸着器１２は、ＮＨ３を貯蔵する貯蔵器である。吸着器１２は、ＮＨ３の物理吸着及び脱離が可能な吸着材１８を含んでいる。吸着材１８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１８に化学吸着されてもよい。
【００２１】
反応媒体流路１３，１４の一端は反応器１１にそれぞれ接続され、反応媒体流路１３，１４の他端は吸着器１２にそれぞれ接続されている。反応媒体流路１３は、反応器１１と吸着器１２との間で双方向にＮＨ３を流通させる第１反応媒体流路である。反応媒体流路１４は、反応器１１から吸着器１２にＮＨ３を流通させる第２反応媒体流路である。バルブ１５は、反応媒体流路１３を開閉する電磁弁である。回収ポンプ１６は、反応器１１内を吸引することで反応器１１から吸着器１２にＮＨ３を回収する。
【００２２】
なお、吸着器１２の初期状態では、吸着器１２の吸着材１８には、バルブ１５が開弁された際に反応器１１、吸着器１２及び反応媒体流路１３，１４からなる反応系内を所定の圧力に保持するための圧力保持用ＮＨ３と、反応器１１において所望の発熱温度を得るために反応材１７との化学反応に使用される移動用ＮＨ３とが吸着されている。圧力保持用ＮＨ３及び移動用ＮＨ３の量は、反応材１７の材料等に応じて適宜決められている。
【００２３】
このような化学蓄熱装置１０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１５が開弁されると、吸着器１２と反応器１１との圧力差によって、吸着器１２の吸着材１８から移動用ＮＨ３が脱離し、その移動用ＮＨ３が反応媒体流路１３を通って反応器１１に供給される。そして、反応器１１の反応材１７（例えばＭｇＢｒ２）と移動用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１１で発生した熱が熱交換器６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（暖機）される。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。
ＭｇＢｒ２＋ｘＮＨ３  ⇔  Ｍｇ（ＮＨ３）ｘＢｒ２＋熱      …（Ａ）
【００２４】
その後、エンジンオイルの温度が高くなると、エンジンオイルの熱が熱交換器６を通して反応器１１の反応材１７に与えられることで、反応材１７から移動用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、バルブ１５が開弁されることで、反応器１１と吸着器１２との圧力差によって移動用ＮＨ３が反応媒体流路１３を通って吸着器１２に戻るか、或いは回収ポンプ１６が稼動されることで、移動用ＮＨ３が反応媒体流路１４を通って吸着器１２に戻る。吸着器１２に戻った移動用ＮＨ３は、吸着器１２の吸着材１８に物理吸着される。これにより、移動用ＮＨ３が吸着器１２に回収されることとなる。
【００２５】
また、化学蓄熱装置１０は、温度センサ１９と、温度センサ２０と、圧力センサ２１と、コントローラ２２とを備えている。温度センサ１９は、反応器１１の温度を検出する温度検出部である。温度センサ１９は、反応器１１の温度として反応材１７の温度を検出する。なお、温度検出部としては、温度センサ１９により反応器１１の温度を直接検出する代わりに、例えば反応器１１よりも下流側を流れるエンジンオイルの温度を温度センサにより検出し、エンジンオイルの温度から反応器１１の温度を推定してもよい。温度センサ２０は、吸着器１２の温度を検出する。圧力センサ２１は、吸着器１２内の圧力を検出する。
【００２６】
コントローラ２２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２２は、回収制御部２３と、記憶部２４と、故障検知部２５とを有している。
【００２７】
回収制御部２３は、温度センサ１９，２０及び圧力センサ２１の検出値に基づいて、反応器１１から吸着器１２への移動用ＮＨ３の回収を行うようにバルブ１５及び回収ポンプ１６を制御する。記憶部２４は、反応器１１から吸着器１２への移動用ＮＨ３の回収量に関する推定値として、吸着器１２に対する移動用ＮＨ３の回収率の推定値（後述）を記憶する。故障検知部２５は、温度センサ１９，２０及び圧力センサ２１の検出値と記憶部２４に記憶された移動用ＮＨ３の回収率の推定値とに基づいて、反応器１１と吸着器１２との間の反応媒体供給系２６の故障を検知する。
【００２８】
図２は、反応器１１の温度と反応器１１の平衡圧との関係を示すグラフである。なお、反応器１１の平衡圧とは、反応器１１において反応材１７とＮＨ３とが平衡状態となる圧力であり、より具体的には反応器１１から吸着器１２へＮＨ３が移動しない閉鎖系において、反応材１７から脱離することができるＮＨ３の圧力である。
【００２９】
図２において、実線Ｘは、反応器１１の平衡圧を表している。反応器１１の温度が高くなるほど、反応器１１の平衡圧が高くなる。１点鎖線Ｙは、吸着器１２に収容された圧力保持用ＮＨ３の量によって決まる吸着器１２の基準圧力Ｐｓである。図中のＴ２は、反応器１１の平衡圧が吸着器１２の基準圧力Ｐｓと等しくなるような温度（第２温度）であり、例えば８０℃程度である（図３参照）。図中のＴ１は、Ｔ２よりも低い温度（第１温度）であり、例えば５０℃程度である（図３参照）。なお、Ｔ２は、反応器１１の平衡圧が吸着器１２の基準圧力Ｐｓ以上となるような温度であればよい。
【００３０】
反応器１１の温度がＴ１以下であるときは、回収ポンプ１６を使用しても、移動用ＮＨ３の再生が十分に行われない。反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低いときは、回収ポンプ１６を使用することにより、ある程度の時間で移動用ＮＨ３を十分再生することができる。反応器１１の温度がＴ２よりも高いときは、回収ポンプ１６を使用しなくても、ある程度の時間で移動用ＮＨ３を十分再生することができる。
【００３１】
図３は、エンジンオイルの温度の変動状況の一例を示すグラフである。図３に示す例では、時間と共にエンジンオイルの温度が上昇し、所定時間（２０００秒）経過後にエンジン２を停止させている。反応器１１の温度がＴ２よりも高い領域において、回収ポンプ１６を使用しない通常の再生動作を行うと、再生時間がｔａと短く、移動用ＮＨ３を十分に再生することができない。この場合には、次回の発熱反応時に反応器１１の発熱の効果が十分に得られない。反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低い領域において、回収ポンプ１６を使用した再生動作を行うことにより、再生時間がｔｂと長くなり、移動用ＮＨ３を十分に再生することが可能となる。
【００３２】
回収制御部２３は、温度センサ１９により検出された反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低いときは、回収ポンプ１６を稼動するように制御し、温度センサ１９により検出された反応器１１の温度がＴ２以上であるときは、反応器１１から吸着器１２に移動用ＮＨ３が回収可能となるようにバルブ１５を開制御する。
【００３３】
図４は、回収制御部２３により実行される回収制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。なお、初期状態では、バルブ１５は閉弁しており、回収ポンプ１６は停止している。
【００３４】
図４において、回収制御部２３は、まず温度センサ１９の検出値に基づいて、反応器１１の温度がＴ１よりも高いかどうかを判断する（手順Ｓ１０１）。回収制御部２３は、反応器１１の温度がＴ１よりも高いと判断したときは、温度センサ１９の検出値に基づいて、反応器１１の温度がＴ２よりも低いかどうかを判断する（手順Ｓ１０２）。
【００３５】
回収制御部２３は、反応器１１の温度がＴ２よりも低いと判断したときは、バルブ１５を閉制御すると共に、回収ポンプ１６を稼動するように制御する（手順Ｓ１０３）。このとき、バルブ１５が閉弁状態であるときは、バルブ１５を閉弁状態に維持するように制御する。回収ポンプ１６が稼動状態であるときは、回収ポンプ１６を稼動状態に維持するように制御する。これにより、移動用ＮＨ３が反応器１１から吸着器１２に反応媒体流路１４を通って強制的に回収される。
【００３６】
一方、回収制御部２３は、反応器１１の温度がＴ２以上であると判断したときは、バルブ１５を開制御すると共に、回収ポンプ１６を停止するように制御する（手順Ｓ１０４）。このとき、バルブ１５が開弁状態であるときは、バルブ１５を開弁状態に維持するように制御する。回収ポンプ１６が停止状態であるときは、回収ポンプ１６を停止状態に維持するように制御する。これにより、移動用ＮＨ３が反応器１１から吸着器１２に反応媒体流路１３を通って回収される。
【００３７】
回収制御部２３は、手順Ｓ１０３または手順Ｓ１０４を実行した後、温度センサ２０及び圧力センサ２１の検出値に基づいて、吸着器１２のＮＨ３回収率を求める（手順Ｓ１０５）。吸着器１２のＮＨ３回収率は、吸着器１２に対する移動用ＮＨ３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１２に対する移動用ＮＨ３の回収量との比率である。
【００３８】
このとき、回収制御部２３は、温度センサ２０により検出された吸着器１２の温度と圧力センサ２１により検出された吸着器１２内の圧力とに基づいて、吸着器１２の吸着材１８に吸着されているＮＨ３量（吸着器１２のＮＨ３吸着量）を推定する。
【００３９】
ＮＨ３吸着量の推定は、図５に示されるＮＨ３飽和蒸気圧特性及びＮＨ３吸着特性を用いて行われる。図５（ａ）に示されるＮＨ３飽和蒸気圧特性は、吸着器１２の温度とＮＨ３飽和蒸気圧との関係を示すグラフであり、吸着器１２の温度が高くなるに従ってＮＨ３飽和蒸気圧が高くなるような特性を有している。図５（ｂ）に示されるＮＨ３吸着特性は、相対圧力と吸着器１２のＮＨ３吸着量との関係を示すグラフであり、相対圧力が高くなるに従って吸着器１２のＮＨ３吸着量が多くなるような特性を有している。相対圧力は、ＮＨ３飽和蒸気圧Ｐsatと吸着器１２内の圧力Ｐとの比（Ｐ／Ｐsat）である。
【００４０】
回収制御部２３は、まずＮＨ３飽和蒸気圧特性を用いて、温度センサ２０により検出された吸着器１２の温度Ｔに対応するＮＨ３飽和蒸気圧Ｐsatを求める。そして、回収制御部２３は、ＮＨ３飽和蒸気圧Ｐsatと圧力センサ２１により検出された吸着器１２内の圧力Ｐとの比である相対圧力を算出する。そして、回収制御部２３は、ＮＨ３吸着特性を用いて、相対圧力に対応するＮＨ３吸着量Ｓnh3を求める。これにより、吸着器１２のＮＨ３吸着量が推定される。
【００４１】
そして、回収制御部２３は、吸着器１２のＮＨ３吸着量から、吸着器１２のＮＨ３回収率を求める。例えば、吸着器１２のＮＨ３吸着量が圧力保持用ＮＨ３に相当する量であるときは、吸着器１２のＮＨ３回収率は０％であり、吸着器１２のＮＨ３吸着量が圧力保持用ＮＨ３に相当する量と移動用ＮＨ３の総量に相当する量との合計値であるときは、吸着器１２のＮＨ３回収率は１００％である。
【００４２】
続いて、回収制御部２３は、吸着器１２のＮＨ３回収率が目標値（例えば８０％）以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ１０６）。回収制御部２３は、吸着器１２のＮＨ３回収率が目標値以上でないと判断したときは、上記の手順Ｓ１０１を再度実行する。
【００４３】
一方、回収制御部２３は、吸着器１２のＮＨ３回収率が目標値以上であると判断したときは、バルブ１５を閉制御すると共に、回収ポンプ１６を停止するように制御し（手順Ｓ１０７）、本処理を終了する。このとき、回収ポンプ１６が停止状態であるときは、回収ポンプ１６を停止状態に維持するように制御する。
【００４４】
記憶部２４は、図６に示されるような吸着器１２のＮＨ３回収率推定値のパターンを記憶する。吸着器１２のＮＨ３回収率推定値は、吸着器１２に対する移動用ＮＨ３の回収率の推定値である。ＮＨ３回収率推定値のパターンは、ＮＨ３回収率が目標値に達するまでの時間経過を表す推定値のパターンであり、反応器１１の温度によって異なる。ＮＨ３回収率推定値のパターンは、予め実験等により求められ設定されている。
【００４５】
図６（ａ）は、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値のパターン、つまり反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低いときの吸着器１２のＮＨ３回収率推定値のパターンである。本パターンでは、反応器１１の温度がＴ１からＴ２まで高くなるに従って、ＮＨ３回収率が目標値Ｍに達するまでの時間が短くなる。
【００４６】
図６（ｂ）は、バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値のパターン、つまり反応器１１の温度がＴ２以上であるときの吸着器１２のＮＨ３回収率推定値のパターンである。本パターンでは、反応器１１の温度がＴ２から高くなるに従って、ＮＨ３回収率が目標値Ｍに達するまでの時間が短くなる。
【００４７】
故障検知部２５は、反応器１１から吸着器１２への移動用ＮＨ３の回収量に関する実測値として、吸着器１２に対する移動用ＮＨ３の回収率の実測値（吸着器１２のＮＨ３回収率実測値という）を求め、吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と記憶部２４に記憶された吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量に基づいて、反応器１１と吸着器１２との間の反応媒体供給系２６の故障を判定する。
【００４８】
図７は、故障検知部２５により実行される故障検知処理手順の詳細を示すフローチャートである。なお、初期状態では、ポンプ故障フラグ及びバルブ故障フラグは、ＯＦＦとなっている。
【００４９】
図７において、故障検知部２５は、まず温度センサ１９の検出値に基づいて、反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低いかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低い場合は、上述したように回収ポンプ１６が稼動される。
【００５０】
故障検知部２５は、反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低いと判断したときは、温度センサ２０及び圧力センサ２１の検出値に基づいて、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値を求める（手順Ｓ１１２）。具体的には、故障検知部２５は、図４に示されるフローチャートの手順Ｓ１０５と同様に、温度センサ２０により検出された吸着器１２の温度と圧力センサ２１により検出された吸着器１２内の圧力とに基づいて、吸着器１２のＮＨ３吸着量を推定し、その吸着器１２のＮＨ３吸着量から、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値を求める。
【００５１】
続いて、故障検知部２５は、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と記憶部２４に記憶された回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量を算出し、そのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１３）。ポンプ故障判定用閾値は、実験等により予め決められている。本手順は、反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低い期間中、複数回実行される。このとき、故障検知部２５は、例えば複数の時間においてＮＨ３回収率実測値とＮＨ３回収率推定値とのずれ量を算出し、そのずれ量の平均値または最大値がポンプ故障判定用閾値以下であるかどうかを判断する。
【００５２】
故障検知部２５は、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値よりも大きいと判断したときは、回収ポンプ１６が故障している可能性があると推測し、ポンプ故障フラグをＯＮに設定する（手順Ｓ１１４）。
【００５３】
故障検知部２５は、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であると判断したとき、または手順Ｓ１１４を実行した後、温度センサ１９の検出値に基づいて、反応器１１の温度がＴ２以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１５）。反応器１１の温度がＴ２以上である場合は、上述したようにバルブ１５が開弁されていると共に回収ポンプ１６が停止している。
【００５４】
故障検知部２５は、反応器１１の温度がＴ２以上であると判断したときは、温度センサ２０及び圧力センサ２１の検出値に基づいて、バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値を求める（手順Ｓ１１６）。バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値を求める手法は、上記の手順Ｓ１１２と同様である。
【００５５】
続いて、故障検知部２５は、バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と記憶部２４に記憶されたバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量を算出し、そのずれ量がバルブ故障判定用閾値以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１７）。バルブ故障判定用閾値は、実験等により予め決められている。バルブ故障判定用閾値は、ポンプ故障判定用閾値と同じ値でもよいし異なる値でもよい。本手順は、反応器１１の温度がＴ２よりも高い期間中、複数回実行される。このとき、故障検知部２５は、例えば複数の時間においてＮＨ３回収率実測値とＮＨ３回収率推定値とのずれ量を算出し、そのずれ量の平均値または最大値がバルブ故障判定用閾値以下であるかどうかを判断する。
【００５６】
故障検知部２５は、バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値とバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値以下であると判断したときは、ポンプ故障フラグがＯＮであるかどうかを判断する（手順Ｓ１１８）。故障検知部２５は、ポンプ故障フラグがＯＮでないと判断したときは、ポンプ故障フラグ及びバルブ故障フラグが何れもＯＦＦであるということから、反応器１１、吸着器１２及び反応媒体供給系２６が正常であると判定し（手順Ｓ１１９）、本処理を終了する。
【００５７】
一方、故障検知部２５は、ポンプ故障フラグがＯＮであると判断したときは、ポンプ故障フラグがＯＮであると共にバルブ故障フラグがＯＦＦであるということから、回収ポンプ１６を含むポンプラインの故障であると判定し（手順Ｓ１２０）、本処理を終了する。
【００５８】
故障検知部２５は、手順Ｓ１１７においてバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値とバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値よりも大きいと判断したときは、バルブ１５が故障している可能性があると推測し、バルブ故障フラグをＯＮに設定する（手順Ｓ１２１）。
【００５９】
続いて、故障検知部２５は、ポンプ故障フラグがＯＮであるかどうかを判断する（手順Ｓ１２２）。故障検知部２５は、ポンプ故障フラグがＯＮであると判断したときは、ポンプ故障フラグ及びバルブ故障フラグが何れもＯＮであるということから、化学蓄熱装置１０の故障、具体的には反応器１１、吸着器１２、回収ポンプ１６を含むポンプライン及びバルブ１５を含むバルブラインの何れかの故障であると判定し（手順Ｓ１２３）、本処理を終了する。
【００６０】
一方、故障検知部２５は、ポンプ故障フラグがＯＮでないと判断したときは、回収ポンプ１６を稼動するように制御する（手順Ｓ１２４）。これにより、回収ポンプ１６が稼動される。
【００６１】
続いて、故障検知部２５は、上記の手順Ｓ１１２と同様に、温度センサ２０及び圧力センサ２１の検出値に基づいて、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値を求める（手順Ｓ１２５）。そして、故障検知部２５は、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と記憶部２４に記憶された回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量を算出し、そのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１２６）。この時の判断手法は、上記の手順Ｓ１１３と同様である。
【００６２】
故障検知部２５は、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であると判断したときは、両者のずれ量が小さいと共にバルブ故障フラグがＯＮであることから、バルブ１５を含むバルブラインの故障であると判定する（手順Ｓ１２７）。
【００６３】
一方、故障検知部２５は、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値よりも大きいと判断したときは、両者のずれ量が大きいと共にバルブ故障フラグがＯＮであることから、化学蓄熱装置１０の故障、具体的には反応器１１、吸着器１２、回収ポンプ１６を含むポンプライン及びバルブ１５を含むバルブラインの何れかの故障であると判定する（手順Ｓ１２８）。
【００６４】
故障検知部２５は、手順Ｓ１２７または手順Ｓ１２８を実行した後、回収ポンプ１６を停止するように制御し（手順Ｓ１２９）、本処理を終了する。なお、故障判定の結果は、例えば図示しない表示部に表示される。
【００６５】
以上のように本実施形態にあっては、反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低いときは、回収ポンプ１６が稼動されることで、移動用ＮＨ３が反応媒体流路１４を通って反応器１１から吸着器１２に回収され、反応器１１の温度がＴ２以上であるときは、バルブ１５が開弁されることで、移動用ＮＨ３が反応媒体流路１３を通って反応器１１から吸着器１２に回収される。このとき、回収ポンプ１６の稼動時及びバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時及びバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量に基づいて、反応器１１と吸着器１２との間の反応媒体供給系２６の故障が判定される。これにより、回収ポンプ１６及びバルブ１５を含む反応媒体供給系２６の故障を検知することができる。
【００６６】
また、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値よりも大きいと判断された後、バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値とバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値以下であると判断されたときに、回収ポンプ１６の故障であると判定される。このように回収ポンプ１６が故障している可能性があると推測された後、バルブ１５の故障でないことが明らかとされたときに、回収ポンプ１６の故障であると判定されるため、回収ポンプ１６の故障を確実に検知することができる。
【００６７】
また、バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値とバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値よりも大きいと判断された後、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であると判断されたときに、バルブ１５の故障であると判定される。このようにバルブ１５が故障している可能性があると推測された後、回収ポンプ１６の故障でないことが明らかとされたときに、バルブ１５の故障であると判定されるため、バルブ１５の故障を確実に検知することができる。
【００６８】
このとき、バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値とバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値よりも大きいと判断された後、回収ポンプ１６を強制的に稼動することにより、反応器１１の温度がＴ１よりも高く且つＴ２よりも低い状態になることを待たなくても、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であるかどうかが判断される。従って、回収ポンプ１６の故障でないことを迅速に明らかにして、バルブ１５の故障を迅速に検知することができる。
【００６９】
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、バルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値とバルブ１５の開弁時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がバルブ故障判定用閾値よりも大きいと判断された後、回収ポンプ１６が強制的に稼動されるが、特にその形態には限られず、反応器１１の温度が自然にＴ１よりも高く且つＴ２よりも低い状態になることを待って、回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率実測値と回収ポンプ１６の稼動時における吸着器１２のＮＨ３回収率推定値とのずれ量がポンプ故障判定用閾値以下であるかどうかを判断してもよい。この場合には、故障検知部２５による処理手順を簡素化することができる。
【００７０】
また、上記実施形態では、反応器１１から吸着器１２への移動用ＮＨ３の回収量に関する推定値として、吸着器１２のＮＨ３回収率の推定値を用いているが、特にそれには限られず、吸着器１２に対する移動用ＮＨ３の回収量の推定値を用いてもよい。この場合には、反応器１１から吸着器１２への移動用ＮＨ３の回収量に関する実測値として、吸着器１２に対する移動用ＮＨ３の回収量の実測値が用いられる。
【００７１】
また、上記実施形態では、吸着器１２のＮＨ３回収率が目標値以上であるときに、回収制御処理を終了させているが、特にその形態には限られず、例えばエンジン２の駆動時には回収制御処理を継続し、エンジン２の停止時に回収制御処理を終了させてもよい。この場合には、吸着器１２のＮＨ３回収率が目標値以上となっても、エンジン２が停止するまでは、バルブ１５を閉じると共に回収ポンプ１６を稼動する制御、またはバルブ１５を開くと共に回収ポンプ１６を停止する制御が継続されるため、反応器１１が過圧状態になることを回避できる。
【００７２】
さらに、上記実施形態では、反応媒体流路１３，１４の一端が反応器１１にそれぞれ接続され、反応媒体流路１３，１４の他端が吸着器１２にそれぞれ接続されているが、反応媒体流路１３，１４が並列となるように接続されるのであれば、特にその形態には限られない。例えば、反応媒体流路１３の一端が反応器１１に接続され、反応媒体流路１３の他端が吸着器１２に接続されていると共に、反応媒体流路１４の両端が反応媒体流路１３に接続されていてもよいし、或いは反応媒体流路１４の一端が反応器１１に接続され、反応媒体流路１４の他端が吸着器１２に接続されていると共に、反応媒体流路１３の両端が反応媒体流路１４に接続されていてもよい。
【００７３】
また、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１７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１７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１７としては、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯまたはＡｌ２Ｏ３等が用いられる。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、反応器１１が熱交換器６の周囲に配置されているが、特にその形態には限られず、例えばエンジンオイルを通過させる熱交換器と反応器とが交互に積層されてなる構造としてもよい。また、熱交換器６を使用せずに、エンジンオイルが流れるオイル流路の周囲に反応器１１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。
【００７５】
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１１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３とオイルポンプ４との間に反応器１１を配置してもよいし、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１１を配置してもよい。
【００７６】
さらに、上記実施形態では、化学蓄熱装置１０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】
【００７７】
１０…化学蓄熱装置、１１…反応器、１２…吸着器（貯蔵器）、１３…反応媒体流路（第１反応媒体流路）、１４…反応媒体流路（第２反応媒体流路）、１５…バルブ、１６…回収ポンプ（ポンプ）、１７…反応材、１９…温度センサ（温度検出部）、２３…回収制御部、２４…記憶部、２５…故障検知部、２６…反応媒体供給系。
【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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