(57)【要約】【課題】化学蓄熱装置を用いて、エンジンの暖機性能が良好な車両の暖機システムを提供すること。【解決手段】反応材１１と反応媒体１２とが化合する際の発熱反応により発熱し、反応材１１と反応媒体１２との化合物から反応媒体１２が脱離することにより吸熱するとともに反応媒体１２が脱離した状態を維持することにより蓄熱する化学蓄熱装置７によってエンジン２を暖機する車両の暖機システム１において、反応材１１が充填されるとともに反応材１１とエンジン２との間で熱の授受が可能なようにエンジン２に取り付けられた反応器８と、反応媒体１２を吸着して貯留する吸着器９と、反応器８と吸着器９との間で反応媒体１２を流通させる流通路１０とを備えた化学蓄熱装置７を用いて、吸着器９を、フロントグリル５から導入された走行風が当たる位置で、かつ、エンジン２の下部に設けられたオイルパン３に取り付ける。【選択図】図１
2017142005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応材と反応媒体とが化合する際の発熱反応により発熱し、前記反応材と前記反応媒体との化合物から前記反応媒体が脱離することにより吸熱するとともに前記化合物から前記反応媒体が脱離した状態を維持することにより蓄熱する化学蓄熱装置を備え、前記化学蓄熱装置によって車両のエンジンを暖機する車両の暖機システムにおいて、
前記化学蓄熱装置は、前記反応材が充填されるとともに前記反応材と前記エンジンとの間で熱の授受が可能なように前記エンジンに取り付けられた反応器と、前記反応媒体を吸着して貯留する吸着器と、前記反応器と前記吸着器との間で前記反応媒体を流通させる流通路とを備え、
前記車両は、前進走行する際に外気をエンジンコンパートメント内へ導入する開口部を備え、
前記吸着器は、前記開口部から導入された前記外気による走行風が当たる位置で、かつ、前記エンジンの下部に設けられたオイルパンもしくは前記オイルパンの近傍に取り付けられている
ことを特徴とする車両の暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両を暖機する暖機システムに関し、特に、反応材と反応媒体との可逆的な化学反応を利用して放熱および蓄熱を行う化学蓄熱装置を用いてエンジンの暖機を促進する車両の暖機システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両の排気ガス浄化システムにおいて、触媒を活性温度まで早期に昇温させるための暖機装置が記載されている。この特許文献１に記載された触媒の暖機装置では、触媒を加熱するために化学蓄熱装置が用いられている。化学蓄熱装置は、化学反応の反応熱を利用した蓄熱装置である。この特許文献１に記載された化学蓄熱装置は、反応媒体を吸着材で吸着して貯蔵する吸着器と、吸着器から供給される反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材（蓄熱材）を収納する反応器（蓄熱器）とを備えている。そして、吸着器から反応媒体を供給して反応器で発生させた熱によって触媒を暖機し、暖機後に、反応器に移動した反応媒体を排気ガスの熱で反応材から脱離させて吸着器で回収するように構成されている。
【０００３】
なお、特許文献２には、車載用燃料電池システムにおける加湿モジュールを、フロントバンパの裏側で走行風が直接当たる場所に設置することにより、加湿モジュールの温度上昇を抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−８１５１９号公報
【特許文献２】特開２００２−３７３６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載されているような化学蓄熱装置を用いることにより、新たな熱源を設けることなく、効率よく車両（触媒）を暖機することができる。一方で、上記のような化学蓄熱装置では、反応材から脱離した反応媒体を吸着器に吸着させる際に、吸着反応によって吸着器の温度が上昇する。反応材から脱離した反応媒体は、反応器と吸着器との間の圧力差によって移動するが、吸着器の温度が上昇すると、吸着反応が鈍化して圧力差が減少し、反応媒体の移動が鈍化してしまう。その結果、吸着器で反応媒体を十分に吸着できない場合がある。反応媒体の吸着が不十分であると、以降の発熱時に反応器へ反応媒体を十分に供給できなくなってしまう。そのため、化学蓄熱装置による暖機性能が低下してしまう可能性がある。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、化学蓄熱装置を用い、エンジンの暖機性能が良好な車両の暖機システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、反応材と反応媒体とが化合する際の発熱反応により発熱し、前記反応材と前記反応媒体との化合物から前記反応媒体が脱離することにより吸熱するとともに前記化合物から前記反応媒体が脱離した状態を維持することにより蓄熱する化学蓄熱装置を備え、前記化学蓄熱装置によって車両のエンジンを暖機する車両の暖機システムにおいて、前記化学蓄熱装置は、前記反応材が充填されるとともに前記反応材と前記エンジンとの間で熱の授受が可能なように前記エンジンに取り付けられた反応器と、前記反応媒体を吸着して貯留する吸着器と、前記反応器と前記吸着器との間で前記反応媒体を流通させる流通路とを備え、前記車両は、前進走行する際に外気をエンジンコンパートメント内へ導入する開口部を備え、前記吸着器は、前記開口部から導入された前記外気による走行風が当たる位置で、かつ、前記エンジンの下部に設けられたオイルパンもしくは前記オイルパンの近傍に取り付けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の車両の暖機システムによれば、化学蓄熱装置における吸着器が、前進走行時の走行風が当たり易く、かつ、エンジンの発熱源から離れたオイルパンに取り付けられている。そのため、化学蓄熱装置の吸熱時に吸着器の温度が上昇する場合であっても、吸着器を効果的に冷却することができる。その結果、この発明の車両の暖機システムによるエンジンの暖機性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の車両の暖機システムの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明を、図を参照して具体的に説明する。図１に、この発明を適用した車両の暖機システムの一例を示してある。図１に示す暖機システム１は、エンジン２を駆動力源とする車両Ｖｅに搭載され、エンジン２の暖機を促進するように構成されている。例えば、暖機システム１は、エンジン２のシリンダブロックや冷却水などを昇温するように構成されている。
【００１１】
エンジン２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。エンジン２の下部には、エンジンオイルを貯留するオイルパン３が設けられている。エンジン２は、車両Ｖｅに設けられたエンジンコンパートメント４に設置されている。図１に示す例では、車両Ｖｅの前部（車室よりも前方）に形成されたエンジンコンパートメント４にエンジン２が設置されている。
【００１２】
車両Ｖｅは、前進走行する際に外気をエンジンコンパートメント４内へ導入するための開口部を備えている。図１に示す例では、上記の開口部として、フロントグリル５が設けられている。フロントグリル５は、車両Ｖｅの前面に形成されており、車両Ｖｅの外部とエンジンコンパートメント４内との間で空気の流通が可能なように構成されている。したがって、車両Ｖｅが前進走行する際には、外気がフロントグリル５を通ってエンジンコンパートメント４内に流入し、走行風となってエンジン２に吹き付けられる。なお、エンジンコンパートメント４の下方も、車両Ｖｅの外部に開口している。そのため、車両Ｖｅが走行する際には、エンジンコンパートメント４の下方の開口部からも、走行風がエンジンコンパートメント４内に吹き込まれる。
【００１３】
フロントグリル５の内側（エンジンコンパートメント４側）には、エンジン２のラジエータ（図示せず）やラジエータファン６が設けられている。ラジエータファン６は、ラジエータを通過する空気（冷却風）の流れを向上させるためのものであり、ラジエータファン６が駆動されることにより、フロントグリル５側からエンジンコンパートメント４内に冷却風が吹き込まれるように構成されている。
【００１４】
この車両Ｖｅにおける暖機システム１は、前述のようにエンジン２を暖機するための化学蓄熱装置７を備えている。化学蓄熱装置７は、物質の可逆的な化学反応の反応熱を利用して昇温対象物との間で熱を授受する蓄熱装置である。化学蓄熱装置７は、反応器８、吸着器９、および、流通路１０から構成されている。
【００１５】
反応器８の内部には、可逆的に発熱反応と吸熱反応とを行う反応材（化学蓄熱材あるいは蓄熱材と称される場合もある）１１が充填されている。発熱反応は、反応材１１と反応媒体１２とが化合することにより生じる。また、吸熱反応は、反応材１１と反応媒体１２とが化学反応して生成された化合物から反応媒体１２が脱離する（分解される）ことにより生じる。反応媒体１２は、反応材１１と化学反応して生成された化合物が所定温度（いわゆる脱離温度）以上になると、化合物から脱離して反応媒体１２の状態に戻る。
【００１６】
上記のような化学反応を行う反応材１１は、Ｍｇ、ＣａＯ、ＦｅＣｌ２などの従来の化学蓄熱器で採用されている物質であってよく、さらには前掲の特許文献１に記載されている物質を反応材１１として使用することができる。したがって、反応媒体１２は、反応材１１として用いられている物質に応じて、ＮＨ３、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２など、上記の発熱反応および吸熱反応を生じる物質が採用される。
【００１７】
吸着器９は、反応媒体１２を反応材１１から分解した状態で貯留しておく貯留器であって、内部に反応媒体１２を吸着する吸着材１３を収納している。吸着材１３は、反応媒体１２を物理的に吸着して貯留することが可能な物質によって構成されている。例えば、反応媒体１２に応じて、セラミック製もしくは合成樹脂製の多孔質体によって構成されている。
【００１８】
上記のように構成された反応器８と吸着器９とが、流通路１０によって連通されている。連通路１０は、反応器８と吸着器９との間で反応媒体１２を流通させる流路であって、例えば、金属あるいは樹脂やゴム等によって形成された管状部材によって構成されている。
【００１９】
反応器８が取り付けられる加熱対象部は、停止状態で温度が低く、動作することにより温度が高くなる箇所である。例えば、反応器８は、エンジン２のシリンダブロックや、吸気ポートあるいは排気ポートの近辺に取り付けられている。反応器８のエンジン２との取り付け面は、反応器８とエンジン２との間で熱の授受が効率よく行われるように、エンジン２の外形に沿って密着するように形成されている。
【００２０】
一方、吸着器９は、車両Ｖｅが前進走行する際にフロントグリル５から導入される外気による走行風が当たる位置で、かつ、エンジン２の下部に取り付けられている。図１に示す例では、吸着器９は、エンジン２のオイルパン３の前面もしくはその近傍に取り付けられている。オイルパン３の前面は、エンジン２が車両Ｖｅに搭載された状態で車両Ｖｅの前方を向いたオイルパン３の部分である。
【００２１】
前述したように、車両Ｖｅは、前進走行する際に、フロントグリル５の開口部およびエンジンコンパートメント４下部の開口部からエンジンコンパートメント４内に流入する空気によって走行風が生じるように構成されている。その際にエンジンコンパートメント４内に流入する走行風は、エンジンコンパートメント４内に設置されたエンジン２に当たるが、特に、エンジン２の下部、すなわち、オイルパン３の近傍に当たり易くなっている。さらに、上記のような走行風に加えて、ラジエータファン６による冷却風もオイルパン３の近傍に当たる。したがって、吸着器９がオイルパン３の前面もしくはその近傍に取り付けられることにより、吸着器９は、上記のような走行風や冷却風によって効果的に冷却される。
【００２２】
さらに、オイルパン３は、エンジン２における発熱源となる燃焼室やシリンダ部から離れた部分に位置しており、運転時のエンジン２における最も温度が低い部位の一つである。したがって、吸着器９を上記のようにオイルパン３の前面もしくはその近傍に取り付けることにより、吸着器９の温度上昇を極力抑制しつつ、吸着器９を効果的に冷却することができる。
【００２３】
この暖機システム１における化学蓄熱装置７では、反応材１１に反応媒体１２が供給されると、それら反応材１１と反応媒体１２との化学反応が進行し、その際に発熱する。したがって、反応材１１が充填されている反応器８は、反応材１１と反応媒体１２との発熱反応によって発生した熱を放熱することにより、エンジン２を加熱（暖機）する。
【００２４】
一方、反応材１１と反応媒体１２との化合物の温度が上昇して脱離温度に達すると、化合物から反応媒体１２が脱離し、その際に吸熱する。そして、脱離した反応媒体１２が吸着材１３に吸着されて吸着器９内に貯留されることにより、化学蓄熱装置７は、貯留された反応媒体１２を再び反応材１１と反応させて発熱させることが可能な状態になる。すなわち、化学的に蓄熱された状態になる。
【００２５】
上記のように化合物から反応媒体１２が脱離する吸熱時には、吸着器９では、反応媒体１２を吸着器９に吸着させる際の吸着反応によって吸着器９の温度が上昇する。反応材１１から脱離した反応媒体１２は、反応器８と吸着器９との間の圧力差によって移動する。そのため、吸着器９の温度が上昇すると、吸着反応が鈍化することによって反応器８と吸着器９との間の圧力差が減少し、吸着器９への反応媒体１２の移動が鈍化してしまう。その結果、吸着器９で反応媒体１２を十分に吸着できなくなってしまう、すなわち、蓄熱が不十分になってしまうおそれがあった。それに対して、この暖機システム１では、上記のように吸着器９が、前進走行時の走行風やラジエータファンによる冷却風が当たり易く、かつ、エンジン２の熱源から離れた、エンジン２の前面のオイルパン３に取り付けられている。そのため、上記のように化学蓄熱装置７の吸熱時に吸着器９の温度が上昇する場合であっても、吸着器９を効果的に冷却することができる。したがって、この暖機システム１によるエンジン２の暖機性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１…暖機システム、  ２…エンジン、  ３…オイルパン、  ４…エンジンコンパートメント、  ５…フロントグリル（開口部）、  ６…ラジエータファン、  ７…化学蓄熱装置、  ８…反応器、  ９…吸着器、  １０…流通路、  １１…反応材、  １２…反応媒体、  １３…吸着材、  Ｖｅ…車両。
【図１】
2017142005.tif 000003