JP2014088824A - Vehicular heating system - Google Patents

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Kohei Yamada
耕平 山田
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular heating system capable of rapidly removing snow or ice from a vehicular component even if snow or ice is kept to be adhered to a vehicular component.SOLUTION: This vehicular heating system includes a closed reaction segment comprising exothermic material 12 composed of alkaline earth oxide that can be repeatedly used, a reaction container 13 filled with the exothermic material 12, a water supplying and recovering part 14 for supplying water to perform hydration reaction with the exothermic material 12 and recovering water generated by regenerating the exothermic material 12 after hydration reaction and a water supplying amount control valve 15, and a reaction container 13 of the closed reaction segment are removably arranged around a waste gas passage 16 of an engine, the exothermic material 12 after hydration reaction is regenerated by the heat of the waste gas, a thermal medium storing part 17 for storing the thermal medium circulated through a washer liquid storing tank for a head lamp is externally contacted with the outer peripheral surface of the reaction container 13 and the thermal medium in the thermal medium storing part 17 is heated by heat generated through the hydration reaction of the exothermic material 12.

Description

本発明は、例えば自動車、バス、トラックなどの車両用加熱システムに関する。特には−10℃を下回る寒冷地において、前照灯やフェンダーライナーなどの車両部品に雪や氷が付着していても、速やかにこれを取り除くことができる車両用加熱システムに関する。   The present invention relates to a heating system for vehicles such as automobiles, buses, and trucks. More particularly, the present invention relates to a vehicle heating system that can quickly remove snow and ice from vehicle parts such as headlamps and fender liners in cold regions below -10 ° C.

従来、例えば−10℃を下回るような寒冷地の冬道を走行していると、タイヤハウスの内側面に雪(氷)が結氷していき、そのまま放っておくと、タイヤハウス内に貯まった雪(氷)の塊がタイヤに接触してロックし、ハンドルが切れなくなる恐れが生じる。   Conventionally, for example, when driving on a winter road in a cold region below -10 ° C., snow (ice) freezes on the inner surface of the tire house, and if left as it is, the snow accumulated in the tire house A block of (ice) may come into contact with the tire and lock, and the handle may not be cut.

このため、通常、2〜3時間毎に車を止めてタイヤハウス内の雪(氷)の塊を落とす必要がある。気象状況によっては、タイヤハウス内の雪(氷)の塊は1時間程度でハンドル操作に悪影響を及ぼす大きさに成長することがあり、悪天候での路上における雪(氷)の塊の除去作業は重労働であるばかりではなく、大きな危険も伴っていた。   For this reason, it is usually necessary to stop the car every two to three hours and drop a block of snow (ice) in the tire house. Depending on the weather conditions, the snow (ice) lump in the tire house may grow to a size that adversely affects the steering operation in about an hour. The removal of snow (ice) lump on the road in bad weather Not only was it hard work, but it was also accompanied by great danger.

また、タイヤハウス内に生じた雪(氷)の塊は、走行中に振動で後方に脱落することもあり、事故の発生原因ともなっていた。特にトラックなどの大型車両の場合、タイヤハウス内に生じる雪(氷)の塊も大きくなることから、その後方への脱落は大変に危険であった。   In addition, a lump of snow (ice) generated in the tire house may fall out backward due to vibration during traveling, causing an accident. In particular, in the case of large vehicles such as trucks, the lump of snow (ice) generated in the tire house also becomes large, so it is very dangerous to drop it backward.

一方、車両のグリルやバンパーの開口部に雪(氷)が結氷して堆積した場合、エンジンルーム内に十分な風が入らなくなり、オーバーヒートを引き起こす原因にもなっていた。   On the other hand, when snow (ice) accumulates on the grill and bumper openings of the vehicle and accumulates, sufficient wind does not enter the engine room, causing overheating.

このような事情から、車両への雪(氷)の付着を効果的に防止できる装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。この装置は、ホイールハウスに臨むように配置されたフェンダを加熱する加熱手段を備えることを特徴とするものであり、その加熱手段には、エンジンから送り出される当該エンジンの冷却水を利用するものである。   Under such circumstances, an apparatus that can effectively prevent snow (ice) from adhering to a vehicle has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This apparatus is provided with a heating means for heating a fender disposed so as to face the wheel house, and the heating means uses cooling water of the engine sent out from the engine. is there.

しかしこの装置は、一昼夜駐車場に駐車されていて、冷え切ったエンジンを始動する時には、冷却水自体も冷たく、車両の部品に付着した雪(氷)を速やかに除去することはできなかった。   However, this device is parked in the parking lot day and night, and when the cold engine is started, the cooling water itself is cold, and the snow (ice) adhering to the parts of the vehicle cannot be quickly removed.

本発明の第1の目的は、ヘッドライトやフェンダーライナーなどの車両部品に雪や氷が付着していても、速やかにこれを取り除くことができる車両用加熱システムを提供することである。   A first object of the present invention is to provide a vehicle heating system that can quickly remove snow and ice from vehicle parts such as headlights and fender liners, even if snow or ice adheres thereto.

また、冬季に一昼夜駐車場に駐車されていて、冷え切った車両のエンジンを始動する時にでも、排気ガス用触媒システムやエンジンの冷却水を瞬時に加熱できる加熱システムとして、酸化マグネシウムや酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属酸化物を発熱材料として用い、この発熱材料に水を接触させることで該発熱材料を水和反応させて発熱させ、加熱することで再生するようにしたものが提案されている(例えば特許文献2参照)。   Magnesium oxide, calcium oxide, and other heating systems that can be used to instantly heat the exhaust gas catalyst system and engine cooling water even when the engine of a vehicle that has been parked all day and night in the winter is started. It has been proposed to use an alkaline earth metal oxide as a heat generating material, to bring the heat generating material into hydration by bringing water into contact with the heat generating material, to generate heat, and to regenerate by heating. (For example, refer to Patent Document 2).

しかしこの加熱システムの場合、水和反応後の水酸化物が空気中の炭酸ガスと反応して再生困難な炭酸塩を再生することから、経時と共にアルカリ土類金属酸化物の量が減少し、長期間にわたって該システムを利用できないという技術的課題があった。   However, in the case of this heating system, the hydroxide after the hydration reaction reacts with carbon dioxide in the air to regenerate the carbonate that is difficult to regenerate, so the amount of alkaline earth metal oxide decreases with time, There was a technical problem that the system could not be used for a long time.

本発明の第2の目的は、長期間にわたって利用することができる車両用加熱システムを提供することである。   A second object of the present invention is to provide a vehicle heating system that can be used over a long period of time.

特開2005−297882号公報JP 2005-297882 A 特開平7−180539号公報JP-A-7-180539

すなわち本発明は、ヘッドライトやフェンダーライナーなどの車両部品に雪や氷が付着していても、速やかにこれを取り除くことができる車両用加熱システムを提供すること、また、長期間にわたって利用することができる車両用加熱システムを提供することを目的とするものである。   That is, the present invention provides a vehicle heating system that can quickly remove snow or ice from vehicle parts such as headlights and fender liners, and can be used over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a vehicle heating system that can perform the above.

上記目的を達成するため、本発明は、反復的に使用可能なアルカリ土類金属酸化物からなる発熱材料を用い、該発熱材料を車両の廃熱を熱源として再生できるようにした車両用加熱システムにおいて、
前記発熱材料を充填した反応容器と、
前記発熱材料を水和反応させる水を反応容器に供給し、水和反応後の発熱材料を再生することで生じる水を回収する水供給回収部と、
前記水の供給量を制御する制御弁と、
からなる閉鎖反応部と、
前記閉鎖反応部の反応容器の外周面には加熱を必要とする車両部品を経由して循環する熱媒体を収める熱媒体収納部が外接されており、前記発熱材料の水和反応によって生じた熱で熱媒体収納部内の熱媒体が加熱されるようになっていることを特徴とする車両用加熱システムをその要旨とした。
In order to achieve the above object, the present invention provides a heating system for a vehicle using a heat generating material made of an alkaline earth metal oxide that can be used repeatedly, and the heat generating material can be regenerated using waste heat from the vehicle as a heat source. In
A reaction vessel filled with the exothermic material;
A water supply / recovery unit for supplying water for hydrating the exothermic material to a reaction vessel and recovering water generated by regenerating the exothermic material after the hydration reaction;
A control valve for controlling the amount of water supplied;
A closed reaction part consisting of
The outer peripheral surface of the reaction vessel of the closed reaction portion is circumscribed by a heat medium storage portion for storing a heat medium that circulates through vehicle parts that require heating, and heat generated by the hydration reaction of the heat generating material. Thus, the gist of the vehicle heating system is characterized in that the heat medium in the heat medium storage section is heated.

請求項2に記載の発明は、閉鎖反応部の反応容器がエンジン又は廃ガス経路の周囲に取り外し可能に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用加熱システムをその要旨とした。   The invention according to claim 2 is the gist of the vehicle heating system according to claim 1, wherein the reaction vessel of the closed reaction part is detachably disposed around the engine or the waste gas path. did.

請求項3に記載の発明は、閉鎖反応部の反応容器内に不活性ガス又は窒素ガスが充填されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用加熱システムをその要旨とした。   The gist of the invention according to claim 3 is that the heating system for a vehicle according to claim 1 or 2 is filled with an inert gas or nitrogen gas in the reaction vessel of the closed reaction part. .

請求項4に記載の発明は、反応容器内には熱電対が配置されており、前記熱電対によって測定された温度に応じて制御弁が開閉し前記反応容器に供給される水量が調整されるようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用加熱システムをその要旨とした。   According to a fourth aspect of the present invention, a thermocouple is disposed in the reaction vessel, and a control valve opens and closes according to the temperature measured by the thermocouple to adjust the amount of water supplied to the reaction vessel. The gist of the vehicle heating system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is configured as described above.

請求項5に記載の発明は、熱媒体が、希ガス、アンモニア、フロン及び窒素ガスから選ばれる熱媒体ガスであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用加熱システムをその要旨とした。   The invention according to claim 5 is the vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat medium is a heat medium gas selected from a rare gas, ammonia, chlorofluorocarbon, and nitrogen gas. The heating system was the gist.

請求項6に記載の発明は、車両部品が、前照灯、バックライト、方向指示器、ヘッドライト、フェンダライナー、タイヤハウス、グリル、バンパー、ボンネット、ドア、ステアリング、シフトレバー、ダッシュボード、シート、ヘッドレスト、ドアトリム、触媒装置及びエンジンクーラントの中から選ばれるいずれか1種若しくは2種以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用加熱システムをその要旨とした。   In the invention according to claim 6, the vehicle parts are a headlamp, a backlight, a direction indicator, a headlight, a fender liner, a tire house, a grill, a bumper, a bonnet, a door, a steering, a shift lever, a dashboard, and a seat. 6. The vehicle heating system according to claim 1, wherein the vehicle heating system is any one or more selected from the group consisting of a headrest, a door trim, a catalyst device, and an engine coolant. It was.

本発明の車両用加熱システムは、アルカリ土類金属酸化物からなる発熱材料の水和反応によって生じた熱で加熱された熱媒体収納部内の熱媒体が加熱を必要とする車両部品を経由して循環するようになっているので、冬季に一昼夜駐車場に駐車されていて、冷え切った車両のエンジンを始動する時でも、ヘッドライトやフェンダーライナーなどの車両部品に付着する雪や氷を速やかにこれを取り除くことができ、さらに排気ガス用触媒システムやエンジンの冷却水、エンジンに供給されるエアーなども瞬時に加熱することができる。   The vehicle heating system according to the present invention includes a vehicle in which a heat medium in a heat medium storage unit heated by heat generated by a hydration reaction of an exothermic material made of an alkaline earth metal oxide requires heating. Because it is designed to circulate, even when it is parked in the parking lot all day and night in the winter and the engine of a cold vehicle is started, snow and ice adhering to vehicle parts such as headlights and fender liners are promptly removed. This can be removed, and the exhaust gas catalyst system, engine cooling water, air supplied to the engine, and the like can be instantaneously heated.

また本発明の車両用加熱システムは、発熱材料を充填した反応容器、発熱材料を水和反応させる水を反応容器に供給し、水和反応後の発熱材料を再生することで生じる水を回収する水供給回収部及び前記水の供給量を制御する制御弁からなる反応部を閉鎖系としたことで、反応容器内の水和反応後の発熱材料を構成するアルカリ土類金属の水酸化物と空気中の二酸化炭素や炭酸ガスとの接触が抑制され、水酸化物の炭酸化を低減することができる。   The vehicle heating system according to the present invention supplies a reaction vessel filled with a heat generating material, water for hydration reaction of the heat generating material to the reaction vessel, and recovers water generated by regenerating the heat generating material after the hydration reaction. The reaction part consisting of the water supply and recovery part and the control valve for controlling the water supply amount is a closed system, so that the alkaline earth metal hydroxide constituting the heat generating material after the hydration reaction in the reaction vessel and Contact with carbon dioxide or carbon dioxide in the air is suppressed, and hydroxide carbonation can be reduced.

また本発明の車両用加熱システムは、反応容器内に不活性ガス又は窒素ガスが充填された形態を採ることもでき、この場合、発熱材料を構成するアルカリ土類金属の水酸化物と二酸化炭素や炭酸ガスとの接触がより効果的に抑制することができ、水酸化物の炭酸化をより一層低減化することができる。   The vehicle heating system of the present invention can also take a form in which a reaction vessel is filled with an inert gas or nitrogen gas. In this case, the alkaline earth metal hydroxide and carbon dioxide constituting the heat generating material are used. And contact with carbon dioxide gas can be more effectively suppressed, and the carbonation of the hydroxide can be further reduced.

さらに本発明の車両用加熱システムは、反応容器がエンジン又は廃ガス経路の周囲に取り外し可能に配置されている形態を採ることもできる。この場合、エンジン又は廃ガス経路からの廃熱によって発熱材料を構成するアルカリ土類金属の水酸化物の再生ができ、車両の廃熱の有効利用を図ることができる。   Furthermore, the vehicle heating system of the present invention can take a form in which the reaction vessel is detachably disposed around the engine or the waste gas path. In this case, the alkaline earth metal hydroxide constituting the heat generating material can be regenerated by the waste heat from the engine or the waste gas path, and the waste heat of the vehicle can be effectively used.

反応部を閉鎖系としたり、反応容器内に不活性ガス又は窒素ガスを充填したりしても、発熱材料を構成するアルカリ土類金属の水酸化物の炭酸化を完全に抑えることができず、経時と共に反応容器内の発熱材料の炭酸化が進行し、十分な発熱量が確保できなくなる。しかし、反応容器をエンジン又は廃ガス経路の周囲に取り外し可能に配置するようにした場合には、発熱材料を充填した反応容器毎、新たな発熱材料を充填した反応容器に取り替えることができ、安定的に十分な発熱量を得ることができる。   Even if the reaction part is closed or the reaction vessel is filled with inert gas or nitrogen gas, the carbonation of the alkaline earth metal hydroxide that constitutes the heat generating material cannot be completely suppressed. The carbonation of the heat generating material in the reaction vessel proceeds with time, and a sufficient calorific value cannot be secured. However, when the reaction vessel is detachably arranged around the engine or the waste gas path, each reaction vessel filled with a heat generating material can be replaced with a reaction vessel filled with a new heat generating material. Sufficient calorific value can be obtained.

本発明の加熱システムの反応容器をエンジン又は廃ガス経路の周囲に取り外し可能に配置した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which has arrange | positioned the reaction container of the heating system of this invention removably around an engine or a waste gas path | route. 図1に示す加熱システムの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the heating system shown in FIG. 本発明の加熱システムを前照灯の加熱に適用した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which applied the heating system of this invention to the heating of the headlamp. 本発明の加熱システムをフェンダーライナーの加熱に適用した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which applied the heating system of this invention to the heating of the fender liner. 本発明の加熱システムをステアリングの加熱に適用した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which applied the heating system of this invention to the heating of steering.

以下、本発明の加熱システムを更に詳しく説明する。本発明の加熱システムは、例えば車両の前照灯、バックライト、方向指示器、ヘッドライト、フェンダ、タイヤハウス、グリル、バンパー、ボンネット、ドア、ステアリング、シフトレバー、ダッシュボード、シート、ヘッドレスト、ドアトリム、触媒装置及びエンジンクーラントの加熱に適用することができる。   Hereinafter, the heating system of the present invention will be described in more detail. The heating system of the present invention includes, for example, a vehicle headlamp, a backlight, a direction indicator, a headlight, a fender, a tire house, a grill, a bumper, a bonnet, a door, a steering, a shift lever, a dashboard, a seat, a headrest, and a door trim. It can be applied to the heating of the catalyst device and the engine coolant.

本発明の加熱システムは、反復的に使用可能なアルカリ土類金属酸化物からなる発熱材料を用い、発熱材料を車両の廃熱を熱源として再生できるようにしたものである。アルカリ土類金属酸化物としては、CaO、SrO及びBaOを挙げることができ、これらの酸化物は、水と反応してそれぞれ水酸化物を生成し、その際、大きな熱エネルギーを発生する。例えばCaOが水と反応したとき、63.6kJ/molの水和反応熱を出し、SrOが水と反応した場合には、81.2kJ/molの水和反応熱を出し、BaOが水と反応したときには、105.4kJ/molの水和反応熱を放出して激しく反応する(1kJの熱量は、0℃、3gの氷を溶かすことができる。   The heating system of the present invention uses a heat generating material made of alkaline earth metal oxide that can be used repeatedly, and the heat generating material can be regenerated using the waste heat of the vehicle as a heat source. Examples of the alkaline earth metal oxide include CaO, SrO, and BaO. These oxides react with water to form hydroxides, respectively, and generate large thermal energy. For example, when CaO reacts with water, it generates a heat of hydration reaction of 63.6 kJ / mol. When SrO reacts with water, it generates a heat of hydration reaction of 81.2 kJ / mol, and BaO reacts with water. When this is done, it reacts violently by releasing heat of hydration reaction of 105.4 kJ / mol (the amount of heat of 1 kJ can melt 3 g of ice at 0 ° C.).

一方、これらのアルカリ土類金属酸化物の水和反応後の水酸化物の分解温度は、例えばCa(OH)2は480℃、Sr(OH)2は580℃、Ba(OH)2は730℃であり、加熱することにより、元の酸化物へと再生することができ、反復的に使用可能な発熱材料として用いることができる。本発明の加熱システムは、これら反復的に使用可能なアルカリ土類金属酸化物を発熱材料とし、その再生に車両の廃熱を熱源として利用したものである。   On the other hand, the decomposition temperature of the hydroxide after the hydration reaction of these alkaline earth metal oxides is, for example, 480 ° C. for Ca (OH) 2, 580 ° C. for Sr (OH) 2 and 730 for Ba (OH) 2. It can be regenerated to the original oxide by heating, and can be used as a heat generating material that can be used repeatedly. The heating system of the present invention uses these reusable alkaline earth metal oxides as a heat generating material, and uses the waste heat of the vehicle as a heat source for the regeneration.

車両の廃熱としては、エンジンやエンジンからの廃ガスを挙げることができる。従って、このシステムの反応系、具体的には後述する発熱材料を充填した反応容器をエンジン周りやエンジンからの廃ガスの経路周りに配置することで、エンジンやエンジンからの廃ガスの熱を水和反応後の水酸化物からなる発熱材料を再生させる熱源として利用することができるのである。   Examples of the waste heat of the vehicle include an engine and waste gas from the engine. Therefore, by disposing the reaction system of this system, specifically, a reaction vessel filled with a heat generating material, which will be described later, around the engine and around the path of the waste gas from the engine, the heat of the waste gas from the engine and the engine is cooled. It can be used as a heat source for regenerating the exothermic material composed of hydroxide after the sum reaction.

尚、発熱材料として使用するアルカリ土類金属酸化物としては、アルカリ土類金属酸化物の粉末の他、酸化物の粉末を粒状や板状にプレス成形した成形体を用いることもできる。また、発熱材料として使用する成形体は、水との接触面積を大きくして反応効率を高めるため、多孔質な構造とするのが望ましい。   In addition, as the alkaline earth metal oxide used as the heat generating material, in addition to the alkaline earth metal oxide powder, a molded body obtained by press molding the oxide powder into a granular shape or a plate shape can be used. In addition, it is desirable that the molded body used as the heat generating material has a porous structure in order to increase the contact area with water and increase the reaction efficiency.

本発明の加熱システムは、図1及び図2に示すように、上述した発熱材料12を充填した反応容器13と、前記発熱材料12を水和反応させる水を反応容器13に供給し、水和反応後の発熱材料12を再生することで生じる水を回収する水供給回収部14と、前記水の供給量を制御する制御弁15とからなる反応部11を有している。この反応部11は反応容器13内の発熱材料12と空気との接触を抑えるために反応部11の反応容器13に繋がる水供給回収部14及び制御弁15の経路は閉鎖され、空気が出入りできないようになっている。反応部11を閉鎖系として理由は、アルカリ土類金属酸化物の水和反応後の水酸化物は、空気中の二酸化炭素や炭酸ガスと反応して炭酸化される。例えばCa(OH)2の場合、炭酸化された炭酸カルシウムは、その分解熱が837℃であり、その分解は車両の廃熱では不可能である。アルカリ土類金属の水酸化物の炭酸化が進行すれば、その分だけ加熱システムに使用できる発熱材料の量で減り、やがて必要な熱量が確保できず、加熱システムとして機能しないという事態を生じることになるからである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the heating system of the present invention supplies the reaction vessel 13 filled with the above-described exothermic material 12 and water for hydrating the exothermic material 12 to the reaction vessel 13 for hydration. It has the reaction part 11 which consists of the water supply collection | recovery part 14 which collect | recovers the water produced by reproducing | regenerating the heat-generating material 12 after reaction, and the control valve 15 which controls the supply amount of the said water. In order to suppress contact between the heat generating material 12 in the reaction vessel 13 and air, the reaction unit 11 closes the path of the water supply and recovery unit 14 and the control valve 15 connected to the reaction vessel 13 of the reaction unit 11, and air cannot enter and exit. It is like that. The reason why the reaction unit 11 is a closed system is that the hydroxide after the hydration reaction of the alkaline earth metal oxide reacts with carbon dioxide or carbon dioxide in the air and is carbonated. For example, in the case of Ca (OH) 2, carbonated calcium carbonate has a heat of decomposition of 837 ° C. and cannot be decomposed by the waste heat of the vehicle. If the alkaline earth metal hydroxide carbonation progresses, the amount of heat-generating material that can be used in the heating system will be reduced by that amount, and eventually the necessary amount of heat will not be secured and the system will not function as a heating system. Because it becomes.

また反応部11の反応容器13内には不活性ガス又は窒素ガスが充填された形態を採ることもできる。この場合、発熱材料を構成するアルカリ土類金属の水酸化物と二酸化炭素や炭酸ガスとの接触がより効果的に抑制することができ、水酸化物の炭酸化をより一層低減することができる。   Moreover, the inside of the reaction vessel 13 of the reaction unit 11 may be filled with an inert gas or nitrogen gas. In this case, the contact between the alkaline earth metal hydroxide constituting the heat generating material and carbon dioxide or carbon dioxide can be more effectively suppressed, and the carbonation of the hydroxide can be further reduced. .

反応容器13の大きさや形状、素材は特に限定されず、要求される熱量の大きさ、すなわち発熱材料の量、発熱材料を再生させる熱源とするエンジンやエンジンからの廃ガスの経路周りのスペースの大きさや形状、該反応容器12を固定する部品の形状などに合わせて適宜決定すれば良い。図1及び図2に示す反応容器13の場合、エンジンからの廃ガス経路16、すなわちフロントパイプが繋がるアウタシェル近傍のパイプの外周に取り外し可能に嵌め込むことができるよう筒状の容器とした。また、容器の材質には、発熱材料の発熱ハン反応による高温に晒されても破損したり、変質したりしない金属、オーステナイト系ステンレス鋼などを用いることができる。尚、EV車の場合、車両からの廃熱としては、モータやバッテリーからの廃熱であるが、その廃熱だけでは再生のための熱源としては不十分であることから、補償用の熱源としてヒータを併用することができる。   The size, shape, and material of the reaction vessel 13 are not particularly limited, and the required amount of heat, that is, the amount of heat generating material, the engine as a heat source for regenerating the heat generating material, and the space around the path of waste gas from the engine. What is necessary is just to determine suitably according to a magnitude | size, a shape, the shape of the components which fix this reaction container 12, etc. In the case of the reaction vessel 13 shown in FIG. 1 and FIG. 2, a cylindrical vessel is used so that it can be removably fitted to the outer periphery of the exhaust gas path 16 from the engine, that is, the pipe near the outer shell to which the front pipe is connected. Further, as the material of the container, a metal that does not break or deteriorate even when exposed to a high temperature due to an exothermic Han reaction of the exothermic material, austenitic stainless steel, or the like can be used. In the case of EV cars, the waste heat from the vehicle is waste heat from the motor or battery, but the waste heat alone is not sufficient as a heat source for regeneration. A heater can be used in combination.

この反応容器13には、反応容器13内に充填される発熱材料12を水和反応させる水を供給し、水和反応後の発熱材料12を再生することで生じる水を回収する水供給回収部14(水タンク)に循環パイプ14aを通じて接続されている。図示の例の場合、水供給回収部14(水タンク)、並びに水供給回収部14(水タンク)から反応容器13に繋がる循環パイプ14a外周は、面状発熱体(図示しない)でカバーされており、冬季の冷気によっても水が凍結しないようになっている。   The reaction vessel 13 is supplied with water for hydrating the exothermic material 12 filled in the reaction vessel 13 and recovers water generated by regenerating the exothermic material 12 after the hydration reaction. 14 (water tank) is connected through a circulation pipe 14a. In the case of the illustrated example, the outer periphery of the water supply / recovery unit 14 (water tank) and the circulation pipe 14a connected from the water supply / recovery unit 14 (water tank) to the reaction vessel 13 is covered with a planar heating element (not shown). The water is not frozen by the cold air in winter.

また、水供給回収部14(水タンク)から反応容器13に繋がる循環パイプ14aには制御弁15が配置されており、反応容器13に供給される水量が制御されている。反応容器13内には熱電対(図示しない)が配置されており、この熱電対(図示しない)によって測定された温度に応じて制御弁15が開閉し、前記反応容器13に供給される水量が調整されるようになっている。   In addition, a control valve 15 is disposed in a circulation pipe 14 a connected from the water supply / recovery unit 14 (water tank) to the reaction vessel 13, and the amount of water supplied to the reaction vessel 13 is controlled. A thermocouple (not shown) is disposed in the reaction vessel 13. The control valve 15 opens and closes according to the temperature measured by the thermocouple (not shown), and the amount of water supplied to the reaction vessel 13 is reduced. It has come to be adjusted.

また、閉鎖反応部の反応容器13の外周面には熱媒体Mを収める熱媒体収納部17が外接されている。そして、反応容器13内に充填された発熱材料12が水供給回収部14(水タンク)から供給された水との接触により生じた水和反応による熱で熱媒体収納部17内の熱媒体Mが加熱されるようになっている。加熱された熱媒体Mは、加熱を必要とする車両部品を経由して循環するようになっている。図示の例では、熱媒体Mの循環系内にコンプレッサー18が配置されており、熱媒体Mを強制的に循環させるようになっている。   Further, a heat medium storage portion 17 for storing the heat medium M is circumscribed on the outer peripheral surface of the reaction vessel 13 in the closed reaction portion. Then, the heat generating material 12 filled in the reaction vessel 13 is heated by the hydration reaction caused by the contact with the water supplied from the water supply / recovery unit 14 (water tank). Is to be heated. The heated heat medium M circulates through vehicle parts that require heating. In the illustrated example, the compressor 18 is disposed in the circulation system of the heat medium M, and the heat medium M is forcibly circulated.

熱媒体Mとしては、水、アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの液状の熱媒体液、希ガス、アンモニア、フロン及び窒素ガスから選ばれる熱媒体ガスなどを用いることができる。車両用の熱媒体Mとしては、軽く、100℃を超える温度にも高温化することができ、しかも循環させ易いという点で窒素ガスなどの熱媒体ガスが好ましい。熱媒体Mを循環させる循環パイプ19には、折り曲げ自在であり、しかも高温に晒されても劣化しにくいものが望ましく、具体的には金属管、耐熱性の塩ビ管などを挙げることができる。またこの循環パイプには、その管周りを断熱材でカバーして断熱効果を高めたものが望ましい。   As the heat medium M, a liquid heat medium liquid such as water, alcohol, ethylene glycol, or propylene glycol, a heat medium gas selected from rare gas, ammonia, chlorofluorocarbon, and nitrogen gas can be used. As the vehicle heat medium M, a heat medium gas such as nitrogen gas is preferable because it is light, can be heated to a temperature exceeding 100 ° C., and is easily circulated. The circulation pipe 19 that circulates the heat medium M is desirably one that can be bent and that does not easily deteriorate even when exposed to high temperatures. Specific examples include a metal pipe and a heat-resistant PVC pipe. Further, it is desirable that the circulation pipe has a heat insulating effect enhanced by covering the periphery of the pipe with a heat insulating material.

この熱媒体Mを循環させて急速加熱する車両部品としては、例えば車両の前照灯、バックライト、方向指示器、ヘッドライト、フェンダライナー、タイヤハウス、グリル、バンパー、ボンネット、ドア、ステアリング、シフトレバー、ダッシュボード、シート、ヘッドレスト、ドアトリム、触媒装置及びエンジンクーラントのなどを挙げることができる。以下、本発明の加熱システムを適用した車両の前照灯(図3)、フェンダライナー(図4)及びステアリング(図5)について説明する。   Examples of vehicle parts that rapidly heat by circulating the heat medium M include vehicle headlamps, backlights, turn indicators, headlights, fender liners, tire houses, grills, bumpers, bonnets, doors, steering, and shifts. Examples include levers, dashboards, seats, headrests, door trims, catalyst devices, and engine coolants. Hereinafter, a vehicle headlamp (FIG. 3), a fender liner (FIG. 4), and a steering (FIG. 5) to which the heating system of the present invention is applied will be described.

図3に示す例では、前照灯21のウォッシャー液収納タンク22の外周に反応部11からの循環パイプ19(断熱材でカバーされていないもの)を巻き付け、循環パイプ19内を循環する熱媒体Mの熱でタンク22内のウォッシャー液を加熱するようになっている。そして、この加熱されたウォッシャー液によってウォッシャー液の噴出ノズル23、ワイパー24並びに前照灯21のレンズ部25が急速加熱され、前照灯21のレンズ部25に付着する雪や氷を速やかに取り除くことができるようになっている。   In the example shown in FIG. 3, the circulation pipe 19 (not covered with the heat insulating material) from the reaction unit 11 is wound around the outer periphery of the washer liquid storage tank 22 of the headlamp 21, and the heat medium is circulated in the circulation pipe 19. The washer liquid in the tank 22 is heated by the heat of M. The heated washer liquid rapidly heats the washer liquid ejection nozzle 23, the wiper 24, and the lens portion 25 of the headlamp 21 to quickly remove snow and ice adhering to the lens section 25 of the headlamp 21. Be able to.

図4に示す例では、フェンダーライナー31の内周面に貼り合わされる不織布からなるシンサレート32内に反応部11からの循環パイプ19(断熱材でカバーされていないもの)が折り返すように配置されており、循環パイプ19内を循環する熱媒体Mの熱でシンサレート32を加熱するようになっている。そして、この加熱されたシンサレート32によってフェンダーライナー31が急速加熱され、フェンダーライナー31に付着する雪や氷を速やかに取り除くことができるようになっている。   In the example shown in FIG. 4, the circulation pipe 19 (not covered with the heat insulating material) from the reaction unit 11 is disposed so as to be folded back in a thin synthesizer 32 made of a nonwoven fabric bonded to the inner peripheral surface of the fender liner 31. The heat sink M is heated by the heat of the heat medium M circulating in the circulation pipe 19. Then, the fender liner 31 is rapidly heated by the heated thinsulate 32 so that snow and ice adhering to the fender liner 31 can be quickly removed.

図5に示す例では、ステアリング41内に反応部11からの循環パイプ19(断熱材でカバーされていないもの)が配置されており、循環パイプ19内を循環する熱媒体Mの熱で冷え切ったステアリング41を急速加熱されるようになっている。   In the example shown in FIG. 5, a circulation pipe 19 (not covered with a heat insulating material) from the reaction unit 11 is arranged in the steering 41, and is cooled by the heat of the heat medium M circulating in the circulation pipe 19. The steering 41 is heated rapidly.

尚、本発明は、「特許請求の範囲」に記載された範囲で自由に変更して実施することができる。   In addition, this invention can be freely changed and implemented in the range described in “Claims”.

本発明は、例えば車両の前照灯、バックライト、方向指示器、ヘッドライト、フェンダ、タイヤハウス、グリル、バンパー、ボンネット、ドア、ステアリング、シフトレバー、ダッシュボード、シート、ヘッドレスト、ドアトリム、触媒装置及びエンジンクーラントのなどの急速加熱手段として産業上利用可能である。   The present invention includes, for example, a vehicle headlamp, a backlight, a direction indicator, a headlight, a fender, a tire house, a grill, a bumper, a door, a steering, a shift lever, a dashboard, a seat, a headrest, a door trim, and a catalyst device. And can be used industrially as a rapid heating means such as engine coolant.

発熱材料 ・・・12
反応容器 ・・・13
水供給回収部 ・・・14
制御弁 ・・・15
廃ガス経路 ・・・16
熱媒体収納部 ・・・17
水 ・・・W
熱媒体 ・・・M
Heat-generating material ... 12
Reaction vessel ... 13
Water supply / recovery unit ・ ・ ・ 14
Control valve 15
Waste gas route ・ ・ ・ 16
Heat medium storage part ・ ・ ・ 17
Water ... W
Heat medium ・ ・ ・ M

Claims (6)

反復的に使用可能なアルカリ土類金属酸化物からなる発熱材料を用い、該発熱材料を車両の廃熱を熱源として再生できるようにした車両用加熱システムにおいて、
前記発熱材料を充填した反応容器と、
前記発熱材料を水和反応させる水を反応容器に供給し、水和反応後の発熱材料を再生することで生じる水を回収する水供給回収部と、
前記水の供給量を制御する制御弁と、
からなる閉鎖反応部と、
前記閉鎖反応部の反応容器の外周面には加熱を必要とする車両部品を経由して循環する熱媒体を収める熱媒体収納部が外接されており、前記発熱材料の水和反応によって生じた熱で熱媒体収納部内の熱媒体が加熱されるようになっていることを特徴とする車両用加熱システム。
In a vehicle heating system that uses a heat-generating material composed of an alkaline earth metal oxide that can be used repeatedly, and that can regenerate the heat-generating material using waste heat from the vehicle as a heat source,
A reaction vessel filled with the exothermic material;
A water supply / recovery unit for supplying water for hydrating the exothermic material to a reaction vessel and recovering water generated by regenerating the exothermic material after the hydration reaction;
A control valve for controlling the amount of water supplied;
A closed reaction part consisting of
The outer peripheral surface of the reaction vessel of the closed reaction portion is circumscribed by a heat medium storage portion for storing a heat medium that circulates through vehicle parts that require heating, and heat generated by the hydration reaction of the heat generating material. The vehicle heating system is characterized in that the heat medium in the heat medium storage section is heated.
閉鎖反応部の反応容器がエンジン又は廃ガス経路の周囲に取り外し可能に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用加熱システム。   The vehicle heating system according to claim 1, wherein the reaction vessel of the closed reaction unit is detachably disposed around the engine or the waste gas path. 閉鎖反応部の反応容器内に不活性ガス又は窒素ガスが充填されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用加熱システム。   The vehicle heating system according to claim 1 or 2, wherein a reaction container of the closed reaction part is filled with an inert gas or a nitrogen gas. 反応容器内には熱電対が配置されており、前記熱電対によって測定された温度に応じて制御弁が開閉し前記反応容器に供給される水量が調整されるようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用加熱システム。   A thermocouple is disposed in the reaction vessel, and a control valve opens and closes according to the temperature measured by the thermocouple to adjust the amount of water supplied to the reaction vessel. Item 4. The vehicle heating system according to any one of Items 1 to 3. 熱媒体が、希ガス、アンモニア、フロン及び窒素ガスから選ばれる熱媒体ガスであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用加熱システム。   The vehicle heating system according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat medium is a heat medium gas selected from rare gas, ammonia, Freon, and nitrogen gas. 車両部品が、前照灯、バックライト、方向指示器、ヘッドライト、フェンダライナー、タイヤハウス、グリル、バンパー、ボンネット、ドア、ステアリング、シフトレバー、ダッシュボード、シート、ヘッドレスト、ドアトリム、触媒装置及びエンジンクーラントの中から選ばれるいずれか1種若しくは2種以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用加熱システム。   Vehicle parts include headlamps, backlights, turn indicators, headlights, fender liners, tire houses, grills, bumpers, bonnets, doors, steering, shift levers, dashboards, seats, headrests, door trims, catalytic devices and engines. The vehicle heating system according to any one of claims 1 to 5, wherein the vehicle heating system is one or more selected from among coolants.
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WO2016043224A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 国立研究開発法人科学技術振興機構 Chemical heat pump, chemical heat storage system, power generation system, hydrogen production system, heat transport system, chemical heat storage container
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