JP5040891B2 - 車両用蓄熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排熱を回収、蓄熱して、加熱を必要とする部位に利用する車両用蓄熱装置に関するものである。

従来、車両燃費の改善を図る、あるいは車両始動直後にすぐさま冷暖房効果を得る方法として、車両走行中に発生する車両エンジンの排熱を活用する（排熱を回収、蓄熱する）技術が知られている。

まず、排熱を回収する技術として、特許文献１が知られている。特許文献１に記載の排熱回収装置は、蒸発部および凝縮部を有するヒートパイプを備えており、エンジンの排気熱をヒートパイプによってエンジン冷却水に輸送（回収）し、エンジン冷却水を積極的に加熱することで、エンジン始動時の暖機時間の短縮を図ると共に、暖房等に必要な熱エネルギを補うようにしている。

次に、排熱を蓄熱する技術として特許文献２が知られている。特許文献２に記載の車両用内燃機関の冷却系装置は、エンジン冷却水回路に蓄熱タンクが設けられており、この蓄熱タンクにエンジンから流出された冷却水が貯留されることで、蓄熱（顕熱蓄熱）されるようになっている。そして、エンジン始動直後において、エンジンを暖機する場合は蓄熱タンク内の冷却水をエンジン側にのみ流し、また、即効暖房をする場合は蓄熱タンク内の冷却水をヒータコア側のみに流すようにしている。

ここで、上記特許文献２の顕熱蓄熱に対して、化学蓄熱材を用いた冷凍システムが特許文献３に示されている。この冷凍システムでは、反応器内に化学蓄熱材が充填されており、エンジンの排気熱が熱輸送部（高温側供給熱交換器、熱交換用パイプ、および高温側熱交換器）を介して化学蓄熱材に供給可能となっている。また、反応器は、凝縮器用接続パイプによって凝縮器に接続され、更に蒸発器用接続パイプによって蒸発器に接続されている。

この冷凍システムでは、排気熱が熱輸送部によって化学蓄熱材に供給されることにより、化学蓄熱材に蓄熱（化学蓄熱）され、更にその熱が凝縮器用接続パイプを介して凝縮器に輸送されることで、凝縮器からの放熱を可能としている。また、蒸発器で吸熱した熱を、蒸発器用接続パイプを介して反応器に輸送して蓄熱材に放熱することで、蒸発器での吸熱を可能としている。
特開２００６−２８４１４４号公報 特開平１０−７１８３７号公報 特開２００８−１１１５９２号公報

上記のように、特許文献１の排熱回収装置にはエンジン停止時の蓄熱機能がないため、長時間エンジンを停止したのち再度エンジンを始動した場合、エンジン、エンジン冷却水、補機類のオイル等の全てが外気温まで温度低下しているため、エンジン始動直後の排気熱の熱量だけでは暖機時間短縮に限界がある。逆に車両走行時のように、エンジン、エンジン冷却水、補機類のオイル等に充分な熱量が存在する場合においては、排気熱は回収されずそのまま外気に捨てられてしまうため、排気熱をより有効に利用するためには蓄熱装置が必要不可欠といえる。

よって、特許文献１の排熱回収装置に特許文献２を組み合わせることで、走行中の余分な熱を回収し、エンジン停止中にその熱を蓄熱し、さらに次のエンジン始動時に蓄熱した熱を利用することが可能となる。しかし、特許文献２のような顕熱蓄熱方式では蓄熱のエネルギ密度が小さいため、暖機等に必要な熱量を確保するためには装置の体格が非常に大きくなってしまうという問題点が挙げられる。また、時間の経過とともに温水から放熱が生じるため、長時間のエンジン停止における蓄熱の維持は難しい。

これに対して、特許文献３においては、化学蓄熱によって蓄熱をしており、反応物質の化学変化を利用して蓄熱するため、高いエネルギ密度の蓄熱の実現が可能となる。しかし、このような化学蓄熱材は、一般的にエンジン冷却水等の温度帯である１００℃付近の温度では化学反応が得られず蓄熱できない。よって蓄熱をするためには、エンジンの排気熱を利用しなければならなくなるが、化学蓄熱材の温度があまりにも高温になりすぎると今度は化学蓄熱材の特性が劣化してしまう。エンジンの排気熱温度は走行負荷によって大きく変化し、最大１０００℃付近まで温度が上昇する可能性がある。化学蓄熱材がこのような温度になると、反応性が著しく低下するため、基本的には排気管の外側に設けられる熱輸送部（高温側供給熱交換器、熱交換用パイプ、および高温側熱交換器等）が必要となる。しかし、このような構成では化学蓄熱材に排気熱を伝えるための熱交換効率が悪い。さらに、最大１０００℃付近まで上昇する温度に耐えうる熱輸送部が必要となり、耐久性や安全性などの大きな問題を抱えている。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、簡素な構成で効果的な蓄熱を可能とすると共に、適切な温度維持を可能として排熱を有効に利用できる車両用蓄熱装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、車両用蓄熱装置において、車両の内燃機関（１０）から排出される排気ガスが流通する排気管（１１）内に配設されて、内部が２つの空間（１０１、１０２）に分割されて、一方の空間（１０１）に化学蓄熱材（１１１）が設けられて蓄熱部（１１０Ａ）を形成し、他方の空間（１０２）に冷媒（１１２）が入れられて熱輸送部（１１０Ｂ）を形成すると共に、外部を排気ガスが通過するようにした熱生成部（１１０）と、
排気管（１１）の外側に配設されて、化学蓄熱材（１１１）と反応する反応媒体（１２２）が内部に入れられると共に、所定の外部熱源からの熱を反応媒体（１２２）に回収する冷熱回収熱交換器（１２３）が設けられた冷熱回収部（１２０）と、
蓄熱部（１１０Ａ）と冷熱回収部（１２０）とを連通接続する第１配管（１３０）と、
第１配管（１３０）を開閉する第１開閉部（１３１）と、
排気管（１１）の外側に配設されて、２つの第２配管（１５１、１５２）によって熱輸送部（１１０Ｂ）と連通接続され、冷媒（１１２）の熱を所定の加熱対象へ回収する温熱回収熱交換器（１４３）が設けられた温熱回収部（１４０）と、
２つの第２配管（１５１、１５２）のうち少なくとも一方（１５２）を開閉する第２開閉部（１５３）とを備えることを特徴としている。

これにより、まず、内燃機関（１０）の始動時で、排気ガスの温度が充分に上昇していない時に、第１開閉部（１３１）および第２開閉部（１５３）を開くことで、冷熱回収部（１２０）内における気体状態（蒸気）の反応媒体（１２２）を、第１配管（１３０）を介して蓄熱部（１１０Ａ）の化学蓄熱材（１１１）に供給することができ、反応媒体（１２２）の収着作用によって化学蓄熱材（１１１）から熱を発生させることができる。そして、この熱によって隣接する熱輸送部（１１０Ｂ）内の冷媒（１１２）を加熱して蒸発させることができ、蒸気となった冷媒（１１２）を第２配管（１５１）の他方（１５１）を介して温熱回収部（１４０）に供給できる。温熱回収部（１４０）では、蒸気の熱を温熱回収熱交換器（１４３）によって加熱対象に回収することができ、加熱対象を積極的に加熱することができる（始動時暖機）。そして、熱回収された冷媒（１１２）は凝縮して、第２配管（１５０）の一方（１５２）を介して熱輸送部（１１０Ｂ）に還流することになり、蓄熱部（１１０Ａ）→熱輸送部（１１０Ｂ）→温熱回収部（１４０）→温熱回収熱交換器（１４３）→加熱対象への熱移動（始動時暖機）を繰り返すことができる。

次に、加熱対象が充分に加熱された後に、第１開閉部（１３０）を開状態としておき、第２開閉部（１５３）を閉じると、熱輸送部（１１０Ｂ）内の冷媒（１１２）は、内燃機関（１０）始動後に温度上昇した排気ガスの熱によって加熱され蒸気となって第２配管（１５０）の他方（１５１）から温熱回収部（１４０）内に流入していく。しかしながら、第２開閉部（１５３）を閉じるようにすることで、温熱回収部（１４０）から熱輸送部（１１０Ｂ）への冷媒の還流を阻止することができ（ドライアウト）、加熱対象への熱回収を停止させることができる。また、排気ガスの熱によって、蓄熱部（１１０Ａ）内の化学蓄熱材（１１１）が加熱されることになるので、反応媒体（１２２）を化学蓄熱材（１１１）から離脱させることができ、蒸気となった反応媒体（１２２）を第１配管（１３０）を介して冷熱回収部（１２０）へ送ることができる。冷熱回収部（１２０）へ送られた反応媒体（１２２）は、自身の熱を冷熱回収熱交換器（１２３）側に放出することで凝縮する。更に、第１開閉部（１３０）を閉じることで、冷熱回収部（１２０）から蓄熱部（１１０Ａ）への反応媒体（１２２）の流入を阻止して、蓄熱部（１１０Ａ）内の化学蓄熱材（１１１）に対して反応媒体（１２２）の離脱した状態（蓄熱状態）を維持することができる。

次に、排気ガスの熱によって蓄熱部（１１０Ａ）が更に過熱されて、化学蓄熱材（１１１）の温度が、反応媒体（１２２）を離脱させる温度よりも高くなると、第２配管（１５０）の第２開閉部（１５３）を開状態とすることで、温熱回収部（１４０）内の冷媒（１１２）を熱輸送部（１１０Ｂ）に還流させて、熱輸送部（１１０Ｂ）においてこの冷媒（１１２）を排ガスの熱で蒸発させることができる。蒸発された冷媒は、第２配管（１５０）の他方（１５１）を介して温熱回収部（１４０）に流入し、その熱は温熱回収熱交換器（１４３）によって加熱対象に回収される。このように、熱輸送部（１１０Ｂ）において冷媒（１１２）が蒸発することで、気化熱が奪われ、熱輸送部（１１０Ｂ）は温度低下し、隣接する蓄熱部（１１０Ａ）、つまり化学蓄熱材（１１１）を冷却することができる。蓄熱部（１１０Ａ）を冷却した後は、再び第２開閉部（１５３）を閉じることで、加熱対象への熱移動が停止される。よって、蓄熱部（１１０Ａ）の温度に応じて、上記のように第２開閉部（１５３）の開状態および閉状態の形成を繰り返すことで、蓄熱部（１１０Ａ）を適温に維持することができる。

次に、内燃機関（１０）が停止した後は、第１開閉部（１３１）および第２開閉部（１５３）を共に閉じることで、蓄熱部（１１０Ａ）における化学蓄熱材（１１１）の蓄熱状態（反応媒体の離脱した状態）を維持することができ、また、熱輸送部（１１０Ｂ）、温熱回収部（１４０）および加熱対象間の熱移動を停止させることができる。蓄熱部（１１０Ａ）で蓄熱状態とされた化学蓄熱材（１１１）は、次回の内燃機関（１０）の始動時に、第１開閉部（１３１）が開かれて冷熱回収部（１２０）から反応媒体（１２２）が供給されると、反応媒体（１２２）の収着作用によって確実に発熱作用を果たすことができる。

このように、本車両用蓄熱装置（１００）においては、簡素な構成で効果的な蓄熱を可能とすると共に、適切な温度維持を可能として、加熱対象に対する有効な排熱利用が可能となる。

請求項２に記載の発明では、車両の室内空調用の蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）を備え、
外部熱源は、蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の高圧側の冷媒であり、
高圧側の冷媒は、冷熱回収熱交換器（１２３）内を流通可能となるようにしたことを特徴としている。

これにより、外部熱源を容易に設定することができる。ここで、冷熱回収部（１２０）から気体状態の反応媒体（１２２）が、蓄熱部（１１０Ａ）内の化学蓄熱材（１１１）に収着されることで、反応媒体（１２２）の蒸発が促進されるが、この時の蒸発潜熱によって反応媒体（１２２）は冷却されることになる。すると、反応媒体（１２２）の蒸気圧も低下して、化学蓄熱材（１１１）への収着速度が低下してしまう。よって、蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の高圧側の冷媒を冷熱回収熱交換器（１２３）に流通させることで、反応媒体（１２２）を積極的に加熱して蒸発を促進させることができ、化学蓄熱材（１１１）への収着速度の低下を防止することができるのである。

また、蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）においては、高圧側の冷媒が冷却されることになるので、サイクルの効率を向上させることができる。

請求項３に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の冷媒通路において、凝縮器（２２０）と膨張弁（２３０）との間に三方弁（２５０）が設けられており、
凝縮器（２２０）および膨張弁（２３０）に対して非接続側となる三方弁（２５０）の接続部（ｂ）は、高圧側の冷媒が流入する冷熱回収熱交換器（１２３）の入口側と接続され、
高圧側の冷媒が流出する冷熱回収熱交換器（１２３）の出口側は、冷媒通路の三方弁（２５０）と膨張弁（２３０）との間に接続されたことを特徴としている。

これにより、三方弁（２５０）の開閉状態を調節することで、必要に応じて気圧縮式冷凍サイクル（２００）の高圧側の冷媒を外部熱源として活用することができる。

請求項４に記載の発明では、反応媒体（１２２）は、冷媒（１１２）と同一物質であり、
第１開閉部（１３１）は、第１配管用三方弁（１３２）であり、
冷熱回収部（１２０）の内部と、温熱回収部（１４０）の内部とを接続する第３配管（１６０）と、
第３配管（１６０）を開閉する第３開閉部（１６１）と、
蓄熱部（１１０Ａ）および冷熱回収部（１２０）に対して非接続側となる第１配管用三方弁（１３２）の接続部（ｅ）と２つの第２配管（１５０）の他方（１５１）とを接続する接続配管（１７０）とを備えることを特徴としている。

これにより、内燃機関（１０）の始動時で外気温度が低い場合でも、化学蓄熱材（１１１）の収着速度を向上させて、加熱対象を積極的に加熱することができる。

即ち、第３開閉部（１６１）および第２開閉部（１５３）を開状態とすることで、冷熱回収部（１２０）内の冷媒（１１２）を温熱回収部（１４０）→第２配管（１５０）を介して、熱輸送部（１１０Ｂ）に供給できる。また、第１配管用三方弁（１３２）の調節によって、第１配管（１３０）の蓄熱部（１１０Ａ）と冷熱回収部（１２０）との間を閉状態とすることで、蓄熱部（１１０Ａ）と冷熱回収部（１２０）との間を遮断できる。更に、第１配管三方弁（１３２）の調節によって、第１配管（１３０）と接続配管（１７０）との間を開状態とすることで、蓄熱部（１１０Ａ）、温熱回収部（１４０）、および熱輸送部（１１０Ｂ）の間を連通させることができる。

よって、熱輸送部（１１０Ｂ）から気体状態の冷媒（１１２）が、第２配管（１５０）→接続配管（１７０）→第１配管（１３０）を介して蓄熱部（１１０Ａ）の化学蓄熱材（１１１）に収着されて、化学蓄熱材（１１１）から熱を発生させることができる。発生した熱によって、隣接する熱輸送部（１１０Ｂ）内の冷媒（１１２）が加熱されることになり、冷媒（１１２）の蒸発を促進させることができ、更に、冷媒（１１２）の蒸気圧が上昇して、化学蓄熱材（１１１）の収着速度を向上させることができる。

そして、熱輸送部（１１０Ｂ）で蒸発した冷媒の一部を第２配管（１５０）の他方（１５１）を介して温熱回収部（１４０）に供給することができ、温熱回収部（１４０）では、蒸気の熱を温熱回収熱交換器（１４３）によって加熱対象に回収することができ、加熱対象を積極的に加熱することができるのである。

この場合、加熱対象に回収される熱量は、（化学蓄熱材（１１１）の収着により生ずる熱量−冷媒（１１２）の蒸発潜熱量）となる。

請求項５に記載の発明では、反応媒体（１２２）の熱を外気に放出する、あるいは冷媒（１１２）の熱を外気に放出する放熱器（１８０）を備え、
放熱器（１８０）は、冷熱回収熱交換器（１２３）、あるいは温熱回収熱交換器（１４３）に接続されたことを特徴としている。

これにより、排気ガスの熱によって蓄熱部（１１０Ａ）における化学蓄熱材（１１１）から反応媒体（１２２）を離脱させて蓄熱状態を維持する際に、離脱された反応媒体（１２２）の熱を冷熱回収部（１２０）から放熱器（１８０）によって外気に放出することができる。つまり、外部熱源に熱を与えてしまうことを防止できる。

また、温熱回収部（１４０）から加熱対象に対して熱を供給したくない場合に、その熱を放熱器（１８０）から外気に放出することができる。

請求項６に記載の発明のように、化学蓄熱材（１１１）と反応媒体（１２２）との反応は、下記のいずれかを用いることで、容易且つ安価に対応できる。

請求項７に記載の発明では、加熱対象は、内燃機関（１０）を冷却する冷却水であることを特徴としている。

これにより、内燃機関（１０）の暖機性能向上、あるいは冷却水を熱源とする場合の暖房機の性能を向上させることができる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図３を用いて説明する。第１実施形態における車両用蓄熱装置１００Ａは、車両用エンジン（以下、エンジン）１０の排熱（ここでは排気ガスの熱）を効果的に蓄熱すると共に、その熱を毎回のエンジン１０始動時に加熱対象（ここではエンジン冷却水であり、以下、冷却水）に回収するようにしたものである。図１は車両用蓄熱装置１００Ａの全体構成を示す構成図、図２は車両用蓄熱装置１００Ａが実行する各種モードを時系列的に示す説明図、図３は車両用蓄熱装置１００Ａの作動状態を示すタイムチャートである。

車両用蓄熱装置１００Ａは、熱生成部１１０、冷熱回収部１２０、第１配管１３０、第１バルブ１３１、温熱回収部１４０、第２配管１５０、第２バルブ１５３、および制御部１９０を備えている。

熱生成部１１０は、内部が第１空間１０１と第２空間１０２との２つの空間に仕切られて形成された熱交換器であり、エンジン１０の排気管１１内に配設されている。そして、熱生成部１１０の外部を、排気管１１内を流通する排気ガスが通過できるようになっている。熱生成部１１０は、例えば並列配置されて互いに連通する複数のチューブと、これらチューブの間に介在されるフィンとを備え、互いに連通するチューブ内の全体空間が仕切り部材によって２つ（第１空間１０１、第２空間１０２）に仕切られるようにして形成することができる。熱生成部１１０は、例えば耐熱性に優れるステンレス材から形成される。排気ガスはチューブの外表面とフィン部を通過することができる。

熱生成部１１０の第１空間１０１内には、化学蓄熱材（以下、蓄熱材）１１１が充填されており、この蓄熱材１１１を備える部位（第１空間１０１側の部位）が蓄熱部１１０Ａを形成している。蓄熱材１１１は、後述する反応媒体１２２との化学反応によって発熱、あるいは蓄熱を可能とするものであり、例えば、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ナトリウム（Ｎａ）等を用いることができる。

蓄熱部１１０Ａには、蓄熱部１１０Ａ内部の温度を検出する温度センサ１９１が設けられており、この温度センサ１９１によって検出される温度信号は後述する制御部１９０に出力されるようになっている。また、蓄熱部１１０Ａには、蓄熱部１１０Ａ内部の圧力を検出する圧力センサ１９２が設けられており、この圧力センサ１９２によって検出される圧力信号は後述する制御部１９０に出力されるようになっている。

そして、熱生成部１１０の第２空間１０２内には、所定量の冷媒１１２が封入されており、この冷媒１１２を備える部位（第２空間１０２側の部位）が熱輸送部１１０Ｂを形成している。冷媒１１２は、ここでは水を使用している。冷媒１１２は、水の他にアルコール、フロロカーボン、フロン等としても良い。

冷熱回収部１２０は、所定容量の内部空間を形成する容器体１２１内に所定量の反応媒体１２２が封入されると共に、車両において発熱を伴う外部熱源（例えば冷凍サイクル、電池、インバータ等）と反応媒体１２２との間で熱交換する冷熱回収熱交換器１２３が設けられて形成されており、排気管１１の外側に配置されている。

容器体１２１は、例えばステンレス材あるいは鉄材から成る密閉容器である。反応媒体１２２は、ここでは水を使用している。冷熱回収熱交換器１２３は、例えば外部熱源の熱が伝達された熱媒体が内部を流通して、この熱媒体によって反応媒体１２２を加熱するようにした熱交換器となっており、容器体１２１の内部に配設されている。尚、冷熱回収熱交換器１２３は、反応媒体１２２の温度が外部熱源の温度より高くなる場合は、反応媒体１２２の熱を外部熱源側に伝達することになる。

第１配管１３０は、排気管１１を貫通して蓄熱部１１０Ａ（第１空間１０１）と冷熱回収部１２０（容器体１２１内部）とを連通接続させる管部材である。貫通部においては、排気管１１と第１配管１３０との間で排気ガスが漏れないようにシールされている。第１配管１３０の一方の端部は、蓄熱部１１０Ａ内に挿入されて、蓄熱部１１０Ａの上側領域で開口しており、また第１配管１３０の他方の端部は、容器体１２１内に挿入されて、容器体１２１内の上方に向けて延設されており、反応媒体１２２の上面より更に上側で開口している。

そして、第１配管１３０によって連通される蓄熱部１１０Ａの内部、および冷熱回収部１２０の内部は、略真空状態となるように維持されている。水（反応媒体１２２）の沸点は、通常、一気圧で１００℃であるが、上記のように真空状態とされていることから、沸点は３０〜４０℃となる。

第１バルブ（第１開閉部）１３１は、第１配管１３０の内部通路を開閉する開閉手段であり、排気管１１の外側で、第１配管１３０の途中部位に設けられている。第１バルブ１３１は、制御部１９０によって開閉状態が制御されるようになっている。

温熱回収部１４０は、所定容量の内部空間を形成する容器体１４１内に、車両における加熱対象（ここではエンジン１０の冷却水としている）を加熱するための温熱回収熱交換器１４３が設けられて形成されており、排気管１１の外側に配置されている。

容器体１４１は、例えばステンレス材あるいは鉄材から成る密閉容器である。温熱回収熱交換器１４３は、エンジン１０の冷却水が内部を流通して、後述するように、熱輸送部１１０Ｂから第２配管１５０を介して流入する冷媒１１２によって冷却水を加熱するようにした熱交換器となっており、容器体１４１の内部に配設されている。

第２配管１５０は、排気管１１を貫通して熱輸送部１１０Ｂ（第２空間１０２）と温熱回収部１４０（容器体１４１内部）とを連通接続させる管部材であり、蒸気管１５１と液管１５２との２つの配管から成る。貫通部においては、排気管１１と第２配管１５０（蒸気管１５１、液管１５２）との間で排気ガスが漏れないようにシールされている。蒸気管１５１の一方の端部は、熱輸送部１１０Ｂ内に挿入されて、熱輸送部１１０Ｂの上側領域で開口しており、また蒸気管１５１の他方の端部は、容器体１４１内に挿入されて、容器体１４１内の上方に向けて延設されており、容器体１４１内に流入する冷媒１１２の上面より更に上側で開口している。また、液管１５２の一方の端部は、熱輸送部１１０Ｂ内に挿入されて、第２空間１０２の中央部に向けて延設されており、冷媒１１２の上面より上側で開口している。

そして、第２配管１５０によって連通される熱輸送部１１０Ｂの内部、および温熱回収部１４０の内部は、略真空状態となるように維持されている。水（冷媒１１２）の沸点は、通常、一気圧で１００℃であるが、上記のように真空状態とされていることから、沸点は３０〜４０℃となる。

第２バルブ（第２開閉部）１５３は、第２配管１５０の２つの配管、即ち蒸気管１５１および液管１５２のうち、少なくとも一方の内部通路を開閉する開閉手段であり、ここでは液管１５２の途中部位で、排気管１１の外側に設けられている。第２バルブ１５３は、制御部１９０によって開閉状態が制御されるようになっている。

制御部１９０は、温度センサ１９１からの温度信号、圧力センサ１９２からの圧力信号、エンジン１０の始動信号、およびエンジン１０の停止信号が入力されて、これら信号に基づいて第１バルブ１３１、第２バルブ１５３の開閉状態を制御する制御手段である。

次に、上記構成に基づく車両用蓄熱装置１００Ａの作動について説明する。制御部１９０は、図２に示すように、エンジン１０の始動から停止の間（走行時）に放熱モード、蓄熱モード、および温度調節モードを実行すると共に、次回始動に至る間（停止時）に蓄熱状態維持モードを実行するようになっている。以下、各モードについて図３を加えて詳細に説明する。

１．放熱モード
制御部１９０は、エンジン１０が始動されると、第１バルブ１３１を開状態とする（図３のア）。また、第２バルブ１５３についても開状態とする（図３のイ）。ここでは第２バルブ１５３に対して所定時間の開状態を繰り返す（開閉繰り返しする）ようにしているが、連続的に開状態とするようにしても良い。エンジン始動時においては、まだ、排気ガスの温度は充分に上昇していない状態にある。

第１バルブ１３１を開状態とすることで、冷熱回収部１２０において冷熱回収熱交換器１２３によって加熱されて蒸気となった反応媒体１２２は、その蒸気圧力によって第１配管１３０を通り蓄熱部１１０Ａに流入する。すると、反応媒体１２２の収着作用によって蓄熱材１１１から熱が発生する。この反応は、以下の化学式３、あるいは化学式４における左辺から右辺への反応として示すことができる。化学式３は蓄熱材１２２がカルシウム（Ｃａ）の場合、化学式４は蓄熱材１２２がマグネシウム（Ｍｇ）の場合を示すものである。

すると、蓄熱材１１１の化学反応によって発生した熱によって、隣接する熱輸送部１１０Ｂ内の冷媒１１２が加熱されて、蒸発していく。蒸気となった冷媒１１２は第２空間１０２内を上昇して、蒸気管１５１（２つの配管の他方）を通り、温熱回収部１４０内に至る。温熱回収部１４０では、冷媒１１２の蒸気の熱が温熱回収熱交換器１４３によって加熱対象である冷却水に回収される。つまり、温熱回収熱交換器１４３によって冷媒１１２の蒸気の熱が冷却水に伝達され、冷却水が積極的に加熱されることになる（始動時暖機）。

冷却水を加熱した冷媒１１２は、凝縮して、液管１５３（２つの配管の一方）を通り熱輸送部１１０Ｂ内に還流する。以下、蓄熱材１１１の発熱により、蓄熱部１１０Ａ→熱輸送部１１０Ｂ→温熱回収部１４０→温熱回収熱交換器１４３→冷却水（加熱対象）への熱移動（始動時暖機）が繰り返されることになる。

制御部１９０は、本放熱モード開始からの経過時間、温度センサ１９１の温度信号、および圧力センサ１９２の圧力信号の少なくとも１つを基にして、蓄熱材１１１に反応媒体１２２が収着する反応が充分に進んだ（例えば１００％レベル）と判断すると（図３のウ）、第１バルブ１３１および第２バルブ１５３を閉状態とする（図３のエ、オ）。両バルブ１３１、１５３を閉状態とすることで、蓄熱材１１１に対する反応媒体１２２の供給が停止され、また、温熱回収部１４０からの凝縮した冷媒１１２の還流が停止され、熱輸送部１１０Ｂ内の液化冷媒１１２が減少していく。

２．蓄熱モード
上記放熱モードを実行するなかで、経過時間と共に排気ガスの温度が上昇していき、制御部１９０は、温度センサ１９１の温度信号より、蓄熱部１１０Ａの温度が所定の温度まで上昇すると、第１バルブ１３１を開状態にし（図３のカ）、第２バルブ１５３を閉状態とする（図３のキ）。この時点では、排気ガスの温度が充分に上昇した状態にある。

第１バルブ１３１を開状態とすることで、蓄熱部１１０Ａにおいては排気ガスの熱によって蓄熱材１１１に収着された反応媒体１２２が離脱されることになる。この反応は、上記で説明した数式３、あるいは数式４における右辺から左辺への反応として示すことができる。離脱された反応媒体１２２は、第１配管１３０を上昇して、冷熱回収部１２０内に至る。この時、反応媒体１２２の熱は冷熱回収熱交換器１２３によって外部に放出されることになり、反応媒体１２２は凝縮して冷熱回収部１２０に溜められていく。

制御部１９０は、本蓄熱モード開始からの経過時間、温度センサ１９１の温度信号、および圧力センサ１９２の圧力信号の少なくとも１つを基にして、蓄熱材１１１に反応媒体１２２が離脱する反応が充分に進んだ（例えば０％レベル）と判断すると（図３のク）、第１バルブ１３１を閉状態とする（図３のケ）。第１バルブ１３１を閉状態とすることで、冷熱回収部１２０から蓄熱部１１０Ａへの反応媒体１２２の流入が阻止されて、蓄熱材１１１の蓄熱状態（反応媒体１１１が離脱された状態）が維持される。

また、第２バルブ１５３が閉状態とされていることから、温熱回収部１４０から熱輸送部１１０Ｂへの冷媒１１２の還流が阻止されており、熱輸送部１１０Ｂにおいては、蓄熱材１１１の熱および排気ガスの熱によって冷媒１１２の蒸発が進行していき、ドライアウト状態に至る。よって、冷媒１１２による熱輸送部１１０Ｂ、温熱回収部１４０間の熱移動が停止され、冷却水の加熱は停止された状態が維持される。

３．温度調節モード
上記蓄熱モードの後に、制御部１９０は、温度センサ１９１によって得られる蓄熱部１１０Ａの温度が、予め定めた最高作動温度（図３のｄ）を超えて蓄熱材１１１が過熱状態にあると判定すると、第２バルブ１５３を一定時間だけ開状態とする（図３のコ）。

すると、温熱回収部１４０の冷媒１１２が熱輸送部１１０Ｂに還流される。熱輸送部１１０Ｂは蓄熱材１１１および排気ガスによって高温となっているため、熱輸送部１１０Ｂに還流された冷媒１１２は直ちに蒸発する。そして、蒸発した冷媒１１２は、蒸気管１５１を介して温熱回収部１４０に流入し、冷媒１１２の熱が温熱回収熱交換器１４５によって冷却水に伝達される。更に冷媒１１２は凝縮して、液管１５３を介して再び熱輸送部１１０Ｂ内に還流する。

上記のように熱輸送部１１０Ｂで冷媒１１２が蒸発する際に、熱輸送部１１０Ｂでは気化熱が奪われ温度低下する。そして、蓄熱部１１０Ａと熱輸送部１１０Ｂとの間に温度差ができ、蓄熱部１１０Ａから熱輸送部１１０Ｂへの伝熱が生じ、蓄熱部１１０Ａ（蓄熱材１１１）が冷却されることになる。制御部１９０は、蓄熱部１１０Ａの温度が最高作動温度を超えるたびに、この温度調節モードの実行を繰り返す。

４．蓄熱状態維持モード
制御部１９０は、エンジン１０が停止されると、第１バルブ１３１および第２バルブ１５３を共に閉状態とする（図３のサ、シ）。第１バルブ１３１を閉状態とすることで、蓄熱部１１０Ａ内の蓄熱材１１１には反応媒体１２２が供給されないことになる。つまり、車両が停止し外気によって車両全体が冷却され、蓄熱材１１１が反応媒体１２２を収着する温度まで低下しても、蓄熱材１１１には反応媒体１２２が供給されないために、蓄熱材１１１の蓄熱状態が維持されることになる。

また、第２バルブ１５３を閉状態とすることで、熱輸送部１１０Ｂと温熱回収部１４０との間の冷媒１１２の循環流れが停止され、当然のことながら冷却水への熱移動は停止される。

以上のように、まず、放熱モードを実行することによって、エンジン１０の始動時で、排気ガスの温度が充分に上昇していない時に、蓄熱材１１１に反応媒体１２２を供給して発熱させ、その熱を熱輸送部１１０Ｂ、温熱回収部１４０を介して加熱対象である冷却水に伝達することができ、積極的に冷却水を加熱することができる（始動時暖機）。

また、冷却水が充分に加熱された後に、蓄熱モードを実行することによって、熱輸送部１１０Ｂ内をドライアウト状態として、冷却水への熱回収を停止させることができる。そして、また、排気ガスの熱によって、反応媒体１２２を蓄熱材１１１から離脱させると共に、第１バルブ１３０を閉じることで、蓄熱材１１１への反応媒体１２２の供給を阻止して、蓄熱部１１０Ａ内の蓄熱材１１１に対して反応媒体１２２の離脱した状態（蓄熱状態）を維持することができる。

また、排気ガスの熱によって蓄熱部１１０Ａが更に過熱されて、蓄熱材１１１の温度が、反応媒体１２２を離脱させる温度（最高作動温度）よりも高くなると、温度調節モードを実行することによって、熱輸送部１１０Ｂにおいて冷媒１１２を蒸発させ気化熱を奪い、隣接する蓄熱部１１０Ａ、つまり蓄熱材１１１を冷却することができる。そして、これを繰り返すことにより蓄熱部１１０Ａを適温に維持することができる。

また、エンジン１０が停止した後は、蓄熱状態維持モードを実行することにより、蓄熱材１１１の蓄熱状態（反応媒体の離脱した状態）を維持することができ、また、熱輸送部１１０Ｂ、温熱回収部１４０および冷却水間の熱移動を停止させることができる。そして、蓄熱部１１０Ａで蓄熱状態とされた蓄熱材１１１は、次回のエンジン１０の始動時に、第１バルブ１３１が開かれて冷熱回収部１２０から反応媒体１２２が供給されると、反応媒体１２２の収着作用によって確実に発熱作用を果たすことができる。

このように、本車両用蓄熱装置１００においては、簡素な構成で効果的な蓄熱を可能とすると共に、適切な温度維持を可能として、加熱対象（冷却水）に対する有効な排熱利用が可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態における車両用蓄熱装置１００Ｂを図４、図５に示す。第２実施形態は、冷熱回収熱交換器１２３の外部熱源として蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下、冷凍サイクル）２００の高圧側冷媒を用いたものとしている。図４中で第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、以下、第１実施形態と異なる内容について説明する。

冷熱回収熱交換器１２３は、冷媒用の入口部と出口部とを備え、内部に冷凍サイクル２００の高圧側冷媒が流通するようになっている。

冷凍サイクル２００は、サイクル内の冷媒を圧縮する圧縮機２１０と、圧縮機２１０から吐出される冷媒を凝縮液化する凝縮器２２０と、凝縮器２２０で凝縮された冷媒を減圧膨張する膨張弁２３０と、膨張弁２３０で減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器２４０とが冷媒配管（冷媒通路）によって環状に接続されたものである。

そして、凝縮器２２０と膨張弁２３０との間となる冷媒配管には、第１三方弁２５０が設けられている。つまり、第１三方弁２５０の三方の接続部ａ、ｂ、ｃのうち、接続部ａは凝縮器２２０の冷媒出口側に接続され、接続部ｃは膨張弁２３０の冷媒入口側に接続されている。更に第１三方弁２５０において、凝縮器２２０および膨張弁２３０に対して非接続側となる接続部ｂは、冷熱回収熱交換器１２３の冷媒入口側と接続されている。また、冷熱回収熱交換器１２３の冷媒出口側は、冷凍サイクル２００の冷媒配管の第１三方弁２５０と膨張弁２３０との間に接続されている。

第１三方弁２５０は、制御部１９０によって内部流路が切替えられるようになっており、接続部ｃ側を閉塞して、接続部ａと接続部ｂとを連通させるａｂモードと、接続部ｂ側を閉塞して、接続部ａと接続部ｃとを連通させるａｃモードとを備えている。

以下、第２実施形態の作動および作用効果について図５を加えて説明する。

放熱モード時において、制御部１９０は、エンジン１０が始動されると、第１バルブ１３１、第２バルブ１５３を開状態とすると共に、第１三方弁２５０の連通状態をａｂモードにする（図５のス）。

すると、冷凍サイクル２００において、凝縮器２２０から流出された高圧側冷媒は、第１三方弁２５０を介して冷熱回収熱交換器１２３を流通して、膨張弁２３０に流入する。尚、制御部１９０は、蓄熱材１１１の収着反応が充分に進んだと判断すると、第１三方弁２５０の連通状態をａｃモードに切替える（図５のセ）。

放熱モード時においては、冷熱回収部１２０から気体状態の反応媒体１２２が、蓄熱部１１０Ａ内の蓄熱材１１１に収着されることで、反応媒体１２２の蒸発が促進されるが、この時の蒸発潜熱によって反応媒体１２２は冷却されることになる。すると、反応媒体１２２の蒸気圧も低下して、蓄熱材１１１への収着速度が低下してしまう。しかしながら、本実施形態では、冷凍サイクル２００の高圧側冷媒を冷熱回収熱交換器１２３に流通させるようにしているので、反応媒体１２２を積極的に加熱して蒸発を促進させることができ、蓄熱材１１１への収着速度の低下を防止することができる。

このように、冷凍サイクル２００の冷媒を活用することで、冷熱回収用熱交換器１２３の外部熱源を容易に設定すると共に、放熱モード時の蓄熱材１１１への収着速度の低下を防止可能としている。また、第１三方弁２５０の連通状態（開閉状態）を調節することで、必要に応じて冷凍サイクル２００の高圧側の冷媒を外部熱源として活用することができる。

また、冷凍サイクル２００においては、高圧側の冷媒が冷却されることになるので、サイクルの効率を向上させることができる。

尚、蓄熱モード時においては、制御部１９０は、第１三方弁２５０の連通状態をａｂモードに切替える（図５のソ）。冷熱回収部１２０における反応媒体１２２の熱は、冷熱回収熱交換器１２３を介して、冷凍サイクル２００の高圧側冷媒に放出される。

（第３実施形態）
第３実施形態における車両用蓄熱装置１００Ｃを図６〜図８に示す。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、反応媒体１２２を冷媒１１２と同一物質とし、温度センサ１９３、第３配管１６０、第３バルブ１６１、接続配管１７０を追加し、第１バルブ１３１を第２三方弁１３２としたものである。図６中で第１、第２実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、以下、第２実施形態と異なる内容について説明する。

冷熱回収部１２０における反応媒体１２２、および熱輸送部１２０における冷媒１１２は同一物質であり、ここでは共に水を用いている。以下、反応媒体１２２を冷媒１１２と表示して説明していく。また、蓄熱材１１１は、冷媒１１２の収着時に発生する熱量（ｋＪ／ｍｏｌ）が、冷媒１１２の蒸発潜熱（ｋＪ／ｍｏｌ）よりも大きなものを用いるようにしている。

冷熱回収部１２０には、内部の冷媒１１２の温度を検出する温度センサ１９３が設けられており、この温度センサ１９３によって検出される温度信号は制御部１９０に出力されるようになっている。

冷熱回収部１２０の内部空間と、温熱回収部１４０の内部空間とは第３配管１６０によって接続されている。第３配管１６０の中間部には、第３配管１６０を開閉する第３バルブ（第３開閉部）１６１が設けられている。第３バルブ１６１は、制御部１９０によって、その開閉が制御されるようになっている。

第１配管１３０と第２配管１５０の蒸気管（第２配管の他方）１５１との間には接続配管１７０が設けられている。接続配管１７０は、第１配管１３０と蒸気管１５１とを各管の中間部で接続可能とする配管であり、その一方は、後述する第２三方弁１３２の接続部ｅに接続されており、他方は蒸気管１５１に一体的に接続されている。

第１配管１３０には、第１バルブ１３１に代えて、第２三方弁（第１配管用三方弁）１３２が設けられている。第２三方弁１３２の三方の接続部ｄ、ｅ、ｆのうち、接続部ｄは蓄熱部１１０Ａ側に接続され、接続部ｆは冷熱回収部１２０側に接続され、接続部ｅは上記のように接続配管１７０の一方と接続されている。接続部ｅは、三方の接続部（ｄ、ｅ、ｆ）のうち、蓄熱部１１０Ａおよび冷熱回収部１２０に対して非接続側となる接続部である。

第２三方弁１３２は、制御部１９０によって内部流路が切替えられるようになっており、接続部ｄ側を閉塞するｄ閉塞モード（接続部ｄ、ｅ、ｆ共に閉塞）と、接続部ｄと接続部ｆとを連通させるｄｆモード（接続部ｅは閉塞）と、接続部ｄと接続部ｅとを連通させるｄｅモード（接続部ｆは閉塞）とを備えている。

以下、第３実施形態の作動および作用効果について図７、図８を加えて説明する。

放熱モード時において、制御部１９０は、エンジン１０が始動されると、第２三方弁１３２の連通状態をｄｆモードにし（図７のタ）、第２バルブ１５３を開状態とし（図７のチ）、第１三方弁２５０の連通状態をａｂモードにし（図７のツ）、第３バルブ１６１を閉状態とする（図省略）。

すると、各部の接続状態は、第２実施形態の放熱モードの場合と同一となり、同一の放熱モードが実行される。

そして、制御部１９０は、例えば冬場のように、温度センサ１９３によって得られる冷媒１１２の温度が所定温度よりも低いと判定すると、以下の低温放熱モードを実行する（図８）。

即ち、制御部１９０は、第３バルブ１６１を開状態とする（図省略）と共に、第２三方弁１３２の連通状態をｄｅモードにし（図８のテ）、第２バルブ１５３を開状態とし（図８のト）、第１三方弁２５０の連通状態をａｃモードにする（図８のナ）。

上記のように第３バルブ１６１および第２バルブ１５３を開状態とすることで、冷熱回収部１２０内の冷媒１１２は温熱回収部１４０→第２配管１５０の液管１５２を介して、熱輸送部１１０Ｂに供給される。また、第２三方弁１３２をｄｅモードとすることで蓄熱部１１０Ａと冷熱回収部１２０との間が遮断されると共に、蓄熱部１１０Ａ、温熱回収部１４０、および熱輸送部１１０Ｂの間が連通されることになる。

よって、熱輸送部１１０Ｂから気体状態の冷媒１１２が、第２配管１５０の蒸気管１５１→接続配管１７０→第１配管１３０を介して蓄熱部１１０Ａの蓄熱材１１１に収着されることになり、蓄熱材１１１から熱を発生させることができる。発生した熱によって、隣接する熱輸送部１１０Ｂ内の冷媒１１２が加熱されることになり、冷媒１１２の蒸発を促進させることができ、更に、冷媒１１２の蒸気圧が上昇して、蓄熱材１１１の収着速度を向上させることができる。

そして、熱輸送部１１０Ｂで蒸発した冷媒の一部を蒸気管１５１を介して温熱回収部１４０に供給することができ、温熱回収部１４０では、蒸気の熱を温熱回収熱交換器１４３によって冷却水に回収することができ、冷却水を積極的に加熱することができる。

この場合、冷却水に回収される熱量は、（蓄熱材１１１の収着により生ずる熱量−冷媒１１２の蒸発潜熱量）となる。

このように本実施形態では、エンジン１０の始動時で外気温度が低い場合でも、蓄熱材１１１の収着速度を向上させて、冷却水を積極的に加熱することができる。

蓄熱モード時においては、制御部１９０は、第３バルブ１６１を閉状態とする（図省略）と共に、第２三方弁１３２をｄｅモードとし（図７、８のニ）、第２バルブ１５３を閉状態とし（図７、８のヌ）、更に第１三方弁２５０をａｃモードとする（図７、８のネ）。

蓄熱部１１０Ａにおいては排気ガスの熱によって蓄熱材１１１に収着された反応媒体１２２が離脱される。離脱された反応媒体１２２は、第３三方弁１３２→接続配管１７０→蒸気管１５１を上昇して、温熱回収部１４０内に至る。この時、冷媒１１２の熱は温熱回収熱交換器１４３によって冷却水に放出されることになり、冷媒１１２は凝縮して温熱回収部１４０に溜められていく。本実施形態では冷媒１１２の熱を冷熱回収熱交換器１２３によって冷凍サイクル２００側（高圧側の冷媒）に放出させないため、冷凍サイクル２００の熱負荷を増大させることがない。

そして、制御部１９０は、本蓄熱モード開始からの経過時間、温度センサ１９１の温度信号、および圧力センサ１９２の圧力信号の少なくとも１つを基にして、蓄熱材１１１から冷媒１１２が離脱する反応が充分に進んだ（例えば０％レベル）と判断すると（図７、８のノ）、第２三方弁１３２をｄ閉塞モードとする（図７、８のハ）。第２三方弁１３２をｄ閉塞モードとすることで、冷熱回収部１２０および温熱回収部１４０から蓄熱部１１０Ａへの冷媒１１２の流入が阻止されて、蓄熱材１１１の蓄熱状態（冷媒１１２が離脱された状態）が維持される。

尚、温度調節モード時、蓄熱維持モード時においては、第２三方弁１３２をｄ閉塞モードとすることで、各部の接続状態を第２実施形態と同等にすることができ、温度調節モード、蓄熱維持モードが同様に実行される。

（第４実施形態）
第４実施形態における車両用蓄熱装置１００Ｄを図９に示す。第４実施形態は、上記第２実施形態に対して、冷熱回収熱交換器１２３に放熱器１８０を追加したものである。図９中で第２実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、以下、第２実施形態と異なる内容について説明する。

冷熱回収部１２０の外部において、冷熱回収熱交換器１２３には、並列接続される並列流路１８１が設けられている。そして、並列流路１８１に、放熱用の放熱器１８０、並列流路１８１開閉用のバルブ１８２、並列流路１８１の冷媒を循環させるポンプ１８３が設けられている。バルブ１８２の開閉、およびポンプ１８３の作動は制御部１９０によって制御されるようになっている。

蓄熱モード時において、制御部１９０は、第１三方弁２５０の連通状態をａｃモードに切替えると共に、バルブ１８２を開状態にし、ポンプ１８３を作動させる。すると、並列流路１８１を介して、冷熱回収熱交換器１２３と放熱器１８０との間で冷媒が循環する。そして、冷熱回収部１２０における反応媒体１２２の熱は、冷熱回収熱交換器１２３から放熱器１８０に伝達され、放熱器１８０によって外気に放出される。

これにより、排気ガスの熱によって蓄熱部１１０Ａにおける蓄熱材１１１から反応媒体１２２を離脱させて蓄熱状態を維持する際に、離脱された反応媒体１２２の熱を冷熱回収部１２０から放熱器１８０によって外気に放出することができる。よって、冷凍サイクル２００内の冷媒（高圧側冷媒）に熱を与えることなく、蓄熱材１１１に対する蓄熱が可能となる。

尚、第１三方弁２５０をａｂモードにして、バルブ１８２を開状態として、ポンプ１８３を作動させることで、凝縮器２２０を流出した冷媒を放熱器１８０に流すことができる。よって、放熱器１８０により凝縮器２２０の下流側の冷媒を更に冷却することができ、冷凍サイクル２００の効率を向上させることができる。

（第５実施形態）
第５実施形態における車両用蓄熱装置１００Ｅを図１０に示す。第５実施形態は、上記第３実施形態に対して、温熱回収熱交換器１４３に放熱器１８０を追加したものである。図１０中で第３実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、以下、第３実施形態と異なる内容について説明する。

温熱回収部１４０の外部において、温熱回収熱交換器１４３には、並列接続される並列流路１８１が設けられている。そして、並列流路１８１に、放熱用の放熱器１８０、並列流路１８１開閉用のバルブ１８２、並列流路１８１の冷却水を循環させるポンプ１８３が設けられている。バルブ１８２の開閉、およびポンプ１８３の作動は制御部１９０によって制御されるようになっている。

蓄熱モード時において、制御部１９０は、第２三方弁１３２の連通状態をｄｅモードに切替えると共に、バルブ１８２を開状態にし、ポンプ１８３を作動させる。すると、並列流路１８１を介して、温熱回収熱交換器１４３と放熱器１８０との間で冷却水が循環する。そして、温熱回収部１４０における冷媒１１２の熱は、温熱回収熱交換器１４３から放熱器１８０に伝達され、放熱器１８０によって外気に放出される。

これにより、排気ガスの熱によって蓄熱部１１０Ａにおける蓄熱材１１１から冷媒１１２を離脱させて蓄熱状態を維持する際に、離脱された冷媒１１２の熱を温熱回収部１４０から放熱器１８０によって外気に放出することができる。よって、エンジン１０の冷却水に熱を与えることなく、蓄熱材１１１に対する蓄熱が可能となる。放熱器１８０は温熱回収部１４０内の冷媒１１２と外気との間で熱交換することになるため、第３実施形態の温熱回収熱交換器１４３のように冷媒１１２と冷却水との間で熱交換する場合に比べて熱交換時の温度差を大きくとることができ、蓄熱材１１１の蓄熱反応をより促進させることができる。

尚、バルブ１８２を開状態として、ポンプ１８３を作動させることで、エンジン１０の冷却水を放熱器１８０に流すことができる。よって、放熱器１８０により冷却水を冷却することも可能となり、エンジン用ラジエータの負荷を減らすことができ、エンジン用ラジエータを小型にすることができる。

第１実施形態における車両用蓄熱装置の全体構成を示す構成図である。 車両用蓄熱装置が実行する各種モードを時系列的に示す説明図である。 第１実施形態における車両用蓄熱装置の作動状態を示すタイムチャートである。 第２実施形態における車両用蓄熱装置の全体構成を示す構成図である。 第２実施形態における車両用蓄熱装置の作動状態を示すタイムチャートである。 第３実施形態における車両用蓄熱装置の全体構成を示す構成図である。 第３実施形態における車両用蓄熱装置の作動状態を示すタイムチャートである（放熱モード）。 第３実施形態における車両用蓄熱装置の作動状態を示すタイムチャートである（低温放熱モード）。 第４実施形態における車両用蓄熱装置の全体構成を示す構成図である。 第５実施形態における車両用蓄熱装置の全体構成を示す構成図である。

符号の説明

１０ エンジン（内燃機関）
１１ 排気管
１００Ａ〜１００Ｅ 車両用蓄熱装置
１１０ 熱生成部
１０１ 第１空間（２つの空間）
１０２ 第２空間（２つの空間）
１１０Ａ 蓄熱部
１１１ 化学蓄熱材
１１０Ｂ 熱輸送部
１１２ 冷媒
１２０ 冷熱回収部
１２２ 反応媒体
１２３ 冷熱回収熱交換器
１３０ 第１配管
１３１ 第１バルブ（第１開閉部）
１３２ 第２三方弁（第１配管用三方弁）
１４０ 温熱回収部
１４３ 温熱回収熱交換器
１５０ 第２配管
１５１ 蒸気管（第２配管の他方）
１５２ 液管（第２配管の一方）
１５３ 第２バルブ（第２開閉部）
１６０ 第３配管
１６１ 第３バルブ（第３開閉部）
１７０ 接続配管
１８０ 放熱器
２００ 蒸気圧縮式冷凍サイクル
２２０ 凝縮器
２３０ 膨張弁
２５０ 第１三方弁（三方弁）

Claims (7)

1. 車両の内燃機関（１０）から排出される排気ガスが流通する排気管（１１）内に配設されて、内部が２つの空間（１０１、１０２）に分割されて、一方の空間（１０１）に化学蓄熱材（１１１）が設けられて蓄熱部（１１０Ａ）を形成し、他方の空間（１０２）に冷媒（１１２）が入れられて熱輸送部（１１０Ｂ）を形成すると共に、外部を前記排気ガスが通過するようにした熱生成部（１１０）と、
   前記排気管（１１）の外側に配設されて、前記化学蓄熱材（１１１）と反応する反応媒体（１２２）が内部に入れられると共に、所定の外部熱源からの熱を前記反応媒体（１２２）に回収する冷熱回収熱交換器（１２３）が設けられた冷熱回収部（１２０）と、
   前記蓄熱部（１１０Ａ）と前記冷熱回収部（１２０）とを連通接続する第１配管（１３０）と、
   前記第１配管（１３０）を開閉する第１開閉部（１３１）と、
   前記排気管（１１）の外側に配設されて、２つの第２配管（１５１、１５２）によって前記熱輸送部（１１０Ｂ）と連通接続され、前記冷媒（１１２）の熱を所定の加熱対象へ回収する温熱回収熱交換器（１４３）が設けられた温熱回収部（１４０）と、
   前記２つの第２配管（１５１、１５２）のうち少なくとも一方（１５２）を開閉する第２開閉部（１５３）とを備えることを特徴とする車両用蓄熱装置。
2. 前記車両の室内空調用の蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）を備え、
   前記外部熱源は、前記蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の高圧側の冷媒であり、
   前記高圧側の冷媒は、前記冷熱回収熱交換器（１２３）内を流通可能となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用蓄熱器。
3. 前記蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の冷媒通路において、凝縮器（２２０）と膨張弁（２３０）との間に三方弁（２５０）が設けられており、
   前記凝縮器（２２０）および前記膨張弁（２３０）に対して非接続側となる前記三方弁（２５０）の接続部（ｂ）は、前記高圧側の冷媒が流入する前記冷熱回収熱交換器（１２３）の入口側と接続され、
   前記高圧側の冷媒が流出する前記冷熱回収熱交換器（１２３）の出口側は、前記冷媒通路の前記三方弁（２５０）と前記膨張弁（２３０）との間に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用蓄熱装置。
4. 前記反応媒体（１２２）は、前記冷媒（１１２）と同一物質であり、
   前記第１開閉部（１３１）は、第１配管用三方弁（１３２）であり、
   前記冷熱回収部（１２０）の内部と、前記温熱回収部（１４０）の内部とを接続する第３配管（１６０）と、
   前記第３配管（１６０）を開閉する第３開閉部（１６１）と、
   前記蓄熱部（１１０Ａ）および前記冷熱回収部（１２０）に対して非接続側となる前記第１配管用三方弁（１３２）の接続部（ｅ）と前記２つの第２配管（１５０）の他方（１５１）とを接続する接続配管（１７０）とを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両用蓄熱装置。
5. 前記反応媒体（１２２）の熱を外気に放出する、あるいは前記冷媒（１１２）の熱を外気に放出する放熱器（１８０）を備え、
   前記放熱器（１８０）は、前記冷熱回収熱交換器（１２３）、あるいは前記温熱回収熱交換器（１４３）に接続されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両用蓄熱装置。
6. 前記化学蓄熱材（１１１）と前記反応媒体（１２２）との反応は、下記のいずれかであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の車両用蓄熱装置。
   

   

   
7. 前記加熱対象は、前記内燃機関（１０）を冷却する冷却水であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の車両用蓄熱装置。

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