JPS625095A - 蓄熱装置 - Google Patents

蓄熱装置

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JPS625095A
JPS625095A JP60144005A JP14400585A JPS625095A JP S625095 A JPS625095 A JP S625095A JP 60144005 A JP60144005 A JP 60144005A JP 14400585 A JP14400585 A JP 14400585A JP S625095 A JPS625095 A JP S625095A
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JP
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heat
heat storage
reactors
pieces
valve
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JP60144005A
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Shigeyuki Hori
堀 重之
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、反応材を加えると発熱し熱を加えると反応材
を解離して蓄熱するタイプの蓄熱材を利用した蓄熱装置
に関する。
[従来の技術] 従来、車両の排気管に蓄熱装置を設け、排気ガスの熱エ
ネルギを一部回収して蓄熱し、エンジン始動時の補助熱
源として利用する試みは種々なされている。特開昭57
−6296号公報は、蓄熱材の相変化を利用して蓄熱す
るタイプの潜熱蓄熱材を利用した蓄熱材を、車両用蓄熱
器として用いる技術を開示している。潜熱蓄熱材におい
ては熱の伝導を良好にして場−な蓄熱、放熱を行なわせ
ることが必要であるが、特開昭57−115697号公
報は潜熱蓄熱材中に熱媒体として窒化物粉末を加える技
術を開示している。
蓄熱装置には、°上記のような潜熱蓄熱装置の他に、M
gO,Ca O等の蓄熱材に水、炭酸ガス等の反応材を
加え、 −MQ OH−MQ CO3+ 1.40KJ/gCa
 OH820″Ca  (OH)2+1.47に← J/(] 等の化学反応を利用して蓄熱するものがあり、これを車
両用蓄熱器として利用する提案が、先に本特許出願人に
より行なわれている(たとえば特願昭60−58906
号)。
[発明が解決しようとする問題点] 上記化学反応を利用して蓄熱する蓄熱装置には、丁度潜
熱蓄熱装置に蓄熱、放熱の均一化という要望があったよ
うに、反応材を迅速に蓄熱材に浸透させなければならな
いという要望がある。すなわち、従来は、蓄熱材(Ma
 O,Ca O)に単純に反応材(CO2、H20)を
供給するだけで、一般に蓄熱材は粉体のものが多いため
反応材が蓄熱材に浸透するのに時間がかかり、蓄熱材を
急速に発熱させ、熱利用を行なうことは難しかった。
本発明は、放熱時に反応材を蓄熱材にす早(浸透させ、
蓄熱装置における発熱反応を急速に行なわせる技術を提
供することを目的とする。
口問題点を解決するための手段] この目的に沿う本発明の蓄熱装置は、反応材を加えると
発熱し熱を加えると反応材を解離して蓄熱する蓄熱材を
利用した蓄熱装置において、蓄熱材中に気孔率の高い反
応材浸透片を混合したものから成る。
ここで、反応材浸透片としては、セラミック片または焼
結金属片等が用いられる。
[作用コ 上記蓄熱装置においては、放熱には蓄熱材に反応材を加
えて発熱させ、発熱した熱を車両のエンジン始動時の暖
房用エア加熱の補助熱源、吸気加熱の補助熱源として利
用する。蓄熱材はCa OlMgo等の粉末、粒体等で
あり、反応材は水、炭酸ガス等であるが、蓄熱材中には
気孔率の高いセラミック片または焼結金属片が混入され
ているので、これが物質移動促進材として機能し、反応
材を蓄熱材の全域に速やかに浸透させ、発熱反応が促進
されるとともに高効率化される。
° また蓄熱時には熱を加えると蓄熱材は反応材を解離
して蓄熱するが、このとき蓄熱材耐大空間にエンジン吸
気管の負圧を作用させることにより解離された水分、炭
酸ガス等が速やかに除去されて蓄熱反応が促進される。
この場合、蓄熱材中にセラミック片または焼結金属片が
混入していることにより、それをつたわって解離した水
分、炭酸ガスが速やかに蓄熱材から除去でき、蓄熱反応
も促進される。
[実施例コ 以下に、本発明に係る蓄熱装置の望ましい実施例を、図
面を参照して説明する。
第1実施例 第1図および第2図は、本発明の第1実施例にかかる蓄
熱装置を示している。エンジン排気管の途中には、蓄熱
装置1が設けられる。蓄熱袋[1の蓄熱容器2内には、
たとえばCa O,MgOからなる、粉末状、粒状、ベ
レット状等の蓄熱材3が充填されている。CaOの場合
は蓄熱材3は排気ガスとの接触が遮断される。蓄熱容器
1の外壁は蓄熱装置1によって加熱される流体の通路に
臨んでいる。蓄熱材3には、外部から反応材4としての
水を供給する導管5が設けられ、蓄熱材3に水を供給で
きるようになっている。
水はエンジン始動時にのみ供給されればよいので、水の
供給をオンオフするための制御弁6が導管5の途中に設
けられている。
また、Ca(OH)2が水を解離したときの水分を逃が
すために、蓄熱容器2内には蓄熱容器2内を低圧に保つ
ための吸気管7が設けられており、吸気管7はエンジン
のスロットルバルブ下流の吸気通路に接続されている。
吸気管7には該吸気管7を連通、遮断できる吸気圧弁8
が設けられている。
蓄熱材3中には、気孔率の高い、反応材浸透片としての
、焼結金属片9またはセラミック片10が混合されてい
る。
上記の蓄熱装置における作用は次の通りである。
まず、放熱時は、吸気圧弁8を閉じ、制御弁6を開き、
反応材4としての水を蓄熱材3に与えCa O+ H2
0、Ca  (OH) 2 + 1 、47 K J 
/gの反応を生じさせて、発熱させる。反応材4が焼結
金属片9またはセラミック10に達すると、焼結金属片
またはセラミック片は拡散係数が大きいため、速やかに
反応材4は蓄熱材3中に浸透される。このとき、制御弁
6は閉じられ、吸気管負圧が蓄熱材3にかかり、反応材
H20が吸気管に流出することが防止される。
蓄熱時は、制御弁6を閉じ、吸気圧弁8を開けた状態で
排気ガスの熱を壁を通して蓄熱材jに吸収させると、c
a  (OH)2 +1.47KJ/(+−+Ca O
HHz Oの反応が生じ、Ca  (OH)2はエネル
ギを蓄積しつつCaOに変化していく。
解離した+20は吸気管7からエンジンの吸気通路に吸
引される。蓄熱材3は低圧に保たれ、反応は促進される
。このとき、蓄熱時においても蓄熱材3中に混合した気
孔率の高い焼結金属片9またはセラミック片10は、反
応材4が蓄熱材3中から放出されるのを促進する。
第5図および第6図は、蓄熱装置1を車両用空調エアの
始動時用加熱源に用いたときの、焼結金・属片9または
セラミック片10を蓄熱材3に混合した場合Aと混合し
ない場合Bの発熱量比較を示している。
第5図から明らかなように、気孔率の高い焼結金属片9
またはセラミック片10を混合しない場合よりも混合し
た場合の方が速やかに発熱が行われることが判明した。
また、第6図から明らかなように、蓄熱においても焼結
金属片9ま、たはセラミック片10を混合した場合Cの
方が混合しない場合りより速やかに蓄熱が行なわれるこ
とが判明した。
第7図ないし第9図は本発明の第2実施例に係る蓄熱装
置を示している。エンジン排気管15の途中に蓄熱装置
11が設けられている。蓄熱装置11の蓄熱容器12内
には、たとえばtvH+oからなる蓄熱材13が充填さ
れている。MgoはCaOと異なり、排気ガス温度下で
CO2と解離可能のため、排気ガスをじかに通し、排気
ガス中の水分、炭酸ガスを反応材として利用できる。排
気管15には排気ガスの取入口16と排出口17が設け
られ、取入口16にはバルブ18が排出口17にはバル
ブ19が設けられる。取入口16へのガスの導入および
排出口17からのガスの排出は制御弁20の開閉によっ
て行なう。蓄熱容器12内は仕切板21が設けられ、ガ
スを迂回させて取入口16から蓄熱材13を通って排出
口17へと導くようになっている。蓄熱材13はセラミ
ック体の多孔質壁22によって保持されている。
1熱材13の粉末、粒状またはベレット状MgO中には
、反応材浸透片としての焼結金属片23またはセラミッ
ク片24が混入されている。片は粒状物、ベレット状物
も含む。
蓄熱容器12内部はエンジン吸気管に、導管22を介し
て接続されており、導管22の途中にはバルブ25が設
けられる。
第2実施例における作用について説明すると、放熱時は
、第7図のようにバルブ18.19が開かれ制御弁20
が図の位置をとることにより、排気ガス14が蓄熱材1
3中に通され、排気ガス中のCO2、+20が、 MOO+CO2→M(l COs+1.40KJ/l MgO+820−+MO(OH)2 +1.40KJ/
g の反応を起して発熱する。蓄熱材13中には焼結金属片
23またはセラミック片24が混入しているので、反応
材の浸透は速やかに行なわれ、発熱反応が促進される。
蓄熱時は第9図に示すように、バルブ18.19が閉じ
排気ガスの熱は排気管15を通って蓄熱材13に伝達さ
れる。蓄熱材13は MQ CO3+1.40KJ/!II →MQ O+C
OfvHl  (OH)2 +1.40KJ/13→M
gO十の反応を起してCO2、+20を解離する。バル
ブ25が開いているので、蓄熱容器12内は負圧になり
、C02、+20はエンジン吸気系に除去される。この
とき、蓄熱材13中には焼結金属片23またはセラミッ
ク片24が混入しているので、CO2、+20の解離、
除去が促進され、蓄熱が促進される。
放熱時また第7図の状態とされ、後は上の繰返しとなる
[発明の効果コ 本発明の蓄熱装置は、蓄熱材に気孔率の高い焼結金属片
またはセラミック片を混合したので、反応材が速やかに
蓄熱材全体に浸透し、発熱反応および蓄熱反応を促進さ
せることができ、しかも従来かかっていたより短時間で
発熱および蓄熱を効率良く行なうことができるという効
果が得られる。。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係る蓄熱装置の放熱時の
システム的断面図、 第2図は第1図の蓄熱装置の■−■線に沿う断面図、 第3図は第1図の蓄熱装置の蓄熱時のシステム的断面図
、 第4図は反応材の浸透の状態図、 第5図は第1図の蓄熱装置の時間と発熱量との関係図、 第6図は第1図の蓄熱装置の時間と蓄熱時のCaQ量と
の関係図、 第7図は本発明の第2実施例に係る蓄熱装置の放熱時の
システム的断面図、 第8図は第7図の蓄熱装置の■−■線に沿う断面図、 第9図は第7図の蓄熱装置の蓄熱時のシステム的断面図
、 である。 1.11・・・・・・蓄熱装置 3.13・・・・・・蓄熱材 4.29・・・・・・反応材 9.10. 23.24・・・・・・焼結金属片またはセラミック片 第1図 第4図 第5図 第6図 時間

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)反応材を加えると発熱し熱を加えると反応材を解
    離して蓄熱する蓄熱材を利用した蓄熱装置において、前
    記蓄熱材中に気孔率の高い反応材浸透片を混合したこと
    を特徴とする蓄熱装置。
  2. (2)前記反応材浸透片がセラミック手または焼結金属
    片から成る特許請求の範囲第1項記載の蓄熱装置。
JP60144005A 1985-07-02 1985-07-02 蓄熱装置 Granted JPS625095A (ja)

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JPH0585835B2 JPH0585835B2 (ja) 1993-12-08

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