特許 6372495 蓄熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6372495

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】蓄熱装置

(51)【国際特許分類】

   F28D 20/00 20060101AFI20180806BHJP

   F02M 25/08 20060101ALI20180806BHJP

   C09K 5/14 20060101ALI20180806BHJP

   C09K 5/18 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   F28D20/00 G

   F02M25/08 301H

   F02M25/08 311M

   F02M25/08 311L

   F02M25/08 311D

   C09K5/14 Z

   C09K5/18

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-11655(P2016-11655)

(22)【出願日】2016年1月25日

(65)【公開番号】特開2017-133708(P2017-133708A)

(43)【公開日】2017年8月3日

【審査請求日】2017年3月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】山内 崇史

(72)【発明者】

【氏名】廣田 靖樹

【審査官】 石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３３６５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０９２５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２９６９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１９６４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｄ １７／００−２１／００

Ｆ０２Ｂ ４３／００−４５／１０

Ｆ０２Ｍ ２１／００−２１／１２

Ｆ０２Ｍ ２５／０８

Ｃ０９Ｋ ５／１４

Ｃ０９Ｋ ５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンで燃焼される燃料が収容される燃料タンクと、
前記燃料タンクと前記エンジンとを接続し前記燃料タンクの前記燃料を前記燃料タンクに供給するための供給配管と、
前記燃料が気化した燃料ガスの吸着又は化学反応で放熱し前記燃料ガスへの加熱による脱着で蓄熱する蓄熱材を備えた蓄熱器と、
前記燃料タンクから前記燃料を前記蓄熱器に送るための第一流路と、
前記蓄熱器から前記燃料ガスを前記エンジンに送るための第二流路と、
前記第一流路に設けられ前記燃料タンクから前記蓄熱器への燃料の供給と非供給とを切り替える開閉弁と、
を有する蓄熱装置。

【請求項2】

エンジン冷却水を前記蓄熱器と前記エンジンとの間で循環させる循環流路を有する請求項１に記載の蓄熱装置。

【請求項3】

前記蓄熱器は前記エンジン冷却水の熱により前記燃料ガスを脱着する請求項２に記載の蓄熱装置。

【請求項4】

前記蓄熱材が、前記燃料ガスを吸着する吸着材である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の蓄熱装置。

【請求項5】

前記燃料が、前記燃料タンクに収容された状態で気相の気体燃料である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の蓄熱装置。

【請求項6】

前記第一流路に、前記気体燃料を調圧する調圧弁が設けられている請求項５に記載の蓄熱装置。

【請求項7】

前記燃料が、前記燃料タンクに収容された状態で液相の液体燃料であり、
前記第一流路に、前記液体燃料を気化する気化器が設けられている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の蓄熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

アンモニアの脱離により蓄熱し吸着により放熱する吸着器を２つ以上備え、吸着器間に生じたアンモニア圧の差を利用してアンモニアを一方の吸着器から他方の吸着器に輸送する熱輸送装置がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１８３９８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した構造の熱輸送装置では、一方の吸着器が蓄熱器として作用し、蓄熱時にアンモニアを放出するので、このアンモニアを、他方の吸着器で保持する。このように、複数の吸着器を備える構造では、装置全体の大型化や構造の複雑化を招く。

【0005】

本発明は上記事実を考慮し、小型且つ簡単な構造の蓄熱装置を得ることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明では、エンジンで燃焼される燃料が収容される燃料タンクと、前記燃料タンクと前記エンジンとを接続し前記燃料タンクの前記燃料を前記燃料タンクに供給するための供給配管と、前記燃料が気化した燃料ガスの吸着又は化学反応で放熱し前記燃料ガスへの加熱による脱着で蓄熱する蓄熱材を備えた蓄熱器と、前記燃料タンクから前記燃料を前記蓄熱器に送るための第一流路と、前記蓄熱器から前記燃料ガスを前記エンジンに送るための第二流路と、前記第一流路に設けられ前記燃料タンクから前記蓄熱器への燃料の供給と非供給とを切り替える開閉弁と、を有する。

【0007】

この蓄熱装置では、燃料タンクと蓄熱器とが別部材である。そして、燃料タンクとエンジンとは、供給配管で接続されている。燃料タンクの燃料を、供給配管によってエンジンに供給することができる。また、この蓄熱装置では、燃料タンクから燃料を蓄熱器に送るための第一流路に開閉弁が設けられている。この開閉弁により、燃料タンクから蓄熱器への燃料の供給と非供給とを切り替えることができる。燃料タンクに収容された燃料が気化した燃料ガスが、第一流路を通って蓄熱材に送られると、蓄熱材で吸着又は化学反応することで放熱する。また、蓄熱材の燃料ガスが加熱により脱着することで蓄熱する。脱着された燃料ガスは第二配管を通ってエンジンに送られる。

【0008】

このように、蓄熱材における反応媒体として、燃料タンクに収容された燃料を用いているので、蓄熱器に反応媒体を供給するための新たな部材を設ける必要がない。また、燃料タンクに収容された燃料は、エンジンで燃焼される燃料でもあり、蓄熱材で脱着された燃料をエンジンで燃焼させるので、蓄熱材で脱着された燃料を収容する部材も不要である。これらにより、小型且つ簡単な構造の蓄熱装置が得られる。しかも、第一流路に開閉弁が設けられているので、燃料タンクの燃料が蓄熱器に送られる状態だけでなく、送られない状態も実現できる。

【0009】

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、エンジン冷却水を前記蓄熱器と前記エンジンとの間で循環させる循環流路を有する。

【0010】

したがって、蓄熱器とエンジン冷却水との間で熱の移動を生じさせることができる。たとえば、エンジンの暖気時に蓄熱器の熱をエンジン冷却水に作用させることが可能である。

【0011】

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記蓄熱器は前記エンジン冷却水の熱により前記燃料ガスを脱着する。

【0012】

すなわち、蓄熱器において、燃料ガスを脱着して蓄熱する際に、エンジン冷却水の熱を用いるので、効率的な蓄熱が可能である。

【0013】

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記蓄熱材が、前記燃料ガスを吸着する吸着材である。

【0014】

吸着材への燃料ガスの吸着を利用することで、効率的に吸着材から放熱させることができる。

【0015】

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料が、前記燃料タンクに収容された状態で気相の気体燃料である。

【0016】

燃料タンクに収容された気体燃料を気化させることなく蓄熱器に送って蓄熱材に吸着又は化学反応させることができるので、効率的である。

【0017】

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記第一流路に、前記気体燃料を調圧する調圧弁が設けられている。

【0018】

調圧弁により、燃料タンクの気体燃料を所望の圧力に調整し、蓄熱器に送ることができる。

【0019】

請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料が、前記燃料タンクに収容された状態で液相の液体燃料であり、前記第一流路に、前記液体燃料を気化する気化器が設けられている。

【0020】

燃料タンクに収容された燃料が液体燃料であっても、気化器により気化させることで、蓄熱器において吸着あるいは化学反応を生じさせることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明は上記構成としたので、小型且つ簡単な構造の蓄熱装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は第一実施形態の蓄熱装置の構成を示す概略図である。

【図2】図２は第一実施形態の蓄熱装置の蓄熱器を示す斜視図である。

【図3】図３は第一実施形態の蓄熱装置の蓄熱器を示す分解斜視図である。

【図4】図４は第一実施形態の蓄熱装置の蓄熱モードの状態を示す概略図である。

【図5】図５は第一実施形態の蓄熱装置の放熱モードの状態を示す概略図である。

【図6】図６は第二実施形態の蓄熱装置の構成を示す概略図である。

【図7】図７は第二実施形態の蓄熱装置の蓄熱モードの状態を示す概略図である。

【図8】図８は第二実施形態の蓄熱装置の放熱モードの状態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１には、本発明の第一実施形態の蓄熱装置１２が、自動車のエンジン１４等と共に示されている。

【0024】

第一実施形態のエンジン１４では、燃料として、気相の燃料の一例である圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を用いる。圧縮天然ガスとしては、たとえばメタンを主成分とするガスを挙げることができる。この圧縮天然ガスを収容する燃料タンク１６とエンジン１４とは供給配管１８で接続されている。燃料タンク１６内の圧縮天然ガスが供給配管１８を通じてエンジン１４に供給される。

【0025】

蓄熱装置１２は、蓄熱器２０を有する。燃料タンク１６と蓄熱器２０とは第一配管３０で接続されている。燃料タンク１６内の圧縮天然ガスが第一配管３０を通じて蓄熱器２０に送られる。

【0026】

第一配管３０には、調圧弁３２及び開閉弁３４が設けられている。調圧弁３２では、燃料タンク１６内の圧縮天然ガスの圧力を低下させる。開閉弁３４は、第一配管３０を開閉することで、燃料タンク１６から蓄熱器２０への圧縮天然ガスの供給・非供給を切り替える。

【0027】

エンジン１４と蓄熱器２０とは第二配管３６で接続されている。第二配管３６には開閉弁３８が設けられている。開閉弁３８の開弁状態では、後述するように、蓄熱器２０から脱着された圧縮天然ガスが、第二配管３６を通ってエンジン１４に送られる。

【0028】

第二配管３６は、図１に示す例では供給配管１８の途中に合流しており、供給配管１８の一部が第二配管３６を兼ねる構造であるが、第二配管３６は供給配管１８から独立して、エンジン１４に接続されていてもよい。

【0029】

エンジン１４には、ラジエータ４０との間でエンジン冷却水を循環させる循環配管４２が接続されている。循環配管４２は、循環流路の一例である。エンジン冷却水の流れ方向を矢印Ｆ０で示す。

【0030】

循環配管４２はさらに、ラジエータ４０をバイパスしてエンジン冷却水を流すバイパス配管４４が設けられている。バイパス配管４４は、循環配管４２から分岐部４６で分岐し、ラジエータ４０をバイパスして、合流部４８で循環配管４２に合流する。分岐部４６には、循環配管４２（ラジエータ４０）とバイパス配管４４とでエンジン冷却水の流れ方向を切り替える切替弁５０が設けられている。なお、エンジン冷却水は、バイパス配管４４をエンジン冷却水が流れる場合でもエンジン１４と蓄熱器２０とを循環している。この 場合は、循環配管４２の一部とバイパス配管４４とで循環流路を構成している。

【0031】

蓄熱器２０は、循環配管４２において、エンジン１４と切替弁５０の間に設けられている。

【0032】

第一実施形態では、図２及び図３に示すように、蓄熱器２０は、筐体２２と、筐体２２に設けられた複数の熱媒体流路２６と、筐体２２に設けられた複数の反応室２４と、各反応室２４内に収納され、吸着材を含む積層体２５と、を有している。

【0033】

筐体２２内では、反応室２４と熱媒体流路２６とが交互に配置され、かつ、２つの熱媒体流路２６が最も外側となるように配置されている。反応室２４と熱媒体流路２６とは隔壁を隔てて互いに分離されている。これらの構成により、外部から供給されるエンジン冷却水と反応室２４内の積層体２５の吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂ（詳細は後述する）との間で熱交換を行える。本実施形態では、反応室２４、熱媒体流路２６は、それぞれ扁平矩形状の開口端を有する角柱状空間とされている。蓄熱器２０は、反応室２４の開口方向（燃料ガスの流れ方向、矢印Ｆ１方向）と熱媒体流路２６の開口方向（エンジン冷却水の流れ方向、矢印Ｆ３方向）とが側面視で直交する、直交流型の熱交換型反応器である。

【0034】

なお、蓄熱器２０における反応室２４や熱媒体流路２６の個数には特に限定はなく、蓄熱器２０に対し入出力する熱量や、吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂの伝熱面の面積（反応室内壁との接触面積）を考慮して適宜設定できる。

【0035】

ただし、蓄熱器２０は、吸着材が収納された反応室を２つ以上有し、熱媒体流路２６が少なくとも反応室２４の間に配置された構成であることが好ましい。さらに、２つ以上の反応室２４と２つ以上の熱媒体流路２６とを有し、反応室２４と熱媒体流路２６とが交互に配置された構成であることがより好ましい。

【0036】

また、筐体２２の材質としては、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、等）等の熱伝導性の高く、燃料ガスに対する耐食性のある材質が好適である。

【0037】

図３に示すように、積層体２５は、２枚の板状の吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂと、吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂに挟持された支持体２３と、を有する。吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂは、燃料ガスが脱着するときに蓄熱し燃料ガスが吸着されるときに放熱する。図３では、積層体２５の構成を見やすくするために、吸着材成形体２１Ａと、支持体２３と、吸着材成形体２１Ｂと、を分離して図示している。

【0038】

但し、積層体の構成としてはこれに限定されず、例えば、吸着材成形体と支持体とが交互に配置され、かつ、最外層が吸着材成形体であるその他の構成（例えば、吸着材成形体／支持体／吸着材成形体／支持体／吸着材成形体の５層構成、等）であってもよい。

【0039】

吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ、吸熱反応により燃料ガスが脱着するときに蓄熱し、発熱反応によって燃料ガスが吸着されるときに放熱する吸着材を含む。

【0040】

なお、本発明において反応器に収納される吸着材としては、板状の吸着材成形体（例えば、吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂ）に限定されるものではなく粉末の吸着材を用いることもできるが、反応器における熱交換の効率をより向上させる観点からは、板状の吸着材成形体であることが好ましい。

【0041】

支持体２３は、図３に示したような平板状に限定されず、たとえば、波型プレートや多孔体プレートであってもよい。

【0042】

蓄熱器２０の蓄熱材は、配位反応により燃料ガスを吸着する化学蓄熱材であってもよく、物理吸着により燃料ガスを吸着する物理吸着材であってもよい。

【0043】

支持体２３としては、支持体２３の面に沿った方向（例えば、図３中の白抜き矢印Ｓ１の方向）に燃料ガスを流通させることができる支持体を用いることが好ましい。これにより、２枚の吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂの間に燃料ガスの流路を確保することができるので、第一配管３０から供給された燃料ガスを、吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂの広い範囲に供給できる。更に、吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂの広い範囲に吸着した燃料ガスを支持体２３を介して第二配管３６に向けて放出することができる。

【0044】

このような支持体２３として、具体的には、波型プレート又は多孔体プレートを用いることができる。

【0045】

支持体２３として多孔体プレートを用いた場合には、多孔体プレート内を燃料ガスが通過する。

【0046】

支持体２３として波型プレートを用いた場合には、積層体２５における波型プレートと吸着材成形体２１Ａ、２１Ｂとの間に生じる隙間を燃料ガスが通過する。

【0047】

図２に示すように、蓄熱器２０と第一配管３０とは、蓄熱器２０中の複数の反応室２４と第一配管３０とを気密状態で連通するヘッダ部材２８Ａ（例えば、マニホールド等）を介して接続されている。蓄熱器２０と第二配管３６とは、蓄熱器２０中の複数の反応室２４と第二配管３６とを気密状態で連通するヘッダ部材２８Ｂ（例えば、マニホールド等）を介して接続されている。ヘッダ部材２８Ａとヘッダ部材２８Ｂとは互いに筐体２２において反対側に位置しており、第一配管３０から複数の反応室２４に、気密状態で燃料ガスが送られると共に、複数の反応室２４から第二配管３６へ気密状態で燃料ガスが送られるようになっている。

【0048】

蓄熱器２０は、ヘッダ部材２９Ａ（例えば、マニホールド等）を介して循環配管４２に接続されるとともに、ヘッダ部材２９Ｂ（例えば、マニホールド等）を介して循環配管４２に接続されている。蓄熱器２０内の複数の熱媒体流路２６は、ヘッダ部材２９Ａにより気密状態で循環配管４２に連通されるとともに、ヘッダ部材２９Ｂにより気密状態で循環配管４２に連通されている。これにより、循環配管４２を通じ、蓄熱器２０内の熱媒体流路２６と、エンジン１４との間でエンジン冷却水を流通できるようになっている。

【0049】

なお、図２では、蓄熱器２０の構成を見やすくするために、ヘッダ部材２８Ａ、２８Ｂ、２９Ａ、２９Ｂを二点鎖線で表している。

【0050】

図１に示すように、開閉弁３４、３８及び切替弁５０は、制御装置５２により制御される。

【0051】

次に、本実施形態の作用を説明する。

【0052】

本実施形態では、蓄熱器２０において、図４に示すように蓄熱するモード（以下「蓄熱モード」という）と、図５に示すように放熱するモード（以下「放熱モード」という）の２つのモードを採り得る。

【0053】

蓄熱モードでは、まず、蓄熱器２０の蓄熱材に、燃料ガスが吸着されている状態となっている。車両走行中は、図４に示すように、制御装置５２は、切替弁５０をラジエータ４０側に切り替える。これにより、エンジンの冷却に使用されて昇温された（たとえば９０℃程度になっている）エンジン冷却水は、矢印Ｆ０で示すように、バイパス配管４４を経由することなくラジエータ４０に流れ、循環配管４２を循環する。

【0054】

また、蓄熱モードでは、制御装置５２は、開閉弁３４を閉弁し、開閉弁３８を開弁する。開閉弁３４の閉弁により、燃料タンク１６の燃料ガスは、蓄熱器２０に送られない状態が実現される。

【0055】

そして、蓄熱器２０では、エンジン冷却水からの熱を受けて、燃料ガスが脱着されると共に蓄熱される。また、開閉弁３８は開弁されているので、脱着された燃料ガスは、矢印Ｇ１で示すように、第二配管３６を通ってエンジン１４に流れ、エンジン１４で燃焼される。

【0056】

車両(エンジン１４）の停止時には、このように、エンジン１４の熱を蓄熱器２０に蓄熱した状態が維持される。

【0057】

エンジン１４が始動されるときは、図５に示す放熱モードとなる。放熱モードでは、制御装置５２は、切替弁５０をバイパス配管４４側に切り替える。エンジン冷却水は、矢印Ｆ０で示すように、ラジエータ４０をバイパスして循環する。

【0058】

また、放熱モードでは、制御装置５２は、開閉弁３４を開弁し、開閉弁３８を閉弁する。開閉弁３４が開弁されているので、矢印Ｇ２で示すように、燃料タンク１６の燃料ガスが、蓄熱器２０に送られる。このとき、燃料ガスは調圧弁３２によって所定の圧力に減圧（圧力調整）されるので、蓄熱器２０において、効率的に燃料ガスを吸着できる。

【0059】

蓄熱器２０では、燃料ガスを吸着して発熱（放熱）する。したがって、この熱を、エンジンの暖機や、車室内の暖房等に用いることができる。

【0060】

開閉弁３８は閉弁されているので、燃料ガスが蓄熱器２０から第二配管３６を通ってエンジン１４に流れることはない。

【0061】

第一実施形態の蓄熱装置１２では、以上の説明から分かるように、蓄熱器２０において吸着及び脱着される媒体（反応媒体）として、燃料タンク１６に収容された燃料（燃料ガス）を用いており、反応媒体を保持しておくための部材（タンク等）や、この反応媒体の凝縮器、吸着器等が不要である。したがって、本実施形態では、これらの部材を有する蓄熱装置と比較して、小型且つ簡単な構造を実現できる。

【0062】

次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0063】

図６に示すように、第二実施形態の蓄熱装置７２では、燃料タンクとして、液相の燃料（液体燃料、たとえばガソリン）が収容される燃料タンク７６を有する。

【0064】

また、第二実施形態では、第一配管３０に、第一実施形態の調圧弁３２（図１参照）に代えて、気化器８２が設けられている。気化器８２は、外部からのエネルギーにより、液体の燃料を気化する。すなわち、燃料タンク７６内の燃料（液体燃料）は、気化器８２によって気化された状態で、蓄熱器８０に送られる。

【0065】

第二実施形態において、燃料タンク７６内に収容される液体の燃料としては、たとえばガソリンが挙げられる。第二実施形態の気化器８２は、気化したガソリンの吸着及び脱着に適した吸着材が収容されている。

【0066】

なお、第二実施形態において、蓄熱器８０の構造は、第一実施形態の蓄熱器２０（図２及び図３参照）と同一の構造を採り得る。ただし、蓄熱材としては、燃料タンク７６内で液体である燃料が気化して燃料ガスになった状態で、この燃料ガスの吸着・脱着に適した蓄熱材が用いられる。

【0067】

第二実施形態の蓄熱装置７２においても、図７に示す蓄熱モードと、図８に示す放熱モードを採り得る。

【0068】

蓄熱モードでは、制御装置５２は、開閉弁３４を閉弁し、開閉弁３８を開弁する。開閉弁３４は閉弁されているので、エンジン１４の燃料ガスは蓄熱器８０に送られない。蓄熱器８０では、エンジン冷却水からの熱を受けて、燃料ガスが脱着されると共に蓄熱される。開閉弁３８は開弁されているので、脱着された燃料ガスは、矢印Ｇ３で示すように、第二配管３６を通ってエンジン１４に流れ、エンジン１４で燃焼される。

【0069】

車両(エンジン１４）の停止時には、このように、エンジン１４の熱を蓄熱器８０に蓄熱した状態が維持される。

【0070】

エンジン１４が始動されるとき、放熱モードでは、制御装置５２は、切替弁５０をバイパス配管４４側に切り替える。エンジン冷却水は、ラジエータ４０をバイパスして循環する。放熱モードでは、制御装置５２は、開閉弁３４を開弁し、開閉弁３８を閉弁する。開閉弁３４が開弁されているので、矢印Ｇ４で示すように、燃料タンク７６の燃料（液体）が、気化器８２で気化され、蓄熱器８０に送られる。

【0071】

蓄熱器８０では、燃料ガスを吸着して発熱（放熱）する。この熱を、エンジン１４の暖機や、車室内の暖房等に用いることができる。開閉弁３８は閉弁されているので、燃料ガスが蓄熱器８０から第二配管３６を通ってエンジン１４に流れることはない。

【0072】

このように、第二実施形態においても、蓄熱器８０において吸着及び脱着される媒体（反応媒体）として、燃料タンク７６に収容された燃料（液体燃料）を用いており、反応媒体を保持しておくためのタンクや、反応媒体の凝縮器、吸着器等が不要である。第二実施形態においても、これらの部材を有する蓄熱装置と比較して、小型且つ簡単な構造を実現できる。

【0073】

第二実施形態の蓄熱装置７２では、気化器８２を有しているので、燃料タンク７６に収容された燃料が液体燃料であっても、この液体燃料を気化して、蓄熱器８０に吸着させることができる。燃料タンク７６としては、圧縮されたガスを収容しないので、高い耐圧性や耐久性が要求されない。

【0074】

これに対し、第一実施形態のように、燃料タンク１６に気相の燃料（燃料ガス）を収容した構成では、燃料を蓄熱器２０に送る際に気化する必要がなく、気化器が不要である。そして、燃料タンク１６の燃料ガスの圧力（タンク内圧）を用いることで、燃料ガスを効率的に蓄熱器２０に送ることができる。

【0075】

なお、燃料タンクに収容される燃料（エンジン１４で燃焼される燃料）としては、これらの他にも、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）、軽油等であってもよい。燃料タンクから第一配管３０へ排出された状態で、十分に高い圧力を有する気相の燃料を用いる構成では、第一実施形態のように、調圧弁３２を有する構成として、圧力調整（減圧）を行えばよい。これに対し、燃料タンクから第一配管３０へ排出された状態で液相である燃料を用いる構成であれば、第二実施形態のように、気化器８２を有する構成として、燃料を気化した状態で蓄熱器８０に送ればよい。

【0076】

各実施形態において、蓄熱器２０、８０から脱着した燃料は、燃料タンク１６、７６に収容されていた燃料、すなわち、エンジン１４で燃焼される燃料である。蓄熱器２０、８０から脱着した燃料をエンジン１４で燃料に利用することができ、この燃料を再び収容するための部材、たとえば吸着器等が不要である。

【0077】

しかも、吸着器をあらたに設けた構成では、吸着器に対し反応媒体を吸着・脱着させる際にも熱交換を行う。そして、吸着・脱着時の温度も所定範囲内に維持するためにあらたな熱源も必要であり、蓄熱装置として、さらなる大型化、複雑化を招くおそれがある。上記各実施形態では、あらたな吸着器だけでなく、熱源も不要であり、蓄熱装置の構造として単純化、小型化を図ることができる。

【0078】

上記各実施形態において、蓄熱器２０、８０で用いる蓄熱材は、燃料の種類に応じて決めることができる。たとえば、蓄熱材として、燃料ガスを吸着・脱着する吸着材を用いることができる。吸着材を用いることで、燃料ガスを吸着材に吸着させ、効率的に放熱させることができる。

【0079】

吸着材としては、孔径が１０ｎｍ以下の多孔性吸着材を用いれば、燃料ガス（ＣＮＧやＬＮＧ）を吸着・脱着可能で、且つ、燃料ガスを吸着する実質的な表面積を広く確保できるので、高効率の吸着・脱着が可能である。

【0080】

多孔性吸着材の具体例としては、カーボンを含有するカーボン吸着材（活性炭やカーボンブラック等）、ゼオライト、ＭＯＦ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）等を挙げることができる。カーボン吸着材は入手が容易であり、また、孔径が広範囲に広がっているので、各種の燃料の吸着・脱着に用いることができ、また、燃料ガスの粒径にばらつきがあっても対応できる。

【0081】

これに対し、ゼオライト、ＭＯＦは、所定の孔径の細孔を形成することにより、孔径のばらつきが少ない吸着材が得られる。粒径が所定範囲内にあることがあらかじめ分かっている燃料ガスに対し、優れた吸着・脱着特性を発揮できる。

【0082】

蓄熱材としては、燃料の種類によっては、燃料ガスの化学反応（固定化）により放熱する化学蓄熱材を用いることができる。燃料がアンモニア（ＮＨ_３）の場合には、蓄熱材の例として、塩素金属系の化学蓄熱材を挙げることができる。たとえば、アルカリ金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物、アルカリ土類金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物、及び遷移金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物からなる群から選択される少なくとも１種を含む金属ハロゲン化物を化学蓄熱材として用いることができる。

【符号の説明】

【0083】

１２ 蓄熱装置
１４ エンジン
１６ 燃料タンク
２０ 蓄熱器
２１Ａ、２１Ｂ 吸着材成形体（蓄熱材の一例）
３０ 第一配管（第一流路）
３２ 調圧弁（調圧部材の一例）
３６ 第二配管（第二流路）
４０ ラジエータ
４２ 循環配管（循環流路の一例）
７２ 蓄熱装置
７６ 燃料タンク
８０ 蓄熱器
８２ 気化器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】