JPH0788773B2 - 車両の加熱装置 - Google Patents
車両の加熱装置Info
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- JPH0788773B2 JPH0788773B2 JP3198187A JP3198187A JPH0788773B2 JP H0788773 B2 JPH0788773 B2 JP H0788773B2 JP 3198187 A JP3198187 A JP 3198187A JP 3198187 A JP3198187 A JP 3198187A JP H0788773 B2 JPH0788773 B2 JP H0788773B2
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- Japan
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- heater
- gas
- reservoir
- heating
- heating device
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
- F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
- F01P11/20—Indicating devices; Other safety devices concerning atmospheric freezing conditions, e.g. automatically draining or heating during frosty weather
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
- F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
- F01P2011/205—Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の加熱装置に関し、特に水素吸蔵合金を
収容した加熱器で各種の加熱対象（冷却水、オイル、吸
気等々）を加熱するのに適した加熱装置に関する。
収容した加熱器で各種の加熱対象（冷却水、オイル、吸
気等々）を加熱するのに適した加熱装置に関する。
最近、水素吸蔵合金（以下、MHという）を活用した各種
のヒートポンプシステムが実用化され、車両のエンジン
や空調装置に適用することが提案されている。（特願昭
59−107073号参照）。
のヒートポンプシステムが実用化され、車両のエンジン
や空調装置に適用することが提案されている。（特願昭
59−107073号参照）。
例えば、第９図及び第10図は車両の加熱装置として従来
より提案されている各ヒートポンプシステムを示すもの
で、高温解離型MHを収容した加熱器100、低温解離型MH
を収容した水素貯蔵器101（但し、これは水素タンクで
代用し得る）と、両者を結ぶガス通路102と、制御弁103
とを備えており、更に第10図のシステムでは真空ポンプ
104を有するバイパス通路102aを備えている。
より提案されている各ヒートポンプシステムを示すもの
で、高温解離型MHを収容した加熱器100、低温解離型MH
を収容した水素貯蔵器101（但し、これは水素タンクで
代用し得る）と、両者を結ぶガス通路102と、制御弁103
とを備えており、更に第10図のシステムでは真空ポンプ
104を有するバイパス通路102aを備えている。
例えば、冷寒始動時などにおいてエンジンの排ガス熱
（Q1）で水素貯蔵器101を加熱するとH2ガスが放出さ
れ、加熱器100内のMHはそのH2ガスを貯蔵して発熱しそ
の熱（Q2）で冷却水を加熱することが出来る。ところ
が、上記ヒートポンプシステムを繰返し作動させるため
には加熱器100内のMHの吸蔵されたH2ガスを解離させて
水素貯蔵器101内へ戻すことが必要である。
（Q1）で水素貯蔵器101を加熱するとH2ガスが放出さ
れ、加熱器100内のMHはそのH2ガスを貯蔵して発熱しそ
の熱（Q2）で冷却水を加熱することが出来る。ところ
が、上記ヒートポンプシステムを繰返し作動させるため
には加熱器100内のMHの吸蔵されたH2ガスを解離させて
水素貯蔵器101内へ戻すことが必要である。
この加熱器100内のMHの再生方法として、（１）第９図
のシステムのように加熱器100内のMHと水素貯蔵器101内
のMHとの水素平衡解離圧を利用する方法、（２）第10図
のシステムのように真空ポンプ104により加熱器100内の
H2ガスを吸引しそのH2ガスを水素貯蔵器101へ戻す方
法、が一般的である。
のシステムのように加熱器100内のMHと水素貯蔵器101内
のMHとの水素平衡解離圧を利用する方法、（２）第10図
のシステムのように真空ポンプ104により加熱器100内の
H2ガスを吸引しそのH2ガスを水素貯蔵器101へ戻す方
法、が一般的である。
即ち、第９図のシステムでは、暖機後の冷却水などの熱
（Q3）で加熱器100を加熱するとH2ガスが解離し水素貯
蔵器101へ流入する。このとき、再生のために水素貯蔵
器101を外気等で冷却する（Q4）が必要である。第11図
は、外気温を−25℃として上記ヒートポンプシステムに
おける加熱と再生における温度と水素解離圧の関係を例
示したもので、第12図は加熱器100のMH及び水素貯蔵器1
01のMHの温度の時間変化を例示したものである。
（Q3）で加熱器100を加熱するとH2ガスが解離し水素貯
蔵器101へ流入する。このとき、再生のために水素貯蔵
器101を外気等で冷却する（Q4）が必要である。第11図
は、外気温を−25℃として上記ヒートポンプシステムに
おける加熱と再生における温度と水素解離圧の関係を例
示したもので、第12図は加熱器100のMH及び水素貯蔵器1
01のMHの温度の時間変化を例示したものである。
上記第９図のヒートポンプシステムにおいて、加熱時に
は水素貯蔵器101が加熱され、再生時には加熱器100が例
えば約80℃の冷却水で加熱される一方水素貯蔵器101は
例えば−25℃の外気で冷却されることになる。しかし、
システムが大型化する程加熱器100及び水素貯蔵器101の
MHの熱容量が大きくなることから、再生時加熱器100を
加熱する時間も水素貯蔵器101を冷却する時間も長くな
る。その結果、第11図・第12図から判るようにエンジン
起動後加熱器100が再生完了するまでにかなりの長時間
（第12図の例では約33分）かかることになる。
は水素貯蔵器101が加熱され、再生時には加熱器100が例
えば約80℃の冷却水で加熱される一方水素貯蔵器101は
例えば−25℃の外気で冷却されることになる。しかし、
システムが大型化する程加熱器100及び水素貯蔵器101の
MHの熱容量が大きくなることから、再生時加熱器100を
加熱する時間も水素貯蔵器101を冷却する時間も長くな
る。その結果、第11図・第12図から判るようにエンジン
起動後加熱器100が再生完了するまでにかなりの長時間
（第12図の例では約33分）かかることになる。
従って、このヒートポンプシステムを備えた車両の場
合、かなりの長時間走行しない限り、加熱器100を再生
できないので上記ヒートポンプシステムを繰返し作動さ
せることが出来ないという問題がある。
合、かなりの長時間走行しない限り、加熱器100を再生
できないので上記ヒートポンプシステムを繰返し作動さ
せることが出来ないという問題がある。
これに対して、第10図のシステムの場合、真空ポンプ10
4のシール技術が難しく、真空ポンプ104の作動にエネル
ギを要し、系が複雑化・大型化するという問題がある。
4のシール技術が難しく、真空ポンプ104の作動にエネル
ギを要し、系が複雑化・大型化するという問題がある。
本発明に係る車両の加熱装置は、水素吸蔵合金を収容し
た加熱器と、水素ガスを貯蔵した第１貯蔵器とを制御弁
を介して連通連結した車両の加熱装置において、水素吸
蔵合金を収容した第２貯蔵器を設け、加熱器の再生時に
加熱器から低温状態にある第２貯蔵器へ水素ガスを導入
する制御手段を設けたものである。
た加熱器と、水素ガスを貯蔵した第１貯蔵器とを制御弁
を介して連通連結した車両の加熱装置において、水素吸
蔵合金を収容した第２貯蔵器を設け、加熱器の再生時に
加熱器から低温状態にある第２貯蔵器へ水素ガスを導入
する制御手段を設けたものである。
尚、上記第１貯蔵器は、水素吸蔵合金にH2ガスを吸蔵さ
せた貯蔵器で構成してもよいし、或いはH2ガスを単に貯
蔵する水素タンクで構成してもよい。
せた貯蔵器で構成してもよいし、或いはH2ガスを単に貯
蔵する水素タンクで構成してもよい。
本発明に係る車両の加熱装置においては、その加熱器を
作動させる場合、先ず第１貯蔵器から加熱器へH2ガスを
供給しH2ガスの吸蔵に伴って加熱器を発熱させる。その
加熱後加熱器を再生するときには加熱器を加熱してその
MHからH2ガスを解離させ、そのH2ガスを低温状態にある
第２貯蔵器へ導入すると、そのH2ガスが第２貯蔵器のMH
に貯蔵されることになる。
作動させる場合、先ず第１貯蔵器から加熱器へH2ガスを
供給しH2ガスの吸蔵に伴って加熱器を発熱させる。その
加熱後加熱器を再生するときには加熱器を加熱してその
MHからH2ガスを解離させ、そのH2ガスを低温状態にある
第２貯蔵器へ導入すると、そのH2ガスが第２貯蔵器のMH
に貯蔵されることになる。
次に第２貯蔵器から第１貯蔵器へH2ガスを戻して完全に
再生し、再び加熱器を作動させるときには上記同様に繰
返えすものとする。
再生し、再び加熱器を作動させるときには上記同様に繰
返えすものとする。
但し、第２貯蔵器から第１貯蔵器へH2ガスを戻さないで
おいて、再び加熱器を作動させるときには第２貯蔵器を
加熱することによりH2ガスを解離させそのH2ガスを加熱
器へ導入し加熱器を発熱させる。その加熱後加熱器を再
生するときには加熱器を加熱し解離したH2ガスを第１貯
蔵器へ導入させることも有り得る。
おいて、再び加熱器を作動させるときには第２貯蔵器を
加熱することによりH2ガスを解離させそのH2ガスを加熱
器へ導入し加熱器を発熱させる。その加熱後加熱器を再
生するときには加熱器を加熱し解離したH2ガスを第１貯
蔵器へ導入させることも有り得る。
本発明に係る車両の加熱装置によれば、以上説明したよ
うに、第１貯蔵器→加熱器→第２貯蔵器→第１貯蔵器、
或いは第１貯蔵器→加熱器→第２貯蔵器→加熱器→第１
貯蔵器、のような順序でH2ガスを移動させることにより
加熱器の再生を短時間で行うことが出来るので、冷寒時
に車両を短時間作動（走行）させるのを繰返すような場
合にも、加熱装置を確実に作動させることが出来る。
うに、第１貯蔵器→加熱器→第２貯蔵器→第１貯蔵器、
或いは第１貯蔵器→加熱器→第２貯蔵器→加熱器→第１
貯蔵器、のような順序でH2ガスを移動させることにより
加熱器の再生を短時間で行うことが出来るので、冷寒時
に車両を短時間作動（走行）させるのを繰返すような場
合にも、加熱装置を確実に作動させることが出来る。
以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。
（第１実施例） 本実施例は、本発明を自動車のエンジンの冷却水を加熱
する加熱装置に適用した場合のものである。
する加熱装置に適用した場合のものである。
第１図に示すように、冷寒始動時エンジンＥの冷却水を
加熱して暖機を促進するため、エンジンＥの冷却水通路
１の途中部にはMH1（第１の水素吸蔵合金）を収容した
加熱器２が外装されている。
加熱して暖機を促進するため、エンジンＥの冷却水通路
１の途中部にはMH1（第１の水素吸蔵合金）を収容した
加熱器２が外装されている。
また、エンジンＥの排気マニホールド３よりも下流部に
おいて排気通路４には第１バイパス通路4aと第２バイパ
ス通路4bとが設けられ、第１バイパス通路4aにはMH
2（第２の水素吸蔵合金）を収容した第１水素貯蔵器５
が外装されるとともに第２バイパス通路4bにはMH3（第
３の水素吸蔵合金）を収容した第２貯蔵器６が外装され
ている。
おいて排気通路４には第１バイパス通路4aと第２バイパ
ス通路4bとが設けられ、第１バイパス通路4aにはMH
2（第２の水素吸蔵合金）を収容した第１水素貯蔵器５
が外装されるとともに第２バイパス通路4bにはMH3（第
３の水素吸蔵合金）を収容した第２貯蔵器６が外装され
ている。
上記加熱器２と第１貯蔵器５と第２貯蔵器６とはガス通
路７で連通連結され、第１制御弁V1・第２制御弁V2・第
３制御弁V3が図示のようにガス通路７に設けられ、排気
通路４と第１及び第２バイパス通路4a・4bには図示のよ
うに通路を開閉するシャッタ弁V4・V5・V6が夫々設けら
れている。
路７で連通連結され、第１制御弁V1・第２制御弁V2・第
３制御弁V3が図示のようにガス通路７に設けられ、排気
通路４と第１及び第２バイパス通路4a・4bには図示のよ
うに通路を開閉するシャッタ弁V4・V5・V6が夫々設けら
れている。
更に、第１貯蔵器５及び第２貯蔵器６の外周側を取り囲
むように夫々外気ダクト８・９が設けられ、この外気ダ
クト８・９へは走行風を導入可能で、外気ダクト８・９
の下流端部には夫々シャッタ弁V7・V8が設けられてい
る。
むように夫々外気ダクト８・９が設けられ、この外気ダ
クト８・９へは走行風を導入可能で、外気ダクト８・９
の下流端部には夫々シャッタ弁V7・V8が設けられてい
る。
上記冷却水通路１はサーモ弁から分岐してラジエータ
（図示外）をバイパスするバイパス冷却水通路に相当す
るものであり、この冷却水通路１にはウォータポンプ10
と温度センサ11とが介設され、また第２貯蔵器６内のH2
ガス圧を検出する圧力センサ12が設けられており、上記
温度センサ11と圧力センサ12からの信号は夫々図示外の
コントロールユニットへ出力され、上記第１〜第３制御
弁V1〜V3及びシャッタ弁V4〜V8はコントロールユニット
により制御される。尚、第２図は、加熱器２と第１貯蔵
器５と第２貯蔵器６とのH2ガス系統を等価的に図示した
ものである。
（図示外）をバイパスするバイパス冷却水通路に相当す
るものであり、この冷却水通路１にはウォータポンプ10
と温度センサ11とが介設され、また第２貯蔵器６内のH2
ガス圧を検出する圧力センサ12が設けられており、上記
温度センサ11と圧力センサ12からの信号は夫々図示外の
コントロールユニットへ出力され、上記第１〜第３制御
弁V1〜V3及びシャッタ弁V4〜V8はコントロールユニット
により制御される。尚、第２図は、加熱器２と第１貯蔵
器５と第２貯蔵器６とのH2ガス系統を等価的に図示した
ものである。
上記加熱器２内のMH1は例えばLaNi系の高温解離型のMH
で、第１貯蔵器５内のMH2は例えばLaNi系の低温解離型
のMHで、第２貯蔵器６内のMH3は例えばMmTi系の中温（M
H1及びMH2と比較したときにその中間の温度）解離型のM
Hである（但し、Mmはミッシュメタル）。
で、第１貯蔵器５内のMH2は例えばLaNi系の低温解離型
のMHで、第２貯蔵器６内のMH3は例えばMmTi系の中温（M
H1及びMH2と比較したときにその中間の温度）解離型のM
Hである（但し、Mmはミッシュメタル）。
次に、上記加熱装置の作用について説明する。
先ず、冷寒始動時エンジン冷却水を加熱する場合、温度
センサ11からの信号により冷却水温が例えば５℃以下の
ときには、第１・第２制御弁V1・V2及びシャッタ弁V5・
V8を開くとともに、第３制御弁V3及びシャッタ弁V4・V6
・V7を閉じる。
センサ11からの信号により冷却水温が例えば５℃以下の
ときには、第１・第２制御弁V1・V2及びシャッタ弁V5・
V8を開くとともに、第３制御弁V3及びシャッタ弁V4・V6
・V7を閉じる。
従って、外気ダクト８へは外気が流入せず、第１バイパ
ス通路4a内を約200℃の排気が流れるので、第１貯蔵器
５が加熱されそのMH2からH2ガスが解離し、そのH2ガス
がガス通路７を介して加熱器２へ流入しMH1に吸蔵され
る。これによりMH1はH2ガス吸蔵に伴って発熱し、MH1は
約２〜３分の間に約50℃に昇温し、（第４図参照）冷却
水が加熱される。一方、この間外気ダクト９へは外気が
流入し、第２バイパス通路4b内を排気が流れないので第
２貯蔵器６は外気温（−20℃）近くまで冷却されてい
る。
ス通路4a内を約200℃の排気が流れるので、第１貯蔵器
５が加熱されそのMH2からH2ガスが解離し、そのH2ガス
がガス通路７を介して加熱器２へ流入しMH1に吸蔵され
る。これによりMH1はH2ガス吸蔵に伴って発熱し、MH1は
約２〜３分の間に約50℃に昇温し、（第４図参照）冷却
水が加熱される。一方、この間外気ダクト９へは外気が
流入し、第２バイパス通路4b内を排気が流れないので第
２貯蔵器６は外気温（−20℃）近くまで冷却されてい
る。
上記加熱器２による加熱を約３分間継続後には、シャッ
タ弁V4・V7を開き、第２制御弁V2及びシャッタ弁V5を閉
じる。
タ弁V4・V7を開き、第２制御弁V2及びシャッタ弁V5を閉
じる。
これにより、加熱器２へのH2ガスの供給を停止し、第１
貯蔵器５の冷却を開始する。
貯蔵器５の冷却を開始する。
次に、加熱器２の再生について第３図・第４図を参照し
て説明すると、エンジンＥの暖機とともに冷却水温が上
昇し、暖機が略完了して冷却水温が約80℃以上に上昇し
た時点において、第３制御弁V3を開くと、加熱器２内の
MH1から解離したH2ガスが第２貯蔵器６へ供給され、そ
のMH3は外気で冷却されているのでMH3にH2ガスが吸蔵さ
れていく（第３図リセット１）。尚、第３図において、
MH3の再生後、十分冷却されていないときにはリセット
１は０℃付近に向う矢印となる。加熱器２内のMH1から
の解離が終了すると、冷却水温が再び上昇し始めるの
で、その時点において第１制御弁V1及びシャッタ弁V4・
V8を閉じるとともにシャッタ弁V6を開く。これにより、
第２貯蔵器６が排気熱で加熱されMH3からH2ガスの解離
が進行し、H2ガス圧が上昇していく。第２貯蔵器６内の
H2ガス圧が約9kg/cm2以上になったときに、第２制御弁V
2を開き、第２貯蔵器６から第１貯蔵器５へH2ガスを供
給し、そのH2ガスをMH2に吸蔵させる（第３図リセット
２）。この間第１貯蔵器５は外気で冷却されているので
H2ガスの吸蔵が進行する。これを約10分間継続すると、
第２貯蔵器６の再生が完了するので、第２・第３制御弁
V2・V3及びシャッタ弁V6を閉じるとともにシャッタ弁V4
・V8を開く。以上の加熱及び再生の制御はコントロール
ユニットにより自動的になされることは言うまでもな
い。
て説明すると、エンジンＥの暖機とともに冷却水温が上
昇し、暖機が略完了して冷却水温が約80℃以上に上昇し
た時点において、第３制御弁V3を開くと、加熱器２内の
MH1から解離したH2ガスが第２貯蔵器６へ供給され、そ
のMH3は外気で冷却されているのでMH3にH2ガスが吸蔵さ
れていく（第３図リセット１）。尚、第３図において、
MH3の再生後、十分冷却されていないときにはリセット
１は０℃付近に向う矢印となる。加熱器２内のMH1から
の解離が終了すると、冷却水温が再び上昇し始めるの
で、その時点において第１制御弁V1及びシャッタ弁V4・
V8を閉じるとともにシャッタ弁V6を開く。これにより、
第２貯蔵器６が排気熱で加熱されMH3からH2ガスの解離
が進行し、H2ガス圧が上昇していく。第２貯蔵器６内の
H2ガス圧が約9kg/cm2以上になったときに、第２制御弁V
2を開き、第２貯蔵器６から第１貯蔵器５へH2ガスを供
給し、そのH2ガスをMH2に吸蔵させる（第３図リセット
２）。この間第１貯蔵器５は外気で冷却されているので
H2ガスの吸蔵が進行する。これを約10分間継続すると、
第２貯蔵器６の再生が完了するので、第２・第３制御弁
V2・V3及びシャッタ弁V6を閉じるとともにシャッタ弁V4
・V8を開く。以上の加熱及び再生の制御はコントロール
ユニットにより自動的になされることは言うまでもな
い。
上記加熱装置においては、MH1とMH2の中間の中温解離型
のMH3を収容した第２貯蔵器６を設けたので、加熱器２
による加熱完了後、第１貯蔵器５の冷却期間（約25分）
を待つことなく、約その半分の時間経過した時点で加熱
器２の再生を開始することが出来る。従って、比較的短
時間自動車を走行させる場合でも確実に加熱器２を再生
でき、次回の走行時に加熱装置を作動させることが出
来、これにより加熱装置の稼働率を高めることが出来
る。そして、MH1→MH3→MH2と２段階の再生により加熱
器２を再生するので、第３図から判るようにMH3を約40
℃程度に加熱すればMH3→MH2への再生が可能なので、必
ずしも排気熱を活用しなくとも、エンジンからの放熱や
電気ヒータによる加熱など低熱源を用いて再生すること
が出来る。
のMH3を収容した第２貯蔵器６を設けたので、加熱器２
による加熱完了後、第１貯蔵器５の冷却期間（約25分）
を待つことなく、約その半分の時間経過した時点で加熱
器２の再生を開始することが出来る。従って、比較的短
時間自動車を走行させる場合でも確実に加熱器２を再生
でき、次回の走行時に加熱装置を作動させることが出
来、これにより加熱装置の稼働率を高めることが出来
る。そして、MH1→MH3→MH2と２段階の再生により加熱
器２を再生するので、第３図から判るようにMH3を約40
℃程度に加熱すればMH3→MH2への再生が可能なので、必
ずしも排気熱を活用しなくとも、エンジンからの放熱や
電気ヒータによる加熱など低熱源を用いて再生すること
が出来る。
この場合、例えばシリンダブロックやシリンダヘッドや
オイルパンの内部には熱発電電子素子（TEG）を設け、
エンジンに残留した蓄熱で発電し、その電力でヒータを
介してMH3を加熱するようにしてもよい。
オイルパンの内部には熱発電電子素子（TEG）を設け、
エンジンに残留した蓄熱で発電し、その電力でヒータを
介してMH3を加熱するようにしてもよい。
尚、第２貯蔵器６には、第１貯蔵器５のMH2と同種のMH
を用いてもよい。この場合暖機加熱時には第１貯蔵器５
と第２貯蔵器６から加熱器２へ交互にH2ガスを供給し、
例えば第２貯蔵器６から加熱器２へH2ガスを供給したと
きには加熱器２から低温状態にある第１貯蔵器５へH2ガ
スを戻して加熱器２を再生する。
を用いてもよい。この場合暖機加熱時には第１貯蔵器５
と第２貯蔵器６から加熱器２へ交互にH2ガスを供給し、
例えば第２貯蔵器６から加熱器２へH2ガスを供給したと
きには加熱器２から低温状態にある第１貯蔵器５へH2ガ
スを戻して加熱器２を再生する。
（第２実施例） 本実施例は、本発明を自動車のエンジンの吸気を加熱す
る加熱装置に適用した場合のものである。
る加熱装置に適用した場合のものである。
第５図に示すように、エンジンＥの吸気管20にMH1（第
１の水素吸蔵合金）を収容した加熱器21が外装（但し、
内装してもよい）され、また約10kg/cm2のガス圧のH2ガ
スを貯蔵する第１貯蔵器22が設けられ、エンジンＥの冷
却水通路23の途中部にはMH3（第３の水素吸蔵合金）を
収容した第２貯蔵器24が外装され、加熱器21と第１貯蔵
器22と第２貯蔵器24とは、ガス通路25で連結され、第１
〜第３制御弁V1・V2・V3が図示のようにガス通路25に介
装されている。
１の水素吸蔵合金）を収容した加熱器21が外装（但し、
内装してもよい）され、また約10kg/cm2のガス圧のH2ガ
スを貯蔵する第１貯蔵器22が設けられ、エンジンＥの冷
却水通路23の途中部にはMH3（第３の水素吸蔵合金）を
収容した第２貯蔵器24が外装され、加熱器21と第１貯蔵
器22と第２貯蔵器24とは、ガス通路25で連結され、第１
〜第３制御弁V1・V2・V3が図示のようにガス通路25に介
装されている。
上記加熱器21の再生時に加熱器21を加熱するため、加熱
器21の外周部には電気ヒータ21aが巻装され、この電気
ヒータ21aはリレースイッチ21bを介してバッテリに接続
されている。図示していないが、第１実施例の場合と同
様に冷却水温を検出する温度センサや第１・第２貯蔵器
22・24内のH2ガス圧を検出する圧力センサ等が設けら
れ、この加熱装置はコントロールユニットで制御され
る。
器21の外周部には電気ヒータ21aが巻装され、この電気
ヒータ21aはリレースイッチ21bを介してバッテリに接続
されている。図示していないが、第１実施例の場合と同
様に冷却水温を検出する温度センサや第１・第２貯蔵器
22・24内のH2ガス圧を検出する圧力センサ等が設けら
れ、この加熱装置はコントロールユニットで制御され
る。
上記加熱器21内に収容するMH1は高温解離型のZrCr1.2Ｆ
e0.8であり、第２貯蔵器24内に収容するMH3は低温解離
のLaNi系のMHである。
e0.8であり、第２貯蔵器24内に収容するMH3は低温解離
のLaNi系のMHである。
上記ZrCr1.2Ｆe0.8はLaNi系のMHに比べて吸蔵速度も速
く発熱量も多いが、再生温度（約400℃）が高いのでエ
ンジンＥで発生する200℃程度の排熱で再生するのに従
来では真空ポンプで吸引しながら再生していた。しか
し、上記のように第２貯蔵器24を設けることにより容易
に再生することが出来るようになっている。
く発熱量も多いが、再生温度（約400℃）が高いのでエ
ンジンＥで発生する200℃程度の排熱で再生するのに従
来では真空ポンプで吸引しながら再生していた。しか
し、上記のように第２貯蔵器24を設けることにより容易
に再生することが出来るようになっている。
次に、上記加熱装置の作用について説明する。
先ず、冷寒始動時に吸気を加熱する場合には、第１及び
第２制御弁V1・V2を開き第３制御弁V3を閉じる。する
と、第１貯蔵器22からH2ガスが加熱器21へ供給され、H2
ガスの貯蔵に伴って加熱器21が発熱し吸気が加熱され
る。
第２制御弁V1・V2を開き第３制御弁V3を閉じる。する
と、第１貯蔵器22からH2ガスが加熱器21へ供給され、H2
ガスの貯蔵に伴って加熱器21が発熱し吸気が加熱され
る。
上記のように所定時間にわたってH2ガスを供給し、エン
ジンＥの暖機が完了した時には第２制御弁V2を閉じ吸気
加熱を停止する。
ジンＥの暖機が完了した時には第２制御弁V2を閉じ吸気
加熱を停止する。
上記加熱器21を再生する場合には、第６図に示すよう
に、先ずエンジンＥの暖機前に加熱器21から第２貯蔵器
24へH2ガスを流して加熱器21を再生し、次に暖機後第２
貯蔵器24から第１貯蔵器22へH2ガスを流して第２貯蔵器
24を再生する。即ち、加熱器21のヒータ21aへ通電して
加熱器21を約200℃に加熱してMH1からH2ガスを解離さ
せ、第１・第３制御弁V1・V3を開いて加熱器21から低温
状態にある第２貯蔵器24へH2ガスを流し、MH3に吸蔵さ
せ（第６図リセット１）、加熱器21の再生終了後第１・
第３制御弁V1・V3を閉じる。次に、暖機後約50℃以上の
冷却水で第２貯蔵器24を加熱しつつ、第２・第３制御弁
V2・V3を開いて第２貯蔵器24から第１貯蔵器22へH2ガス
を供給し、第２貯蔵器24を再生する（第６図リセット
２）。
に、先ずエンジンＥの暖機前に加熱器21から第２貯蔵器
24へH2ガスを流して加熱器21を再生し、次に暖機後第２
貯蔵器24から第１貯蔵器22へH2ガスを流して第２貯蔵器
24を再生する。即ち、加熱器21のヒータ21aへ通電して
加熱器21を約200℃に加熱してMH1からH2ガスを解離さ
せ、第１・第３制御弁V1・V3を開いて加熱器21から低温
状態にある第２貯蔵器24へH2ガスを流し、MH3に吸蔵さ
せ（第６図リセット１）、加熱器21の再生終了後第１・
第３制御弁V1・V3を閉じる。次に、暖機後約50℃以上の
冷却水で第２貯蔵器24を加熱しつつ、第２・第３制御弁
V2・V3を開いて第２貯蔵器24から第１貯蔵器22へH2ガス
を供給し、第２貯蔵器24を再生する（第６図リセット
２）。
上記のように、この加熱装置では、MH1に比較し低温解
離型のMH3を収容した第２貯蔵器24を設け、MH1→MH3→
第１貯蔵器22の順に２段階で再生することにより、200
℃程度の低温でMH1を再生することが出来る。
離型のMH3を収容した第２貯蔵器24を設け、MH1→MH3→
第１貯蔵器22の順に２段階で再生することにより、200
℃程度の低温でMH1を再生することが出来る。
次に、上記加熱器21及び第２貯蔵器24内に収容するMH1
やMH3の粉体表面にAlを蒸着するAl蒸着装置30について
第７図・第８図により説明する。
やMH3の粉体表面にAlを蒸着するAl蒸着装置30について
第７図・第８図により説明する。
第７図において、強化ガラス製の円筒状蒸着容器31が支
軸32を介して回転自在に支持され、モータ33で蒸着容器
31を回転できるようになっている。蒸着容器31内には第
８図のように多数の小孔34を有するタングステン製の円
筒状蒸着器35が同心状に配設され、支軸32の内端部に固
着されている。そして、蒸着器35はその周壁部分35aが
開閉可能になっており、その開口部から内部にペレット
状のAl塊が収容される。上記蒸着容器31も蒸発器35と略
同様にその周壁部分が開閉可能になっており、その開口
部から内部にMHの粉体を収容可能である。
軸32を介して回転自在に支持され、モータ33で蒸着容器
31を回転できるようになっている。蒸着容器31内には第
８図のように多数の小孔34を有するタングステン製の円
筒状蒸着器35が同心状に配設され、支軸32の内端部に固
着されている。そして、蒸着器35はその周壁部分35aが
開閉可能になっており、その開口部から内部にペレット
状のAl塊が収容される。上記蒸着容器31も蒸発器35と略
同様にその周壁部分が開閉可能になっており、その開口
部から内部にMHの粉体を収容可能である。
上記蒸着容器31の内部の空気を排出するため、一方の支
軸32の外側に吸引管36が外装され、吸引管36はバルブ37
及びコネクタ38を介して真空ポンプ39に接続され、吸引
管36は蒸着容器31内空間に連通している。更に、上記蒸
発器35を加熱するため蒸発器35へはコントローラから所
定の電流を通電し得るようになっている。
軸32の外側に吸引管36が外装され、吸引管36はバルブ37
及びコネクタ38を介して真空ポンプ39に接続され、吸引
管36は蒸着容器31内空間に連通している。更に、上記蒸
発器35を加熱するため蒸発器35へはコントローラから所
定の電流を通電し得るようになっている。
次に、上記Al蒸着装置30の作用について説明する。
先ず、蒸着容器31内に約100〜200μｍの粒径のMHを収容
するとともに蒸発器35内にペレット状のAl塊を収容す
る。次に、真空ポンプ39を作動させて蒸着容器31内の空
気を吸引除去後バルブ37を閉じ、コネクタ38を外す。
するとともに蒸発器35内にペレット状のAl塊を収容す
る。次に、真空ポンプ39を作動させて蒸着容器31内の空
気を吸引除去後バルブ37を閉じ、コネクタ38を外す。
次に、蒸発器35に通電して加熱しつつ、モータ33により
蒸着容器31と蒸発器35とを低速で回転させる。
蒸着容器31と蒸発器35とを低速で回転させる。
すると、蒸発器35内のAl塊が加熱されてAl蒸気が発生
し、そのAl蒸気が蒸発器35の小孔34から蒸着容器31内へ
流れ出す。蒸着容器31内のMHの粉体は容器の回転によっ
て撹拌されているので、MHの粉体の表面にAl蒸気が蒸着
することになる。この場合、Al蒸着膜の膜厚は数μｍ〜
10μｍ程度とすることが望ましいが、この膜厚は蒸発器
35へ供給する電流と処理時間とで適宜制御することが出
来る。
し、そのAl蒸気が蒸発器35の小孔34から蒸着容器31内へ
流れ出す。蒸着容器31内のMHの粉体は容器の回転によっ
て撹拌されているので、MHの粉体の表面にAl蒸気が蒸着
することになる。この場合、Al蒸着膜の膜厚は数μｍ〜
10μｍ程度とすることが望ましいが、この膜厚は蒸発器
35へ供給する電流と処理時間とで適宜制御することが出
来る。
上記のように、MHの粉体表面にAlを蒸着させると、ガラ
ス程度の小さな熱伝導率を有するMHの熱伝導率が著しく
大きくなる。Al蒸着膜の膜厚が上記の範囲であればH2ガ
スの吸蔵に悪影響は殆んどない。Alは比重が小さいの
で、Cuの蒸着膜を形成する場合に比較し、比重の小さな
MHを得ることが出来るため加熱器21や貯蔵器24の熱容量
を小さくし、加熱や再生時の反応速度を高めることが出
来る。
ス程度の小さな熱伝導率を有するMHの熱伝導率が著しく
大きくなる。Al蒸着膜の膜厚が上記の範囲であればH2ガ
スの吸蔵に悪影響は殆んどない。Alは比重が小さいの
で、Cuの蒸着膜を形成する場合に比較し、比重の小さな
MHを得ることが出来るため加熱器21や貯蔵器24の熱容量
を小さくし、加熱や再生時の反応速度を高めることが出
来る。
尚、上記蒸着容器31は、セラミックやセラミックを内側
にコーティングした金属材料製でもよく、蒸発器35はセ
ラミック製とし、その内部にタングステン製のヒータを
配設してもよい。
にコーティングした金属材料製でもよく、蒸発器35はセ
ラミック製とし、その内部にタングステン製のヒータを
配設してもよい。
本願の車両の加熱装置は、冷却水や吸気を加熱する加熱
装置以外に、オイルや空調用のエアを加熱するものにも
適用できるし、ディーゼルエンジンやロータリピストン
エンジンにも同様に適用し得るものである。
装置以外に、オイルや空調用のエアを加熱するものにも
適用できるし、ディーゼルエンジンやロータリピストン
エンジンにも同様に適用し得るものである。
図面のうち第１図〜第８図は本発明の実施例を示すもの
で、第１図〜第４図は第１実施例を示し、第１図は加熱
装置の全体構成図、第２図はH2ガス系統の構成図、第３
図はMH1・MH2・MH3の水素解離圧・温度特性図、第４図
はMH1とMH2の温度タイムチャート、第５図〜第８図は第
２実施例を示し、第５図は加熱装置の全体構成図、第６
図はMH1とMH3の水素解離圧・温度特性図、第７図はAl蒸
着装置の全体構成図、第８図は蒸発器の斜視図、第９図
・第10図は夫々従来技術に係る加熱装置のH2ガス系統の
構成図、第11図・第12図は夫々第９図と第10図の装置に
おけるMHの水素解離圧・温度特性図及びMHの温度タイム
チャートである。 ２・21……加熱器、５・22……第１貯蔵器、６・24……
第２貯蔵器、７・25……ガス通路、V1・V2・V3……制御
弁。
で、第１図〜第４図は第１実施例を示し、第１図は加熱
装置の全体構成図、第２図はH2ガス系統の構成図、第３
図はMH1・MH2・MH3の水素解離圧・温度特性図、第４図
はMH1とMH2の温度タイムチャート、第５図〜第８図は第
２実施例を示し、第５図は加熱装置の全体構成図、第６
図はMH1とMH3の水素解離圧・温度特性図、第７図はAl蒸
着装置の全体構成図、第８図は蒸発器の斜視図、第９図
・第10図は夫々従来技術に係る加熱装置のH2ガス系統の
構成図、第11図・第12図は夫々第９図と第10図の装置に
おけるMHの水素解離圧・温度特性図及びMHの温度タイム
チャートである。 ２・21……加熱器、５・22……第１貯蔵器、６・24……
第２貯蔵器、７・25……ガス通路、V1・V2・V3……制御
弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−79213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−249666（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−178058（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−181866（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】水素吸蔵合金を収容した加熱器と、水素ガ
スを貯蔵した第１貯蔵器とを制御弁を介して連通連結し
た車両の加熱装置において、 水素吸蔵合金を収容した第２貯蔵器を設け、加熱器の再
生時に加熱器から低温状態にある第２貯蔵器へ水素ガス
を導入する制御手段を設けたことを特徴とする車両の加
熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198187A JPH0788773B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 車両の加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198187A JPH0788773B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 車両の加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63198714A JPS63198714A (ja) | 1988-08-17 |
| JPH0788773B2 true JPH0788773B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=12346115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3198187A Expired - Lifetime JPH0788773B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 車両の加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788773B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012215324A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Toyota Central R&D Labs Inc | 化学蓄熱装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02218812A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-08-31 | Suzuki Motor Co Ltd | 水素自動車における燃料タンク加熱装置 |
| JPH0459314U (ja) * | 1990-09-29 | 1992-05-21 | ||
| JP2530759B2 (ja) * | 1991-04-15 | 1996-09-04 | 新日本製鐵株式会社 | 水素吸蔵合金を用いた車輌の冷暖房方法 |
| JPH06235560A (ja) * | 1992-12-18 | 1994-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵合金利用移動体 |
| JP2015183635A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 株式会社豊田自動織機 | 化学蓄熱装置 |
| JP2024000717A (ja) * | 2022-06-21 | 2024-01-09 | 日産自動車株式会社 | 発熱装置及び窓部材 |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP3198187A patent/JPH0788773B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012215324A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Toyota Central R&D Labs Inc | 化学蓄熱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63198714A (ja) | 1988-08-17 |
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