JP2015183635A - 化学蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱材の発熱温度を高くしても、反応媒体を吸着器に確実に回収することができる化学蓄熱装置を提供する。
【解決手段】化学蓄熱装置１０は、酸化触媒４の周囲に配置され、ＮＨ_３と化学反応して熱を発生させる蓄熱材１４を含む反応器１１と、排気管８に取り付けられ、ＮＨ_３を物理吸着する第１吸着材１５を含む第１吸着器１２と、排気管８から離間して配置され、ＮＨ_３を物理吸着する第２吸着材１６を含む第２吸着器１３とを備えている。反応器１１と第１吸着器１２との間には、ＮＨ_３の流路を開閉させる第１開閉弁１８が設けられている。反応器１１と第２吸着器１３との間には、ＮＨ_３の流路を開閉させる第２開閉弁２０が設けられている。第１吸着器１２と第２吸着器１３との間には、ＮＨ_３の流路を開閉させる機械式の第３開閉弁２２が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばエンジンの排気系等に設けられた加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置に関するものである。

従来の化学蓄熱装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、エンジン要素部品を加熱する無回収式加熱装置が知られている。特許文献１に記載の化学蓄熱装置は、化学反応媒体としてのアンモニア（ＮＨ_３）の固定化及び脱離が可能なアンモニア吸着材を有するアンモニア吸着器と、このアンモニア吸着器と配管を介して接続され、ＮＨ_３との化学反応により発熱すると共に熱源からの余剰熱によりＮＨ_３を脱離させる化学蓄熱材を有する化学蓄熱反応器と、配管に設けられたバルブとを備えている。

エンジンの始動時には、バルブを開放させることで、アンモニア吸着器のアンモニア吸着材から脱離したＮＨ_３が配管を通じて化学蓄熱反応器に供給される。そして、ＮＨ_３と化学蓄熱材との化学反応によって化学蓄熱材が発熱し、その熱によりエンジン要素部品が加熱される（発熱反応）。エンジンの暖機後には、エンジン要素部品の余剰熱によって化学蓄熱材からＮＨ_３が脱離する。そして、そのＮＨ_３が配管を通じてアンモニア吸着材に再び固定されることで、ＮＨ_３がアンモニア吸着器に回収される（再生反応）。その後、バルブが閉止される。

特開２０１３−７２５５８号公報

しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、発熱反応時には、吸着器を加熱して吸着器内の圧力を高くすることで、蓄熱材の発熱温度を高くすることが考えられる。しかし、再生反応においてＮＨ_３を回収する際には、蓄熱材の発熱温度以上の熱を蓄熱材に与える必要がある。つまり、蓄熱材は、発熱温度よりも低温の熱を蓄熱することはできない。このため、蓄熱材の発熱温度が高すぎると、ＮＨ_３を吸着器に回収することが困難になる。

本発明の目的は、蓄熱材の発熱温度を高くしても、反応媒体を吸着器に確実に回収することができる化学蓄熱装置を提供することである。

本発明は、加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置において、気体の反応媒体と化学反応して熱を発生させる蓄熱材を有する反応器と、反応媒体を吸着する第１吸着材を有する第１吸着器と、第１吸着器を加熱する加熱手段と、第１吸着器とは異なる箇所に配置され、反応媒体を吸着する第２吸着材を有する第２吸着器と、反応器と第１吸着器との間に設けられ、第１吸着器と反応器との間で流通される反応媒体の流路を開閉させる第１開閉弁と、反応器と第２吸着器との間に設けられ、反応器と第２吸着器との間で流通される反応媒体の流路を開閉させる第２開閉弁と、第１吸着器と第２吸着器との間に設けられ、第２吸着器と第１吸着器との間で流通される反応媒体の流路を開閉させる第３開閉弁とを備えることを特徴とするものである。

このような本発明の化学蓄熱装置においては、まず第１開閉弁を開くことで、第１吸着器の第１吸着材から脱離した反応媒体が反応器に供給され、反応器の蓄熱材と反応媒体との化学反応により蓄熱材から熱が発生する。このとき、第１吸着器を加熱することにより、第１吸着器内の圧力が高くなるため、反応媒体の供給圧力が高くなり、これに伴って蓄熱材の発熱温度が上がる。従って、蓄熱材で発生した熱によって加熱対象物が効果的に加熱されるようになる。そして、第１吸着器からの反応媒体の供給が終了すると、第１開閉弁を閉じ、その後に第２開閉弁を開く。反応器の蓄熱材に熱が与えられて蓄熱されると、蓄熱材から反応媒体が脱離する。そして、反応器から第２吸着器に反応媒体が移動し、反応媒体が第２吸着器の第２吸着材に吸着（回収）される。このとき、第１吸着器が加熱状態に維持されていると、第２吸着器の温度は第１吸着器の温度よりも低いため、第２吸着器内の圧力は第１吸着器内の圧力よりも低くなっている。従って、反応器から第２吸着器に反応媒体を回収する際に、上述した蓄熱材の発熱温度よりも低温の熱を蓄熱材に蓄熱することができる。そして、第２開閉弁を閉じた後、第３開閉弁を開くことで、第２吸着器から第１吸着器に反応媒体を戻す。このように本発明によれば、蓄熱材の発熱温度よりも低温の熱を蓄熱材に蓄熱することが可能となるため、蓄熱材の発熱温度を高くしても、反応媒体を第２吸着器を介して第１吸着器に確実に回収することができる。

第２吸着材は、第１吸着材よりも高い圧力で反応媒体を吸着するような特性を有していると良い。この場合には、第１吸着器の温度が低下して第２吸着器の温度と等しくなると、第２吸着器内の圧力が第１吸着器内の圧力よりも高くなる。その状態で、第３開閉弁を開くと、第１吸着器と第２吸着器との圧力差により第２吸着器から第１吸着器に反応媒体が移動する。これにより、反応媒体を第２吸着器から第１吸着器に早く戻すことができる。

また、第１開閉弁及び第２開閉弁を制御する制御手段を更に備え、制御手段は、まず第１開閉弁を開くように制御し、加熱対象物が加熱されると、第１開閉弁を閉じるように制御した後に第２開閉弁を開くように制御すると良い。この場合には、加熱対象物が加熱された後に、第１開閉弁を閉弁し、その後に第２開閉弁を開弁する。従って、反応器の蓄熱材に熱が蓄熱されると、反応器から第２吸着器に反応媒体が自動的に移動するようになる。

さらに、第３開閉弁は、第２吸着器内の圧力が第１吸着器内の圧力よりも高いときに開く弁であると良い。この場合には、第３開閉弁に電気を供給しなくても、第２吸着器内の圧力が第１吸着器内の圧力よりも高くなると、第３開閉弁が機械的に開き、第２吸着器から第１吸着器に反応媒体が移動するようになる。

また、加熱対象物は、エンジンの排気系に設けられており、加熱手段は、排気系の排気管であり、第１吸着器は、排気管に取り付けられていると良い。この場合には、排気管内を流れる排気ガスの熱によって第１吸着器が加熱されることになるため、ヒータ等の加熱装置を別途用意しなくて済み、コスト的に有利となる。

本発明によれば、蓄熱材の発熱温度を高くしても、反応媒体を吸着器に確実に回収することができる。これにより、効率の良い化学蓄熱装置を提供することが可能となる。

本発明に係る化学蓄熱装置の一実施形態を備えた排気浄化システムを示す概略構成図である。 図１に示した化学蓄熱装置の構成図である。 図２に示したコントローラにより実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図２に示した化学蓄熱装置において第１吸着器から反応器にＮＨ_３を移動させる際の動作として、第１吸着器内及び第２吸着器内の圧力とＮＨ_３吸着量との関係と、反応器内の圧力と蓄熱材の発熱温度との関係とを示すグラフである。 図２に示した化学蓄熱装置において反応器から第２吸着器にＮＨ_３を移動させる際の動作として、第１吸着器内及び第２吸着器内の圧力とＮＨ_３吸着量との関係と、反応器内の圧力と蓄熱材の発熱温度との関係とを示すグラフである。 図２に示した化学蓄熱装置において第２吸着器から第１吸着器にＮＨ_３を移動させる際の動作として、第１吸着器内及び第２吸着器内の圧力とＮＨ_３吸着量との関係と、反応器内の圧力と蓄熱材の発熱温度との関係とを示すグラフである。

以下、本発明に係る化学蓄熱装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る化学蓄熱装置の一実施形態を備えた排気浄化システムを示す概略構成図である。同図において、排気浄化システム１は、車両のディーゼルエンジン２（以下、単にエンジン２という）の排気系に設けられ、エンジン２から排出される排ガス中に含まれる有害物質（環境汚染物質）を浄化するシステムである。

排気浄化システム１は、エンジン２と接続された排気通路３（排気系）の途中に上流側から下流側に向けて順に配置された酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）５、選択還元触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）６及び酸化触媒（ＡＳＣ：Ammonia Slip Catalyst）７を備えている。

酸化触媒４は、排ガス中に含まれるＨＣ及びＣＯ等を酸化して浄化する触媒である。ＤＰＦ５は、排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して取り除くフィルタである。ＳＣＲ６は、尿素またはアンモニア（ＮＨ_３）によって、排ガス中に含まれるＮＯｘを還元して浄化する触媒である。酸化触媒７は、ＳＣＲ６をすり抜けてＳＣＲ６の下流側に流れたＮＨ_３を酸化する触媒である。

また、排気浄化システム１は、本実施形態の化学蓄熱装置１０を備えている。化学蓄熱装置１０は、通常は排ガスの熱（排熱）を蓄えておき、必要なときに排熱を使用することにより、エネルギーレスで酸化触媒４を加熱する装置である。

化学蓄熱装置１０は、図２にも示すように、酸化触媒４の周囲に配置されるように排気管８に取り付けられた反応器１１と、排気管８における酸化触媒４とＤＰＦ５とをつなぐ部位に取り付けられた第１吸着器１２と、排気管８から離間した箇所、つまり第１吸着器１２とは異なる箇所に配置された第２吸着器１３とを備えている。なお、排気管８は、第１吸着器１２を加熱する加熱手段を構成している。

反応器１１は、気体の反応媒体であるＮＨ_３と化学反応して、酸化触媒４を加熱するための熱を発生させると共に、排熱を受けてＮＨ_３を脱離させる蓄熱材１４を含んでいる。蓄熱材１４としては、ハロゲン化物のＭＸａという組成を持つ材料が用いられる。ここで、Ｍは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の遷移金属である。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等である。ａは、２〜３である。

第１吸着器１２は、ＮＨ_３の物理吸着による保持及び脱離が可能な第１吸着材１５を含んでいる。第１吸着材１５としては、活性炭、カーボンブラック、メソポーラスカーボン及びナノカーボン等が用いられる。第１吸着器１２は、ＮＨ_３を第１吸着材１５に物理吸着させることで、ＮＨ_３を貯蔵する。

第２吸着器１３は、ＮＨ_３の物理吸着による保持及び脱離が可能な第２吸着材１６を含んでいる。第２吸着材１６は、第１吸着材１５と同じ材料からなっている。第２吸着器１３は、ＮＨ_３を第２吸着材１６に物理吸着させることで、ＮＨ_３を貯蔵する。

第２吸着材１６の吸着特性は、第１吸着材１５の吸着特性と異なっている。吸着特性は、吸着材の粒子径等の材料特性によって決まるものである。具体的には、第２吸着材１６は、同じ温度において第１吸着材１５に比べて高い平衡圧力を持つように形成されている。つまり、第２吸着材１６は、同じ温度において第１吸着材１５よりも高い圧力で同じ量のＮＨ_３を吸着するような吸着特性を有している。

反応器１１及び第１吸着器１２は、配管１７を介して接続されている。配管１７には、第１吸着器１２と反応器１１との間で流通されるＮＨ_３の流路を開閉させる電磁式の第１開閉弁１８が設けられている。第１開閉弁１８は、コントローラ２５（後述）により制御される。第１開閉弁１８は、反応器１１から第１吸着器１２へのＮＨ_３の流れを止める逆止弁機能を有しているのが望ましい。

反応器１１及び第２吸着器１３は、配管１９を介して接続されている。配管１９には、反応器１１と第２吸着器１３との間で流通されるＮＨ_３の流路を開閉させる電磁式の第２開閉弁２０が設けられている。第２開閉弁２０は、コントローラ２５（後述）により制御される。第２開閉弁２０は、第２吸着器１３から反応器１１へのＮＨ_３の流れを止める逆止弁機能を有しているのが望ましい。

第１吸着器１２及び第２吸着器１３は、配管２１を介して接続されている。配管２１には、第２吸着器１３と第１吸着器１２との間で流通されるＮＨ_３の流路を開閉させる機械式の第３開閉弁２２が設けられている。第３開閉弁２２は、第２吸着器１３内の圧力が第１吸着器１２内の圧力よりも高いときに機械式に開くように構成されている。第３開閉弁２２は、第１吸着器１２から第２吸着器１３へのＮＨ_３の流れを止める逆止弁機能を有している。このような機械式の第３開閉弁２２を使用することにより、第３開閉弁２２を駆動するための動力が不要となる。

また、化学蓄熱装置１０は、第１吸着器１２内の圧力を検出する圧力センサ２３と、第２吸着器１３内の圧力を検出する圧力センサ２４と、これらの圧力センサ２３，２４と接続されたコントローラ２５（制御手段）とを更に有している。コントローラ２５は、圧力センサ２３，２４の検出値を入力し、所定の処理を実行し、第１開閉弁１８及び第２開閉弁２０を制御する。

コントローラ２５により実行される制御処理手順の詳細を図３に示す。図３において、まず圧力センサ２３の検出値に基づいて、第１吸着器１２内の圧力が高圧側閾値以上になったかどうかを判断する（手順Ｓ１０１）。高圧側閾値は、例えば図４に示す圧力Ａである。第１吸着器１２内の圧力が高圧側閾値以上になったときは、第１開閉弁１８を開く（手順Ｓ１０２）。

その後、圧力センサ２３の検出値に基づいて、第１吸着器１２内の圧力が低圧側閾値以下になったかどうかを判断する（手順Ｓ１０３）。低圧側閾値は、高圧側閾値よりも小さい値であり、例えば図４に示す圧力Ｂである。第１吸着器１２内の圧力が低圧側閾値以下になったときは、第１開閉弁１８を閉じる（手順Ｓ１０４）。その後、予め設定されている所定時間が経過したかどうかを判断する（手順Ｓ１０５）。所定時間は、蓄熱材１４と反応媒体であるＮＨ_３とが反応するのに十分な時間である。所定時間が経過したときは、第２開閉弁２０を開く（手順Ｓ１０６）。

その後、圧力センサ２４の検出値に基づいて、第２吸着器１３内の圧力が閾値以上になったかどうかを判断する（手順Ｓ１０７）。閾値は、例えば図４に示す圧力Ｂである。第２吸着器１３内の圧力が閾値以上になったときは、第２開閉弁２０を閉じる（手順Ｓ１０８）。

次に、以上のように構成された化学蓄熱装置１０の動作について図４〜図６により説明する。なお、図４〜図６において、実線Ｐは、第１吸着器１２の温度が０℃である場合における第１吸着器１２内の圧力とＮＨ_３吸着量との関係を示している。破線Ｑは、第２吸着器１３の温度が０℃である場合における第２吸着器１３内の圧力とＮＨ_３吸着量との関係を示している。実線Ｒは、第１吸着器１２の温度が４０℃である場合における第１吸着器１２内の圧力とＮＨ_３吸着量との関係を示している。実線Ｓは、第１吸着器１２の温度が６０℃である場合における第１吸着器１２内の圧力とＮＨ_３吸着量との関係を示している。実線Ｔは、反応器１１内の圧力と蓄熱材１４の発熱温度との関係を示している。なお、ここで示している温度は、動作を説明するための一例であり、特にその温度には限られない。

図４〜図６から分かるように、第１吸着器１２の温度が上がると、第１吸着器１２内の圧力が上がる。また、反応器１１内の圧力が上がると、蓄熱材１４の発熱温度が上がる。

エンジン２を始動すると、エンジン２からの排ガスの温度が上昇するため、排気管８の温度が上昇する。このため、排気管８に取り付けられた第１吸着器１２の温度が上昇し、これに伴って第１吸着器１２内の圧力が上昇する。そして、例えば図４に示すように、第１吸着器１２の温度が４０℃になり（実線Ｒ参照）、第１吸着器１２内の圧力が高圧側閾値Ａに達すると、コントローラ２５によって第１開閉弁１８が開けられる。

すると、第１吸着器１２の第１吸着材１５から脱離したＮＨ_３が配管１７を通って反応器１１に供給され、反応器１１の蓄熱材１４（例えばＭｇＢｒ_２）とＮＨ_３とが化学反応して化学吸着（配位結合）し、蓄熱材１４から熱が発生する。つまり、下記の反応式（Ａ）における左辺から右辺への反応（発熱反応）が起こる。この発熱反応の開始時には、第１吸着器１２内の圧力は高圧側閾値Ａに相当する圧力であり、これに伴って反応器１１内の圧力（ＮＨ_３供給圧力）が高圧側閾値Ａに相当する圧力になるため、蓄熱材１４の発熱温度はＬ℃となる。そして、蓄熱材１４で発生した熱によって酸化触媒４が加熱される。
ＭｇＢｒ_２＋_ｘＮＨ_３ ⇔ Ｍｇ（ＮＨ_３）_ｘＢｒ_２＋熱 …（Ａ）

このような発熱反応では、第１吸着器１２から反応器１１にＮＨ_３が移動するため、第１吸着器１２のＮＨ_３吸着量が徐々に少なくなり、これに伴って第１吸着器１２内の圧力が徐々に低下する。一方で、排ガスの温度が更に上昇するため、第１吸着器１２の温度が更に上昇する。そして、例えば図４に示すように、第１吸着器１２の温度が６０℃になり（実線Ｓ参照）、第１吸着器１２内の圧力が低圧側閾値Ｂまで低下すると、コントローラ２５によって第１開閉弁１８が閉じられる。そして、所定時間経過後に第２開閉弁２０が開けられる。

このとき、第１吸着器１２が暖められるので、第１吸着器１２のＮＨ_３吸着量が下がっても、第１吸着器１２内の圧力（ＮＨ_３脱離圧力）の低下が最小限に抑えられる。このため、ＮＨ_３供給圧力の低下が最小限に抑えられる。これにより、図４に示すように、蓄熱材１４の発熱温度が比較的高い状態（Ｍ℃）に維持される。

その後、高温状態の排熱が反応器１１の蓄熱材１４に与えられると、蓄熱材１４とＮＨ_３とが分離する。つまり、上記の反応式（Ａ）における右辺から左辺への反応（再生反応）が起こる。そして、蓄熱材１４から脱離したＮＨ_３は、配管１９を通って、外気に冷やされている第２吸着器１３に移動し、第２吸着材１６に物理吸着（回収）される。このため、図５に示すように、第２吸着器１３のＮＨ_３吸着量が徐々に多くなり、これに伴って第２吸着器１３内の圧力が徐々に高くなる。そして、第２吸着器１３内の圧力が閾値Ｂに達すると、コントローラ２５によって第２開閉弁２０が閉じられる。

このとき、所望量のＮＨ_３を第１吸着器１２に回収する場合には、蓄熱材１４の初期発熱温度（図４に示すＬ℃）以上の排熱を蓄熱材１４に与える必要がある。しかし、第２吸着器１３の温度は第１吸着器１２の温度よりも低いため、第２吸着器１３内の圧力は第１吸着器１２内の圧力よりも低くなっている。従って、蓄熱材１４の初期発熱温度よりも低い温度（Ｍ℃以上）の排熱を蓄熱材１４に与えても、所望量のＮＨ_３を第２吸着器１３に回収することができる。

その後、エンジン２を停止すると、排気管８の温度が下がるため、第１吸着器１２の温度が下がる。ここで、第２吸着器１３の第２吸着材１６は、上述したように同じ温度において第１吸着器１２の第１吸着材１５よりも高い平衡圧力を持つように形成されている。このため、第１吸着器１２及び第２吸着器１３が同じ温度（ここでは０℃）になると、第２吸着器１３内の圧力が第１吸着器１２内の圧力よりも高くなるため、第１吸着器１２と第２吸着器１３との圧力差により第３開閉弁２２が自動的に開けられる。

すると、ＮＨ_３が第２吸着器１３から第１吸着器１２に配管２１を通って移動するようになる。このため、図６に示すように、第２吸着器１３のＮＨ_３吸着量が徐々に少なくなると共に、第１吸着器１２のＮＨ_３吸着量が徐々に多くなる。このとき、第１吸着器１２及び第２吸着器１３が均圧になるまでＮＨ_３が移動する。これにより、ＮＨ_３が第１吸着器１２の第１吸着材１５に物理吸着（回収）されるようになる。

以上のように本実施形態においては、排気管８に取り付けられた第１吸着器１２と、排気管８から離間して配置された第２吸着器１３とを備え、排熱により第１吸着器１２が加熱されると、第１吸着器１２から反応器１１にＮＨ_３が移動し、ＮＨ_３と蓄熱材１４との化学反応により蓄熱材１４に熱が発生し、その後に高温の排熱が蓄熱材１４に与えられると、蓄熱材１４からＮＨ_３が脱離し、反応器１１から第２吸着器１３にＮＨ_３が移動するような構成としている。

このように発熱反応時に第１吸着器１２を加熱することにより、蓄熱材１４の発熱温度が高くなるため、酸化触媒４を効果的に加熱することができる。また、再生反応時には、第２吸着器１３の温度が第１吸着器１２の温度よりも低いことから、第２吸着器１３内の圧力が第１吸着器１２内の圧力よりも低くなるため、所望量のＮＨ_３を第２吸着器１３に回収する際に、蓄熱材１４の発熱温度よりも低温の排熱を蓄熱材１４に蓄熱することができる。さらに、再生反応後に第２吸着器１３の温度が第１吸着器１２の温度と等しくなると、第１吸着器１２と第２吸着器１３との圧力差により第２吸着器１３から第１吸着器１２にＮＨ_３が移動するため、ＮＨ_３を第１吸着器１２に直ちに戻すことができる。

以上により、蓄熱材１４の発熱温度を高くしても、ＮＨ_３を第１吸着器１２に確実に回収することができる。その結果、効率の良い化学蓄熱装置１０を提供することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでは無い。例えば上記実施形態では、第１吸着器１２内の圧力を検出する圧力センサ２３と、第２吸着器１３内の圧力を検出する圧力センサ２４とを設け、これらの圧力センサ２３，２４の検出値に基づいて第１開閉弁１８及び第２開閉弁２０を制御するようにしたが、特にその形態には限られない。例えば、第１開閉弁１８を閉じる制御においては、反応器１１の温度を検出する温度センサを設け、温度センサの検出値が目標温度となると第１開閉弁１８を閉じたり、或いは反応器１１の温度が目的とする温度となるのに必要なＮＨ_３の量を供給できる時間を予め設定しておき、その時間だけ第１開閉弁１８を開くように制御してもよい。また、第２開閉弁２０を開く制御については、反応器１１内の圧力を検出するに圧力センサや反応器１１の温度を検出する温度センサを設け、この圧力センサの検出値や温度センサの検出値に基づいて第２開閉弁２０を開くように制御したり、第１開閉弁１８を閉じると共に第２開閉弁２０を開くように制御してもよい。また、圧力センサ２３，２４に加えて、排ガスの温度を検出する温度センサを設け、圧力センサ２３，２４及び温度センサの検出値に基づいて第１開閉弁１８及び第２開閉弁２０を制御しても良い。

また、上記実施形態では、機械式の第３開閉弁２２を使用したが、第３開閉弁２２としては、電磁式であっても良い。この場合には、例えば第２吸着器１３に所望量のＮＨ_３が回収された後に第３開閉弁２２を開くようにする。

さらに、上記実施形態では、第１吸着器１２を排気管８に取り付けることで、排気管８内を流れる排ガスの熱により第１吸着器１２を加熱するようにしたが、特にその形態には限られず、第１吸着器１２を直接加熱するヒータ等を備えても良い。

また、上記実施形態では、反応器１１の蓄熱材１４と化学反応する気体の反応媒体としてＮＨ_３を使用したが、反応媒体としては、特にＮＨ_３には限られず、ＣＯ_２等を使用しても良い。反応媒体としてＣＯ_２を使用する場合、ＣＯ_２と化学反応する蓄熱材１４としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｃａ（ＯＨ）_２、Ｍｇ（ＯＨ）_２、Ｆｅ（ＯＨ）_２、Ｆｅ（ＯＨ）_３、ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４等を使用することができる。

さらに、上記実施形態では、酸化触媒４の周囲に反応器１１が配置されているが、反応器１１の配置箇所としては、特にそれには限られず、例えば酸化触媒４の中であっても良い。

また、上記実施形態では、第１吸着器１２がＮＨ_３を物理吸着する第１吸着材１５を含み、第２吸着器１３がＮＨ_３を物理吸着する第２吸着材１６を含んでいるが、第１吸着器１２及び第２吸着器１３としては特にこれに限られず、ＮＨ_３を化学吸着する吸着材を含んでいても良い。また、第１吸着材１５及び第２吸着材１６としては、特に同じ材料である必要は無く、別々の材料で構成されていても良い。

また、上記実施形態では、第１吸着器１２が排気管８における酸化触媒４とＤＰＦ５とをつなぐ部位に取り付けられているが、これに限られず、排気管８における他の位置に第１吸着器１２を取り付けても良い。特に反応器１１において発生した熱により排気を浄化する触媒やフィルタを活性化させることを目的とした場合は、それら触媒やフィルタの最下流に第１吸着器１２を取り付けることが望ましい。

また、上記実施形態は、ディーゼルエンジン２の排気系に設けられた酸化触媒４を加熱するものであるが、本発明は、ディーゼルエンジン２の排気系に設けられた他の部分（例えば酸化触媒４の上流側に配置された熱交換器等）を加熱するものにも適用可能である。また、本発明は、ガソリンエンジンの排気系に設けられた触媒等を加熱するもの、或いはエンジンの排気系以外の加熱対象物を加熱するものにも適用可能である。

４…酸化触媒（加熱対象物）、３…排気通路（排気系）、８…排気管（加熱手段）、１０…化学蓄熱装置、１１…反応器、１２…第１吸着器、１３…第２吸着器、１４…蓄熱材、１５…第１吸着材、１６…第２吸着材、１８…第１開閉弁、２０…第２開閉弁、２２…第３開閉弁、２５…コントローラ（制御手段）。

Claims (5)

1. 加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置において、
   気体の反応媒体と化学反応して熱を発生させる蓄熱材を有する反応器と、
   前記反応媒体を吸着する第１吸着材を有する第１吸着器と、
   前記第１吸着器を加熱する加熱手段と、
   前記第１吸着器とは異なる箇所に配置され、前記反応媒体を吸着する第２吸着材を有する第２吸着器と、
   前記反応器と前記第１吸着器との間に設けられ、前記第１吸着器と前記反応器との間で流通される前記反応媒体の流路を開閉させる第１開閉弁と、
   前記反応器と前記第２吸着器との間に設けられ、前記反応器と前記第２吸着器との間で流通される前記反応媒体の流路を開閉させる第２開閉弁と、
   前記第１吸着器と前記第２吸着器との間に設けられ、前記第２吸着器と前記第１吸着器との間で流通される前記反応媒体の流路を開閉させる第３開閉弁とを備えることを特徴とする化学蓄熱装置。
2. 前記第２吸着材は、前記第１吸着材よりも高い圧力で前記反応媒体を吸着するような特性を有していることを特徴とする請求項１記載の化学蓄熱装置。
3. 前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を制御する制御手段を更に備え、
   前記制御手段は、まず前記第１開閉弁を開くように制御し、前記加熱対象物が加熱されると、前記第１開閉弁を閉じるように制御した後に前記第２開閉弁を開くように制御することを特徴とする請求項１または２記載の化学蓄熱装置。
4. 前記第３開閉弁は、前記第２吸着器内の圧力が前記第１吸着器内の圧力よりも高いときに開く弁であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の化学蓄熱装置。
5. 前記加熱対象物は、エンジンの排気系に設けられており、
   前記加熱手段は、前記排気系の排気管であり、
   前記第１吸着器は、前記排気管に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の化学蓄熱装置。
   

Images