JPH10236147A

JPH10236147A - 蓄熱式触媒装置

Info

Publication number: JPH10236147A
Application number: JP4408897A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Kaneda; 堅三金田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】急速に蓄熱可能な蓄熱材の体積を増加させ
て、触媒体の活性化を良好に行なう。【解決手段】断熱容器４０の内部にハニカム状の触媒
体４７を設け、この触媒体４７の内部に、排出ガスの流
れ方向に沿って並列的に複数の筒状蓄熱容器４８を配置
し、この筒状蓄熱容器４８の内部に蓄熱材４９を配置し
ている。この結果、筒状蓄熱容器４８内部の蓄熱材４９
の全表面から排出ガスの熱を受けることができる。ま
た、蓄熱材４９が複数箇所に分散して設けてあるため、
蓄熱材４９の断面積を小さく保つことができ、蓄熱材４
９の中央部までも急速に蓄熱可能となる。また、蓄熱材
４９が複数箇所に設けてあるので、急速に蓄熱可能な蓄
熱材４９の体積を多くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンからの排
出ガスを浄化する触媒体および排出ガスの熱を蓄える蓄
熱材を、断熱容器内部に収容してなる蓄熱式触媒装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドイツ特許公開明細書第４１２３
７８９号には、外側容器と内側容器との間に蓄熱材を充
填し、内側容器の内部に触媒体を設け、この触媒体の略
中央部に配置される１つの筒状容器を内側容器に一体に
形成し、この筒状容器内部にも蓄熱材を充填した蓄熱式
触媒装置が提案されている。

【０００３】そして、エンジンの排出ガスを触媒体に通
過させるときに、蓄熱材を溶融させて蓄熱材に蓄熱し、
上記蓄熱した熱（換言すれば、蓄熱材の融解潜熱および
顕熱）により、次回のエンジン始動時における触媒体の
活性化を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術の装置に関して本発明者が検討した結果、以下の理由
から、エンジン始動時における排出ガスの浄化性能を低
下させる恐れがあることがわかった。すなわち、触媒体
の略中央部に配置される筒状容器の内部の蓄熱材は、全
表面から排出ガスの熱を受けることができ、急速に蓄熱
可能であるが、この蓄熱材は体積が小さいため、総蓄熱
量も小さい。これに対して、外側容器と内側容器との間
の蓄熱材は、体積は大きいが、この蓄熱材の内周面から
のみ排出ガスの熱を受けることができ、外周面からは直
接排出ガスの熱を受けることができないため、この蓄熱
材の蓄熱速さは遅い。

【０００５】従って、エンジンを短時間（例えば１０分
程度）しか作動させない場合、外側容器と内側容器との
間の蓄熱材の蓄熱量が小さいので、装置全体としての蓄
熱量が小さい。このため、次回のエンジン始動直後に
は、触媒体を活性化温度以上に保てなくなり、排出ガス
の浄化を行なえなくなる恐れがあった。本発明は上記問
題に鑑みてなされたもので、急速に蓄熱可能な蓄熱材の
体積を増加させて、触媒体の活性化を良好に行なうこと
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１ないし４に記載の発明では、断熱容器（４
０）の内部にハニカム状の触媒体（４７）を設け、この
触媒体（４７）の内部に、排出ガスの流れ方向に沿って
並列的に複数の筒状蓄熱容器（４８）を配置し、この筒
状蓄熱容器（４８）の内部に蓄熱材（４９）を配置し、
エンジン（１）の作動時に、触媒体（４７）内に排出ガ
スを通過させて排出ガスの熱を蓄熱材（４９）に蓄え、
この蓄熱材（４９）が蓄えた熱により、エンジン（１）
の始動時における触媒体（４７）の活性化を図ることを
特徴としている。

【０００７】このような構成によれば、筒状蓄熱容器
（４８）内部の蓄熱材（４９）は、触媒体（４７）内部
に配置されるため、この蓄熱材（４９）の全表面から排
出ガスの熱を受けることができる。また、筒状蓄熱容器
（４８）が触媒体（４７）内部に複数設けてあるため、
蓄熱材（４９）の断面積を小さく保つことができ、表面
から受けた熱を内部に急速に伝えることができ、この蓄
熱材（４９）は急速に蓄熱可能となる。さらに、筒状蓄
熱容器（４８）が触媒体（４７）内部に複数設けてある
ため、急速に蓄熱可能な蓄熱材（４９）の体積を上記従
来技術よりも多くできる。従って、エンジン（１）を短
時間しか作動させない場合において、蓄熱量を増加で
き、次回のエンジン始動時において、触媒体（４７）を
良好に活性化でき、排出ガスの浄化を良好に行なうこと
ができる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、断熱容
器（４０）と触媒体（４７）との間にも、蓄熱材（４９
０）を配置しているので、この蓄熱材（４９０）にも蓄
熱できる。また、請求項３に記載の発明のように、複数
の筒状蓄熱容器（４８）の内部に配置される蓄熱材（４
９）の量を、断熱容器（４０）と触媒体（４７）との間
に配置される蓄熱材（４９０）の量よりも多くするのが
好ましい。

【０００９】また、請求項４に記載の発明では、触媒体
（４７）の内部のみに蓄熱材（４９）を配置しているの
で、この装置の体格を小型にできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。（第１の実施形態）本実施形態は、ガソリン（燃料）を
熱源とする車両用エンジンからの排出ガス（例えば、Ｃ
Ｏ、ＣＨ、ＮＯ等）を浄化する排出ガス浄化装置に本発
明を適用したものである。

【００１１】図１において、耐食性金属材料（例えばス
テンレス）からなり、エンジン１からの排出ガスを大気
中へ放出する排出ガス配管２には、その上流側から、配
管２を開閉する電磁弁３、蓄熱式触媒装置４、触媒装置
５、図示しないマフラ（消音装置）が、順に接続されて
いる。また、排出ガス配管２には、電磁弁３および蓄熱
式触媒装置４をバイパスするバイパス配管６が接続され
ている。このバイパス配管６にも、配管６を開閉する電
磁弁７が接続されている。

【００１２】次に、蓄熱式触媒装置４について、図２
（ａ）、（ｂ）に基づいて詳しく説明する。蓄熱式触媒
装置４は、外部環境との熱交換を遮断する円筒状の断熱
容器４０を備えている。この断熱容器４０は、耐食性金
属材料からなる円筒状の外側容器４１、内側容器４２
と、これら容器４１、４２の間を１０^-4〜１０^-6Ｔｏｒ
ｒ程度に真空引きしてなる真空断熱層４３とを備えてい
る。

【００１３】この断熱容器４０の両端部には、排出ガス
入口パイプ（入口部）４４、および、排出ガス出口パイ
プ（出口部）４５が、それぞれ気液密に接続されてい
る。この入口部４４および出口部４５も、耐食性金属材
料からなる円筒状の外側パイプ４４１、４５１と内側パ
イプ４４２、４５２の間に、真空断熱層４４３、４５３
が形成されている。

【００１４】そして、断熱容器４０の内部には、耐食性
金属材料からなる１対のラッパ状容器４６１、４６２の
間に、耐食性金属材料からなる円筒状容器４６３を接合
した触媒容器４６０が収容され、円筒状容器４６３内部
に、円柱状の触媒体４７が収容してある。円筒状容器４
６３は、内側容器４２の内周面に接するように設けら
れ、ラッパ状容器４６１、４６２の口部４６１ａ４６
２ａは、上記入口部４４、出口部４５の内周面に接する
ように設けられている。なお、ラッパ状容器４６１、４
６２により、触媒体４７への排出ガスの流入、流出をス
ムースにしている。

【００１５】触媒体４７は、断面形状が一辺の小さい
（例えば１．０ｍｍ角程度）正方形状である、多数の平
行貫通孔を備えるハニカム状部材の貫通孔壁に、排出ガ
スの浄化を促進する触媒材料（例えばプラチナ等）を担
持させたものである。なお、ハニカム状部材は、セラミ
ック材料（例えばコージェライト）を押出成形して構成
されている。そして、この触媒体４７の内部には、上記
平行貫通孔よりも径大（例えば２５ｍｍ程度）な、複数
（本実施形態では６つ）の貫通孔４７０が、触媒体４７
の軸方向に並列的に形成されており、この貫通孔４７０
内に、複数の筒状蓄熱容器４８が圧入固定されている。

【００１６】筒状蓄熱容器４８は、熱伝導性、加工性、
および、耐食性に優れる材料、例えばステンレスからな
る。このパイプ４８は、図３に示すように、一端の蓋部
４８１を溶接した後、溶融状態の蓄熱材４９を内部に充
填し、その後、他端の蓋部４８２を溶接して構成され
る。なお、図２（ａ）には、筒状蓄熱容器４８および蓄
熱材４９の断面図示を省略してある。

【００１７】蓄熱材４９の条件として、液相と固相と
の間を融解潜熱の吸収、放出を伴って可逆的に相転移す
る、排出ガスの温度（例えば４５０℃〜６００℃程
度）で確実に溶融し、かつ、触媒材料を含む触媒体４７
の活性化温度（例えば２５０℃）よりも高い温度で確実
に凝固する（つまり、融解潜熱を放出する）、比較的
大きな融解潜熱を有することが挙げられる。

【００１８】さらに本実施形態では、過冷却を起こさな
い蓄熱材４９を用いている。これは、過冷却を起こす物
質（溶融した状態からその相転移の温度以下に冷却して
も転移の現象がおこらず、外的衝撃を与えないと転移し
ない物質）を蓄熱材として用いた場合、エンジン始動時
に蓄熱材の融解潜熱を利用できない恐れがあるためであ
る。

【００１９】この蓄熱材４９としては、アルカリ金属の
フッ化物およびアルカリ土類金属のフッ化物の少なくと
も一方からなる共融塩を使用している。この共融塩とし
ては、例えば、５９ｗｔ％ＫＦ−２９ｗｔ％ＬｉＦ−１
２ｗｔ％ＮａＦ（融点＝４５５℃、融解潜熱＝９６．６
ｃａｌ／ｇ）、６７ｗｔ％ＫＦ−３３ｗｔ％ＬｉＦ（融
点＝４８６℃、融解潜熱＝１０１．４ｃａｌ／ｇ）、５
５ｗｔ％ＫＦ−２７ｗｔ％ＬｉＦ−６ｗｔ％ＭｇＦ₂−
１２ｗｔ％ＮａＦ（融点＝４６７℃、融解潜熱＝９１．
４ｃａｌ／ｇ）等がある。

【００２０】なお、蓄熱材４９としてのフッ化物と水と
が反応することでフッ化水素が発生し、金属製の筒状蓄
熱容器４８を腐食させる恐れがあるので、このパイプ４
８と蓋部４８１、４８２との間から水が侵入しないよう
に、蓋部４８１、４８２を溶接にて装着してある。ま
た、フッ化物は、塩化物等に比べて腐食性が弱いので、
長期にわたって蓄熱材４９として利用できる。

【００２１】ここで、金属製の筒状蓄熱容器４８を用い
ているので、蓄熱材４９を金属材料（例えばアルミニウ
ム）から構成した場合、蓄熱材４９の溶融、固化を繰り
返す間に、蓄熱材４９と筒状蓄熱容器４８とが合金を形
成してしまう。この合金は蓄熱材としてはたらかないた
め、蓄熱材４９の容積が徐々に減少して、蓄熱能力が低
下する恐れがある。よって、本実施形態では、上述よう
な、非金属材料を蓄熱材４９として用いている。

【００２２】また、上記触媒装置５は、図１に示すよう
に、排出ガスの入口部５１および出口部５２を有する１
重の金属製容器５０内に、ハニカム状の触媒体５３を収
容してなる。ここで、触媒体４７の断面積および長さ
は、排出ガスの種類や量等に応じて設定される。また、
筒状蓄熱容器４８内部の蓄熱材４９の全表面から受けた
排出ガスの熱が、蓄熱材４９の中央まで急速に伝わるこ
とができる程度に、蓄熱材４９の断面積（ひいては、蓄
熱容器４８の断面積）が小さく設定されている。また、
この蓄熱材４９にて蓄熱した熱により、次回のエンジン
始動時まで触媒体４７を活性化温度以上に保つことがで
きる程度に、蓄熱材４９の総体積が設定され、この総体
積に応じて、筒状蓄熱容器４８の本数が決定される。

【００２３】以上の要件を考慮して本実施形態では、触
媒体４７の断面積を７８５０ｍｍ²とし、触媒体４７の
長さを１３０ｍｍとし、筒状蓄熱容器４８の断面積を７
０７ｍｍ²とし、筒状蓄熱容器４８の長さを１３０ｍｍ
とし、筒状蓄熱容器４８の本数を６本としている。そし
て、蓄熱式触媒装置４の断熱容器４０内部において、筒
状蓄熱容器４８の内部に、蓄熱材４９の温度を検出する
温度検出器４ａが設置され、また、触媒装置５の容器５
０内部において、触媒体５３の略中央部に、触媒体５３
の温度を検出する温度検出器センサ５ａが設置されてい
る。この温度検出器４ａ、５ａの検出信号は、電気制御
装置１００に入力され、この電気制御装置１００が、上
記検出信号に応じて電磁弁３、７の開閉を制御する。

【００２４】次に、本実施形態の作動を説明する。ま
ず、エンジン１の作動を開始するときは、電気制御装置
１００により、弁３が全開されるとともに、弁７が閉塞
され、排出ガスが、排出ガス配管２を経て蓄熱式触媒装
置４、触媒装置５の順に流れる。ここで、蓄熱式触媒装
置４においては、前回のエンジン１の通常作動時に蓄熱
材４９が蓄えた熱により断熱容器４０内部の保温が行な
われるため、エンジン１の作動開始直前において触媒体
４７を比較的高温（例えば３００℃程度、換言すれば、
触媒材料の活性化温度以上）に保つことができ、エンジ
ン１の始動時における触媒体４７の活性化を図ることが
できる。従って、エンジン１の始動時において、触媒体
４７により排出ガスの浄化を行なうことができる。

【００２５】そして、排出ガスの熱によって、蓄熱式触
媒装置４の蓄熱材４９が融点まで加熱されると、この蓄
熱材４９は溶融して融解潜熱を蓄える。また、触媒装置
５の触媒体５３が活性化温度以上に加熱されると、この
触媒装置５において、排出ガスの浄化が行なわれる。こ
こで、上記した温度センサ４ａにより、蓄熱材４９の温
度が第１所定値（蓄熱材４９が確実に溶融する温度、例
えば、蓄熱材４９の融点よりも１０℃高い温度）以上で
あることが検出され、かつ、温度センサ５ａにより、触
媒体５３の温度が第２所定値（触媒体５３が確実に活性
化温度以上となる温度、例えば、２５０℃）以上である
ことが検出されたとき、制御装置１００により、弁３が
閉塞されるとともに、弁７が全開され、排出ガスは、バ
イパス配管６を経て触媒装置５のみに流れ、この触媒装
置５のみにより浄化される。

【００２６】そして、本実施形態によれば、蓄熱材４９
が触媒体４７内部に配置されるため、この蓄熱材４９の
全表面から排出ガスの熱を受けることができる。また、
筒状蓄熱容器４８が触媒体４７内部に複数設けてあるた
め、蓄熱材４９が触媒体４７内部において複数箇所に分
散して配置されることになる。よって、蓄熱材４９の断
面積を小さく保つことができ、表面から受けた熱を蓄熱
材４９の中央部までも急速に伝えることができ、この蓄
熱材４９全体が急速に蓄熱可能となる。さらに、筒状蓄
熱容器４８が触媒体４７内部に複数設けてあるため、急
速に蓄熱可能な蓄熱材４９の体積を上記従来技術よりも
多くできる。

【００２７】従って、エンジン１を短時間しか作動させ
ない場合において、蓄熱量を増加でき、次回のエンジン
始動時において、触媒体４７を良好に活性化でき、排出
ガスの浄化を良好に行なうことができる。また、蓄熱式
触媒装置４では、上記活性化温度よりも高い融点（例え
ば４５０〜５００℃）を有する蓄熱材４９を確実に溶融
させるために、この断熱容器４０内部の温度が例えば５
００〜６００℃程度となるが、一方、断熱容器を備えて
いない触媒装置５内部の温度は、上記触媒体の活性化温
度近傍（例えば３００℃程度）である。このため、一般
的には、蓄熱式触媒装置４の触媒体４７の方がシンタリ
ングによる劣化が進みやすい。この対策として本実施形
態では、排出ガス配管２にバイパス配管６を設けて、エ
ンジン１の始動時のみ蓄熱式触媒装置４にて排出ガスを
浄化させ、通常作動時は触媒装置５にて排出ガスを浄化
させているので、触媒体４７の劣化の進行を抑制でき、
触媒体４７の体格を小さくできる。

【００２８】また、蓄熱式触媒装置４は、触媒体４７の
内部に蓄熱容器４８が配置されるため、触媒装置５に比
べて排出ガスの圧力損失が大きいが、この蓄熱式触媒装
置４をエンジン始動時のみ使用し、エンジン定常作動時
においては、圧力損失の小さな触媒装置５を使用するこ
とにより、排出ガスの浄化を良好に実行できる。また、
蓄熱式触媒装置４は、エンジン始動時における使用に耐
えうるものであればよいため、触媒耐４７の体格をさら
に小さくできる。

【００２９】（第２の実施形態）本実施形態では、図４
に示すように、円筒状容器４６３と内側容器４２との間
にも、蓄熱材４９０が配置してある。具体的には、円筒
状容器４６３の外側に、所定距離を隔てて円筒状容器４
６４を配置し、この２つの円筒状容器４６３、４６４に
より、蓄熱容器４８０を構成している。なお、円筒状容
器４６４は、内側容器４２の内周面に接するように設け
られる。この蓄熱容器４８０の内部（つまり、２つの円
筒状容器４６３、４６４の間）に、蓄熱材４９０が収容
されており、この蓄熱容器４８０の両端は図示しない蓋
部にて閉塞されている。この結果、触媒体４７の内部に
配置される蓄熱材４９に加えて、触媒体４７の外周部に
配置される蓄熱材４９０にも蓄熱できる。

【００３０】ここで、蓄熱材４９０の内周面から受けた
排出ガスの熱が、蓄熱材４９０の外周面まで急速に伝わ
ることができる程度に、蓄熱材４９０の径方向の幅（ひ
いては、２つの円筒状容器４６３、４６４間の距離）が
狭く設定されている。また、蓄熱材４９０の体積が大き
すぎる場合、蓄熱材４９０の径方向の幅が大きくなりす
ぎる恐れがあるため、蓄熱材４９０の体積は、蓄熱材４
９の体積以下とするのが好ましい。

【００３１】以上の要件を考慮して本実施形態では、触
媒体４７の断面積を７８５０ｍｍ²とし、触媒体４７の
長さを１３０ｍｍとし、筒状蓄熱容器４８の断面積を７
０７ｍｍ²とし、筒状蓄熱容器４８の長さを１３０ｍｍ
とし、筒状蓄熱容器４８の本数を６本とし、蓄熱材４９
０の径方向の幅を５ｍｍとしている。（第３の実施形態）本実施形態は、図５（ａ）、（ｂ）
に示すように、蓄熱式触媒装置４の断熱容器４０内に、
１本の空気パイプ１０が貫通するように設けてある。そ
して、断熱容器４０内に蓄えられた熱により、エンジン
１の始動時における触媒体４７の活性化を図るととも
に、空気パイプ１０内の空気を加熱し、この加熱された
空気を用いて、車室内の即効暖房を行なうものである。
なお、蓄熱式触媒装置４の作動は、上記第１の実施形態
と同様である。

【００３２】エンジン冷却水の系統図である図６におい
て、２６はエンジン１のウォータジャケット、１４はエ
ンジン冷却水冷却用のラジエータ、１５はラジエータ１
４に強制送風するファンである。１６はエンジンにより
駆動されるウォータポンプであり、４１はラジエータ１
４と並列に設けられたバイパス回路で、４２はラジエー
タ１４とバイパス回路への冷却水の流れを制御するサー
モスタットである。

【００３３】２８は加熱された冷却水と空気とを熱交換
させて空気を暖めるためのヒータコアで、空調用ダクト
２７内に収納されている。１７はエンジン冷却水を熱交
換部１１に供給する電動式のウォータポンプで、１８は
空調装置の送風用ファンである。熱交換部１１は、上記
空気パイプ１０にて加熱された空気が流れる空気パイプ
１０１を、エンジン冷却水配管３０内に配置してなり、
空気パイプ１０１内の空気と、エンジン冷却水配管３０
内のエンジン冷却水とを熱交換する。なお、空気パイプ
１０と空気パイプ１０１との間に空気流れを形成する送
風用ファン１０２が設けてある。

【００３４】２０は第１回路で、エンジン１から熱交換
部１１を経てヒータコア２８にエンジン冷却水が循環す
るように構成されている。１９は第２回路で、熱交換部
１１からヒータコア２８にエンジン冷却水が循環するよ
うに構成されている。１３は第３回路で、エンジン１か
らラジエータ１４にエンジン冷却水が循環するように構
成されている。

【００３５】また、制御装置１００により車室内の即効
暖房も制御するようになっている。すなわち、水温セン
サ２３、２４からの出力信号に応じて、電磁開閉弁２
１、２２、４３、４４、ウォータポンプ１７、送風用フ
ァン１８を制御する。この制御装置１００による即効暖
房は、運転者が車両用空調装置操作パネルの即効暖房ス
イッチ５１を入れることにより、開始される。

【００３６】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。まず、エンジン１を始動し、運転者が車両
用空調装置操作パネルの即効暖房スイッチ５１を入れる
と、制御装置１００により電磁開閉弁２１、２２が閉じ
られ、電磁開閉弁４３、４４は開かれ、送風用ファン１
０２により空気パイプ１０にて加熱された空気（温風）
が熱交換部１１の空気パイプ１０１に供給され、ウォー
タポンプ１７により外気温程度に温度の下がったエンジ
ン冷却水が第２回路１９を通って熱交換部１１に流れ込
む。

【００３７】そして、熱交換部１１において、エンジン
冷却水が温風にて急速に加熱され、この加熱されたエン
ジン冷却水をウォータポンプ１７によりヒータコア２８
に供給すると、送風用ファン１８により送られた外気温
程度の空気と熱交換をして車室内に暖かい空気を送風す
る。この時、エンジン冷却水は第２回路１９内で循環さ
れ、熱交換部１１で暖められたエンジン冷却水を継続し
てヒータコア２８に供給する。よって、エンジン１が十
分に暖まっていなくても、瞬時に暖かい風を車室内に送
ることができるので、自動車用即効暖房としての機能を
果たす。

【００３８】このような即効暖房が作動しているうち
に、エンジン１の温度が上昇し、エンジン１から供給さ
れるエンジン冷却水の温度は上昇する。エンジン１から
供給されるエンジン冷却水の温度Ｔ₂は水温センサ２４
により検出される。一方、ヒータコア２８に流入するエ
ンジン冷却水の温度Ｔ₁は水温センサ２３により検出さ
れる。これらの検出信号が制御装置１００に送られ、Ｔ
₂＞Ｔ₁と判断されると、電磁開閉弁２１、２２、４４
を開き、電磁開閉弁４３を閉じ、送風用ファン１０２を
停止し、ウォータポンプ１７を停止する。このため、エ
ンジン１で暖められたエンジン冷却水の一部が、分岐部
Ａを経て矢印のごとく開閉弁２１、ウォータポンプ１７
を通って、熱交換部１１、ヒータコア２８に至り、開閉
弁２２を通って第１回路２０、ウォータポンプ１６から
エンジン１に至る。これが通常の暖房運転であり、ヒー
タコア２８にはエンジン１からの冷却水が供給される。

【００３９】ここで、エンジン冷却水温度が設定温度以
下のときはサーモスタット４２がバイパス回路４１側を
開口して、バイパス回路４１側に冷却水を流している
が、さらに冷却水温度が上昇して設定温度以上になる
と、サーモスタット４２がラジエータ１４側を開口し
て、バイパス回路４１側を閉鎖する。よって、エンジン
１で暖められたエンジン冷却水はラジエータ１４により
冷却され、かつ熱交換部１１、ヒータコア２８を循環す
る。

【００４０】（第４の実施形態）図７に示す本実施形態
は、上記第３の実施形態における熱交換部１１を、ラジ
エータ１４とエンジン１との間の冷却水回路中に設けた
ものである。エンジン１始動後、図示しないセンサおよ
び制御装置により、電磁開閉弁４４を閉じることで、熱
交換部１１において加熱されたエンジン冷却水を、ウォ
ータポンプ１６にてエンジン１のみに供給する。よっ
て、上記加熱されたエンジン冷却水の熱を全てエンジン
１の暖機時間短縮に利用できる。なお、上記加熱された
エンジン冷却水の熱を暖房には用いないので、電磁開閉
弁２１、２２、４３、温度センサ２３、２４、ウォータ
ポンプ１７を廃止している。

【００４１】（第５の実施形態）図８に示す本実施形態
では、熱交換部１１において加熱されたエンジン冷却水
をヒータコア２８に供給し、そのままエンジン１に流し
ているので、この加熱されたエンジン冷却水の熱を、車
室内暖房に優先的に用い、さらにエンジン１の暖機時間
短縮にも利用できる。なお、上記加熱されたエンジン冷
却水の熱を暖房のみには用いないので、上記第３の実施
形態における電磁開閉弁２１、２２、４３、４４、温度
センサ２３、２４、ウォータポンプ１７を廃止してい
る。

【００４２】（第６の実施形態）図９に示す本実施形態
では、上記第５の実施形態における熱交換部を廃止し、
空気パイプ１０内の温風を、空調用ダクト２７内に直接
循環させるようにしているので、温風の熱を車室内暖房
に利用できる。（他の実施形態）上記実施形態では、筒状蓄熱容器４８
が円筒形状であったが、これに限定されることはなく、
熱交換特性のよい他の種々の形状であってもよい。例え
ば、楕円形状であってもよいし、熱交換を促進するフィ
ンが装着されていてもよい。このフィンとしては、例え
ば、筒状蓄熱容器４８の内壁面や外壁面から突出するよ
うに、容器４８の長手方向に沿って設ける突起状フィン
や、容器４８の円周方向に螺旋状に設ける突起状フィン
等がある。

【００４３】また、筒状蓄熱容器４８同志が接触してい
てもよい。この場合でも、パイプ４８の略全表面から排
出ガスの熱を受けることができる。また、本発明は、車
両用エンジンの排出ガスを浄化する浄化装置以外にも適
用でき、例えば、住宅空調用の内燃機関に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わる排出ガスの系
統図である。

【図２】（ａ）は第１の実施形態に係わる蓄熱式触媒装
置の概略的な断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図で
ある。

【図３】第１の実施形態に係わる筒状蓄熱容器の断面図
である。

【図４】第２の実施形態に係わる図２（ｂ）に相当する
図である。

【図５】（ａ）は第３の実施形態に係わる蓄熱式触媒装
置の概略的な断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図で
ある。

【図６】第３の実施形態に係わるエンジン冷却水の系統
図である。

【図７】第４の実施形態に係わるエンジン冷却水の系統
図である。

【図８】第５の実施形態に係わるエンジン冷却水の系統
図である。

【図９】第６の実施形態に係わるエンジン冷却水の系統
図である。

【符号の説明】

１…エンジン、４０…断熱容器、４４…排出ガス入口パ
イプ（排出ガスの入口部）、４５…排出ガス出口パイプ
（排出ガスの出口部）、４７…触媒体、４８…筒状蓄熱
容器、４９…蓄熱材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン（１）の排出ガスの入口部（４
４）、出口部（４５）を有し、外部環境との間の断熱を
行なう断熱容器（４０）と、前記断熱容器（４０）の内部に配置され、排出ガスを浄
化するハニカム状の触媒体（４７）と、前記触媒体（４７）の内部において、排出ガスの流れ方
向に沿って並列的に配置される複数の筒状蓄熱容器（４
８）と、この複数の筒状蓄熱容器（４８）の内部に配置され、液
相と固相との間を潜熱の吸収、放出を伴って可逆的に相
転移する蓄熱材（４９）とを備え、前記エンジン（１）の作動時に、前記触媒体（４７）内
に排出ガスを通過させることにより、排出ガスの熱を前
記蓄熱材（４９）に蓄え、この蓄熱材（４９）が蓄えた熱により、前記エンジン
（１）の始動時における前記触媒体（４７）の活性化を
図ることを特徴とする蓄熱式触媒装置。
【請求項２】前記断熱容器（４０）と前記触媒体（４
７）との間にも、蓄熱材（４９０）が配置されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式触媒装置。
【請求項３】前記複数の筒状蓄熱容器（４８）の内部
に配置される蓄熱材（４９）の量は、前記断熱容器（４
０）と前記触媒体（４７）との間に配置される蓄熱材
（４９０）の量よりも多いことを特徴とする請求項２に
記載の蓄熱式触媒装置。
【請求項４】前記触媒体（４７）の内部のみに蓄熱材
（４９）が配置されていることを特徴とする請求項１に
記載の蓄熱式触媒装置。