(57)【要約】【課題】排気ガスの温度が低い場合でも化学蓄熱装置の反応器から反応媒体を回収できる排気ガス浄化システムを提供することを課題とする。【解決手段】加熱対象（例えば、分散装置９）を反応器１０ｃにおける反応材とアンモニアとの化学反応で発生した熱によって加熱する化学蓄熱装置１０を有する排気ガス浄化システム１において、反応器１０ｃの周囲に配設される加温容器１１と、排気ガスを圧縮する加圧用コンプレッサ１３と、圧縮された排気ガスを加温容器１１に流入させるための第１配管１２と、加温容器１１から排気ガスを排気管３に戻すための第２配管１４と、第２配管１４に配設されるバルブ１５とを備え、排気ガスの温度が低くて反応器１０ｃのアンモニアを回収できない場合にはバルブ１５を閉じて加温容器１１内を加圧し、温度上昇した加温容器１１で反応器１０ｃを加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムであって、
前記排気ガス浄化システムにおける加熱対象を反応器における反応材と反応媒体との化学反応で発生した熱によって加熱する化学蓄熱装置と、
前記反応器の周囲に配設される加温部と、
ガスを圧縮する圧縮手段と、
前記圧縮手段で圧縮されたガスを前記加温部に流入させるための第１配管と、
を備えることを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項２】
前記圧縮手段で圧縮するガスは、排気管を流れる排気ガスであり、
前記加温部から排気ガスを排気管に戻すための第２配管と、
前記第２配管に配設されるバルブと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項３】
前記化学蓄熱装置による前記加熱対象に対する加熱終了後に、排気ガスの温度が所定温度未満の場合に前記バルブを閉じることを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項４】
前記内燃機関は、ターボチャージャを有し、
前記ターボチャージャを利用して前記圧縮手段を駆動することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の排気ガス浄化システムには、エンジンから排出される排気ガスに含まれる環境汚染物質（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）を浄化するために、各種触媒が設けられている。一般的に、触媒は、所定温度（活性温度）以上になると浄化能力が活性化するため、触媒を機能させるためには排気ガスの温度が高い必要がある。触媒の１つである選択還元触媒（ＳＣＲ[Selective Catalytic Reduction]）は、還元剤であるアンモニア（ＮＨ３）とＮＯｘとを化学反応させることによって、ＮＯｘを還元して浄化する。ＳＣＲを用いた排気ガス浄化システムには、アンモニアを得るために尿素を使用する尿素ＳＣＲシステムがあり、排気ガス中に尿素を噴射し、尿素を加水分解させてアンモニアに転化する。この加水分解を十分に行うためにも、排気ガスの温度が高い必要がある。
【０００３】
エンジン始動直後などの排気ガスの温度が低いときには、触媒による浄化ができなかったり、尿素からアンモニアに転化できなかったりする。そこで、排気ガス浄化システムには、加熱装置を設け、加熱装置によって暖機しているシステムがある。この加熱装置としては、エネルギロス（燃費ロス）を低減して暖機を行うために、化学反応の反応熱を利用した蓄熱装置がある。特許文献１には、化学反応の反応熱を利用した蓄熱装置として、化学反応の反応媒体としてアンモニアを使ったものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
化学蓄熱装置では、暖機後に、反応器に移動したアンモニアを排気ガスの熱で反応材から分離させ、アンモニアを吸着器で回収することで、連続的に使用可能としている。しかし、車両の運転条件によっては、排気ガスの温度が反応器でアンモニアが分離するほど高くならない場合がある。例えば、短距離走行した後に車両停止し、その所定時間後に再度短距離走行するような短距離走行を繰り返すような場合である。このよう場合、排気ガスの温度があまり上昇しないので、反応器においてアンモニアが分離せず、吸着器で回収できない。そのため、次に暖機が必要なときに、化学蓄熱装置で暖機できない。
【０００６】
そこで、本発明は、排気ガスの温度が低い場合でも化学蓄熱装置の反応器から反応媒体を回収できる排気ガス浄化システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る排気ガス浄化システムは、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムであって、排気ガス浄化システムにおける加熱対象を反応器における反応材と反応媒体との化学反応で発生した熱によって加熱する化学蓄熱装置と、反応器の周囲に配設される加温部と、ガスを圧縮する圧縮手段と、圧縮手段で圧縮されたガスを加温部に流入させるための第１配管とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この排気ガス浄化システムは、内燃機関の始動直後などの排気ガスの温度が低いときに、加熱対象（例えば、触媒、分散装置、排気ガス）を加熱する化学蓄熱装置を備えている。化学蓄熱装置では、暖機時には、反応器において反応材と反応媒体（例えば、アンモニア、水、アルコール、二酸化炭素）との化学反応で発生した熱によって加熱対象を加熱する。また、化学蓄熱装置では、暖機終了後には、反応器において反応材から反応媒体を分離させて回収する。この回収されたアンモニアを次回の暖機時に再利用して、連続的に使用できる。反応器において反応材から反応媒体が分離するためには、排気ガスの温度が所定温度以上になっている必要がある。この所定温度は、反応材と反応媒体の組み合わせによる。しかし、内燃機関の運転条件によっては、排気ガスの温度が所定温度よりも低い場合がある。そこで、この排気ガス浄化システムは、反応器を加熱するために、反応器の周囲に加温部が設けられており、この加温部には第１配管を介して圧縮手段で圧縮したガス（例えば、排気ガス、外気（空気））が流入するように構成されている。したがって、排気ガスの温度が低い場合、加温部に圧縮したガスを流入させると、加温部（反応器の周囲）の圧力が高くなり、加温部（反応器の周囲）の温度が上昇する。これによって、加温部で反応器を加熱でき、反応器において反応材から反応媒体が分離し、反応器から反応媒体が放出されて反応媒体を回収できる。このように、この排気ガス浄化システムでは、反応器の周囲に圧縮したガスを流入させ、反応器の周囲を加圧できる構成とすることにより、排気ガスの温度が低い場合でも反応器の周囲の温度を上昇させて反応器から反応媒体を回収できる。
【０００９】
本発明の上記排気ガス浄化システムでは、圧縮手段で圧縮するガスは、排気管を流れる排気ガスであり、加温部から排気ガスを排気管に戻すための第２配管と、第２配管に配設されるバルブとを備えると好適である。
【００１０】
この排気ガス浄化システムでは、排気管を流れる排気ガスが第１配管に入ると、第１配管を介して圧縮手段で圧縮した排気ガスが加温部に流入するように構成されている。排気ガスを加温部に流入させた場合、排気ガスを排気管に戻す必要があるので、排気ガス浄化システムでは、第２配管を介して加温部から排気管に排気ガスを戻すように構成されている。さらに、排気ガス浄化システムでは、第２配管にバルブが設けられている。このバルブを開いている場合、第２配管を介して加温部から排気ガスが戻るので、加温部に圧縮した排気ガスが流入しても加温部（反応器の周囲）の圧力が高くならない。一方、バルブを閉じている場合、第２配管を介して加温部から排気ガスが戻らないので、加温部に圧縮した排気ガスが流入すると、加温器に圧縮した排気ガスが流入し続ける。その結果、加温部（反応器の周囲）の圧力が高くなり、温度上昇する。このように、この排気ガス浄化システムでは、加温部に圧縮した排気ガスを流入させ、加温部から排気ガスを排気管に戻さないようにした場合には、反応器の周囲を加圧でき、反応器の周囲の温度を上昇させることができる。特に、排気ガスを利用しているので、排気ガスは、低温時でも、外気等の他のガスと比べて温度が高い。そのため、反応器の周囲の温度が高くなり易く、反応器から反応媒体を迅速に回収できる。
【００１１】
本発明の上記排気ガス浄化システムでは、化学蓄熱装置による加熱対象に対する加熱終了後に、排気ガスの温度が所定温度未満の場合にバルブを閉じるようにする。このように、化学蓄熱装置による加熱終了後（暖機終了後）に排気ガスの温度が所定温度未満の場合にバルブを閉じることにより、加温部に圧縮された排気ガスが留まり、加温部（反応器の周囲）の圧力が上昇し、反応器の周囲の温度が上昇する。その結果、化学蓄熱装置による加熱終了後に排気ガスの温度が低い場合でも、反応器において反応媒体が分離し、反応器から反応媒体を回収できる。
【００１２】
本発明の上記排気ガス浄化システムでは、内燃機関は、ターボチャージャを有し、ターボチャージャを利用して圧縮手段を駆動すると好適である。このように、ターボチャージャを利用することにより、圧縮手段を駆動するために駆動手段を別途必要としない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、反応器の周囲に圧縮したガスを流入させ、反応器の周囲を加圧できる構成とすることにより、排気ガスの温度が低い場合でも反応器の周囲の温度を上昇させて反応器から反応媒体を回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係る排気ガス浄化システムの概略構成図である。
【図２】図１の加温容器及び反応器周辺の内部構成を示す側面図である。
【図３】エンジン始動時のバルブ制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る排気ガス浄化システムの実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
本実施の形態では、本発明に係る排気ガス浄化システムを、車両のエンジンの排気系に設けられる排気ガス浄化システムに適用する。本実施の形態に係るエンジン（特に、ディーゼルエンジン）は、ターボチャージャを有している。本実施の形態に係る排気ガス浄化システムは、エンジンから排出される排気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。本実施の形態に係る排気ガス浄化システムは、触媒のＤＯＣ[Diesel Oxidation Catalyst]、ＳＣＲを備えている。また、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムは、ＳＣＲが尿素ＳＣＲシステムであり、還元剤として尿素水を供給する尿素水供給装置及び暖機用の化学蓄熱装置も備えている。
【００１７】
図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る排気ガス浄化システム１について説明する。図１は、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムの概略構成図である。図２は、加温容器及び反応器周辺の内部構成を示す側面図である。図３は、エンジン始動時のバルブ制御の流れを示すフローチャートである。
【００１８】
排気ガス浄化システム１は、エンジン２の排気側に設けられるシステムである。エンジン２の排気側には排気ガスが流れる排気管３が接続されており、エンジン２の吸気側には外気（空気）が流れる吸気管４が接続されている。エンジン２は、排気ガスを利用して外気を過給するターボチャージャ５を備えている。本実施の形態では、エンジン２が特許請求の範囲に記載する内燃機関に相当し、ターボチャージャ５が特許請求の範囲に記載するターボチャージャに相当する。
【００１９】
ターボチャージャ５は、ターボ用コンプレッサ５ａ、タービン５ｂ、回転軸５ｃを有している。ターボ用コンプレッサ５ａは、吸気管４に配設される。タービン５ｂは、排気管３における上流部（酸化触媒６よりも上流側）に配設される。回転軸５ｃは、ターボ用コンプレッサ５ａとタービン５ｂとの間に配設され、ターボ用コンプレッサ５ａとタービン５ｂとを接続する。ターボ用コンプレッサ５ａとタービン５ｂとは、回転軸５ｃによって同軸で回転する。ターボチャージャ５では、エンジン２から排出された排気ガスの圧力でタービン５ｂが回転すると、回転軸５ｃを介してターボ用コンプレッサ５ａが回転して外気（空気）を圧縮し、過給する。
【００２０】
排気ガス浄化システム１は、エンジン２の排気側に接続された排気管３の上流側から下流側に向けて、酸化触媒６、選択還元触媒（ＳＣＲ）７を有している。また、排気ガス浄化システム１は、ＳＣＲ７が尿素ＳＣＲであるので、尿素水供給装置８も有しおり、尿素水（特に、尿素水から加水分解されたアンモニア）を分散する分散装置９も有している。
【００２１】
酸化触媒６は、排気ガス中に含まれるＨＣやＣＯ等を酸化する触媒である。ＳＣＲ７は、還元剤である尿素水を加水分解して生成されたアンモニアと排気ガス中に含まれるＮＯｘとを化学反応させることによって、ＮＯｘを還元して浄化する触媒である。
【００２２】
尿素水供給装置８は、排気管３における分散装置９（ひいては、ＳＣＲ７）の上流側に尿素水（還元剤）を供給するための装置である。具体的には、尿素水供給装置８は、ポンプ（図示せず）、尿素水タンク８ａ、供給管８ｂ、インジェクタ８ｃ、尿素水用バルブ８ｄ等を備えている。尿素水タンク８ａは、尿素水を貯蔵するタンクである。ポンプが作動すると、尿素水タンク８ａから尿素水が供給管８ｂに送り出される。供給管８ｂは、尿素水タンク８ａとインジェクタ８ｃとを接続し、尿素水タンク８ａからインジェクタ８ｃまで尿素水を移動させる管路である。供給管８ｂには、尿素水用バルブ８ｄが配設され、尿素水用バルブ８ｄが開かれると尿素水の供給が可能となる。インジェクタ８ｃは、排気管３における酸化触媒６と分散装置９との間に配設され、排気管３内（排気ガス中）に尿素水を噴射（噴霧）する。このインジェクタ８ｃの噴射制御、尿素水用バルブ８ｄの開閉制御、ポンプのＯＮ／ＯＦＦ制御は、エンジン２を制御するＥＣＵ[Electronic Control Unit]（図示せず）等で行われる。本実施の形態では、尿素水用バルブ８ｄを設置しているが、尿素水用バルブ８ｄはインジェクタ８ｃと兼ねてもよい。
【００２３】
分散装置９は、尿素水供給装置８によって排気管３内に供給された尿素水（特に、加水分解したアンモニア）を分散し、均一にＳＣＲ７に導入させるための装置である。分散装置９は、排気管３における酸化触媒６とＳＣＲ６との間（特に、インジェクタ８ｃの下流側）に配設される。分散装置９は、図２に示すように、所定の厚さを有する円盤状であり、排気管３内に嵌合した状態で配設される。分散装置９における尿素水を分散させる構造は、分散板＋ミキサ、スワラタイプ、ミキサタイプ、ハニカムタイプ等の従来の周知の構造である。分散装置９には、尿素水の加水分解を促進するために、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ゼオライト、これらの混合物等の加水分解用の触媒を担持させてもよい。
【００２４】
尿素水は、高温下で加水分解性が高くなり、アンモニアに転化し易くなる。しかし、エンジン２の始動直後などは、エンジン２から排出された直後の排気ガスの温度は１００℃程度と低温である。このように排気ガスが低温の場合でも、尿素水の加水分解性を高くするために、排気管３内の排気ガス中に噴射された尿素水の温度を高くする必要がある。そこで、排気ガス浄化システム１は、分散装置９を排気管３の外周部から加熱（暖機）するために、化学蓄熱装置（ケミカルヒータ）１０も有している。なお、排気ガス浄化システム１には、エンジン２から排出された排気ガスの温度を検出する温度センサが設けられている。例えば、排気管３におけるタービン５ｂの直後、エキゾーストマニホールド内に温度センサが設けられる。
【００２５】
化学蓄熱装置１０は、エネルギレスで分散装置９（排気ガスも）を加熱して暖機するための装置である。つまり、化学蓄熱装置１０は、通常は排気ガスの熱（排熱）を蓄えておき、必要なときにその熱を使用して分散装置９を加熱して暖機する。化学蓄熱装置１０は、吸着器１０ａ、接続管１０ｂ、反応器１０ｃ、アンモニア用バルブ１０ｄ等を備えている。
【００２６】
吸着器１０ａは、アンモニアと物理吸着する吸着材が内蔵されている。吸着材としては、例えば、活性炭、ゼオライトがある。吸着器１０ａでは、アンモニアが吸着材と物理吸着した状態で貯蔵され、排気ガスの排熱（温まったアンモニア）を蓄える。車両に搭載される吸着器１０ａは大きさに制限があるので、吸着器１０ａに蓄えることができるアンモニアの容量にも制限がある。本実施の形態では、アンモニアの容量としてはアンモニアを供給できる時間で規定しており、例えば、４００ｓｅｃ（秒）である。この時間は、吸着器１０ａの大きさ（アンモニアを貯蔵できる容量）、接続管１０ｂの径等によって変わる。吸着器１０ａにアンモニアが満タン状態で蓄えられているか否かは吸着器１０ａ内の圧力で判断でき、例えば、０．８ＭＰａの場合には満タン状態である。吸着器１０ａには、内部の圧力を検出する圧力センサ（図示せず）が設けられている。
【００２７】
接続管１０ｂは、吸着器１０ａと反応器１０ｃとを接続し、吸着器１０ａと反応器１０ｃの間でアンモニアを移動させる管路である。接続管１０ｂには、アンモニア用バルブ１０ｄが配設され、アンモニア用バルブ１０ｄが開かれると吸着器１０ａと反応器１０ｃとの間でアンモニアの移動が可能となる。このアンモニア用バルブ１０ｄの開閉制御は、エンジン２を制御するＥＣＵ等で行われる。
【００２８】
反応器１０ｃは、アンモニアと化学反応する固体状又は粉末状の反応材を有しており、その反応材をケースで収納している。反応材としては、例えば、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＮｉＣｌ２等の金属塩化物やＣａＢｒ２、ＭｇＢｒ２等の金属臭化物、ＣａＩ２、ＭｇＩ２等の金属ヨウ化物等ある。反応器１０ｃは、排気管３の外周面における分散装置９の配設箇所に配設され、排気管３を囲む断面ドーナツ形状である。この断面ドーナツ形状の断面は、反応器１０ｃを排気ガスの流れる方向に対して垂直に切った面である。反応器１０ｃでは、アンモニアと反応材とが化学反応して化学吸着（配位結合）し、熱を発生する。また、反応器１０ｃでは、所定温度以上になると反応材からアンモニアが分離して放出し始める。例えば、反応材がＭｇＣｌ２の場合、１８０℃以上になると反応材からアンモニアが分離し始める。この温度は、反応材とアンモニア（反応媒体）との組み合わせによって変わる。
【００２９】
化学蓄熱装置１０は、暖機終了後に反応器１０ｃにおいてアンモニアを反応材から分離させ、吸着器１０ａで回収することで、連続的に使用可能としている。しかし、エンジン２の運転条件（例えば、短距離走行を繰り返すような場合）によっては、化学蓄熱装置１０による暖機が終了しても、排気ガスの温度が反応材からアンモニアが分離可能な温度まで上昇していない場合がある。このような場合、反応器１０ｃからアンモニアを回収できないので、化学蓄熱装置１０を連続的に使用できない。
【００３０】
そこで、排気ガス浄化システム１は、化学蓄熱装置１０の暖機終了後に排気ガスの温度が低い場合に反応器１０ｃ（加熱対象）を加熱するための構成も有している。この構成は、加温容器１１、第１配管１２、加圧用コンプレッサ１３、第２配管１４、リターン用バルブ１５からなる。本実施の形態では、加温容器１１が特許請求の範囲に記載する加温部に相当し、第１配管１２が特許請求の範囲に記載する第１配管に相当し、加圧用コンプレッサ１３が特許請求の範囲に記載する圧縮手段に相当し、第２配管１４が特許請求の範囲に記載する第２配管に相当し、リターン用バルブ１５が特許請求の範囲に記載するバルブに相当する。
【００３１】
加温容器１１は、内部に反応器１０ｃを密封して収納し、反応器１０ｃでの暖機終了後に排気ガスの温度が低いときに反応器１０ｃを加熱するための容器である。加温容器１１は、反応器１０ｃの外周面を全て覆うように配設され、反応器１０ｃを囲む断面ドーナツ形状（内径が反応器１０ｃの部分と排気管３の部分とで異なり、内径が反応器１０ｃの部分で大きくなるドーナツ形状）である。したがって、加温容器１１は、図２に示すように、排気ガスの流れる方向に対して切った断面が凹状となるような形状である。加温容器１１の内部は、空間である。なお、加温容器１１の内部には、反応器１０ｃへの熱伝達を向上させるために、フィン等の熱伝達構造があってもよい。
【００３２】
第１配管１２は、排気管３におけるタービン５ｂの上流側と加温容器１１とを接続する管路である。第１配管１２では、エンジン２から排気ガスが排出されると、その排気ガスの一部を排気管３におけるタービン５ｂの上流側で分岐させ、排気ガスを加温容器１１まで流す。第１配管１２の径は、排気管３と同程度でもよいし、あるいは、排気管３よりも細い径でもよい。
【００３３】
加圧用コンプレッサ１３は、第１配管１２に配設され、排気管３から分岐された排気ガスを圧縮するコンプレッサである。加圧用コンプレッサ１３は、接続軸１３ａによってターボチャージャ５に接続されており、ターボチャージャ５の駆動力によって駆動する。つまり、エンジン２から排出された排気ガスの圧力でターボチャージャ５のタービン５ｂが回転すると、接続軸１３ａを介して加圧用コンプレッサ１３が回転して第１配管１２を流れる排気ガスを圧縮し、第１配管１２を介して排気ガスを加温容器１１に押し込む。
【００３４】
第２配管１４は、加温容器１１と排気管３におけるタービン５ｂと酸化触媒６との間とを接続する管路である。第２配管１４では、リターン用バルブ１５が開いている場合、加温容器１１の排気ガスを排気管３におけるタービン５ｂと酸化触媒６との間まで流し、排気ガスを排気管３に戻す。
【００３５】
リターン用バルブ１５は、第２配管１４に配設され、第２配管１４を開閉するバルブである。リターン用バルブ１５が開かれると、第２配管１４で排気ガスが流通でき、排気ガスが加温容器１１から排気管３におけるタービン５ｂと酸化触媒６との間に戻る。リターン用バルブ１５が閉じると、第２配管１４で排気ガスが流通できなくなり、排気ガスが加温容器１１から排気管３に戻らず、加温容器１１に留まる。このリターン用バルブ１５の開閉制御は、エンジン２を制御するＥＣＵ等で行われる。
【００３６】
リターン用バルブ１５が閉じている場合、加温容器１１には、加圧用コンプレッサ１３で圧縮された排気ガスが流入し続けて、留まる。そのため、加温容器１１（すなわち、反応器１０ｃの周囲）では、排気ガスで圧力が高くなり、温度が上昇する。その結果、加温容器１１で密封されている反応器１０ｃが、加熱される。例えば、加温容器１１内の圧力が２気圧近くまでの高くなれば、反応器１０ｃで反応材からアンモニアが分離するために十分な温度程度（例えば、２７０℃）まで上昇する。ちなみに、リターン用バルブ１５が開いている場合、加圧用コンプレッサ１３で圧縮された排気ガスは加温容器１１を通過して排気管３に戻るので、加温容器１１の圧力は上昇しない。
【００３７】
以上のように構成した排気ガス浄化システム１におけるエンジン始動時の動作について説明する。ここでは、反応器１０ｃの反応材をＭｇｃｌ２とする。特に、ＥＣＵにおける３つのバルブ８ｄ，１０ｄ，１５に対する開閉制御については図３のフローチャートに沿って説明する。図３は、エンジン始動時のバルブ制御の流れを示すフローチャートである。
【００３８】
車両停止中（エンジン２が停止中）は、化学蓄熱装置１０の接続管１０ｂに配設されているアンモニア用バルブ１０ｄは閉じられている。したがって、吸着器１０ａにおいて吸着材からアンモニアが分離していても、接続管１０ｂを介してアンモニアが反応器１０ｃに供給されない。また、リターン用バルブ１５は開かれており、尿素水供給装置８の尿素水用バルブ８ｄは閉じられている（Ｓ１）。
【００３９】
エンジン２が始動すると、エンジン２から排出された排気ガスの温度が１５０℃より高いか否かが判定される（Ｓ２）。Ｓ２の判定で１５０℃以下と判定されている間は、リターン用バルブ１５は開かれており、尿素水用バルブ８ｄは閉じられている（Ｓ１）。エンジン２から排気ガスが排気されると、その排気ガスの圧力でターボチャージャ５のタービン５ｂが回転し、接続軸１３ａを介して加圧用コンプレッサ１３が駆動する。加圧用コンプレッサ１３では、排気管３から分岐して第１配管１２を流れる排気ガスを第１配管１２を介して加温容器１１に流入させる。この際、リターン用バルブ１５は開かれているので、加温容器１１に流入した排気ガスは、第２配管１４を介して排気管３における酸化触媒６の上流側に戻る。したがって、加温容器１１では、圧力が高くならず、温度も上昇しない。また、尿素水用バルブ８ｄは閉じられているので、尿素水供給装置８では、供給管８ｂを介して尿素水が供給されない。ちなみに、排気ガスの温度が非常に低いときから尿素水を供給しても、尿素水の加水分解が効率的に行われず、尿素水からアンモニアに転化し難い。このように排気ガスの温度が非常に低いときには尿素水が無駄に消費されるので、排気ガスがある程度高くなるまで尿素水の供給を行わない。なお、尿素水に余裕がある場合には、エンジン２の始動直後の排気ガスの温度が非常に低いときから、尿素水を供給するようにしてもよい。
【００４０】
Ｓ２の判定で１５０℃より高いと判定された場合、リターン用バルブ１５は継続して開かれており、尿素水用バルブ８ｄは開かれ、アンモニア用バルブ１０ｄは開かれる（Ｓ３）。アンモニア用バルブ１０ｄが開かれると、接続管１０ｂを介してアンモニアが反応器１０ｃに供給される。このとき、吸着器１０ａの圧力が反応器１０ｃの圧力よりも高く、アンモニアが反応器１０ｃ側に移動する。反応器１０ｃでは、供給されたアンモニアと反応材（ＭｇＣｌ２）とが化学反応して化学吸着し、熱を発生する。この反応器１０ｃで発生した熱によって、排気管３の外周部から分散装置９が加熱され、分散装置９の温度が上昇し、尿素水が加水分解可能な温度になる。このとき、尿素水用バルブ８ｄも開かれているので、尿素水タンク８ａ内の尿素水が供給管８ｂを通ってインジェクタ８ｃから噴霧され、図２に示すように、噴霧された尿素水Ｎは分散装置９に入っていく。分散装置９では、反応器１０ｃで加熱されて１７０℃以上になっていると、尿素水Ｎの加水分解を促進し、尿素水ＮからアンモニアＡに効率的に転化していく。分散装置９から出るアンモニアＡは、排気管３内に分散され、ＳＣＲ７に入る。ＳＣＲ７では、アンモニアＡと排気ガス中に含まれるＮＯｘとが化学反応し、ＮＯｘを効率的に還元浄化する。このように、排気ガスの温度が１５０℃から、ＮＯｘの浄化が可能となる。
【００４１】
反応器１０ｃでは、排気ガスの温度が１８０℃以上になると、反応材から高温となったアンモニアが分離し始め、アンモニアを放出し始める。そして、放出されたアンモニアは、反応器１０ｃから接続管１０ｂを介して吸着器１０ａに戻る。このとき、反応器１０ｃの圧力が吸着器１０ａの圧力よりも高く、アンモニアが吸着器１０ａ側に移動する。吸着器１０ａでは、活性炭がアンモニアを物理吸着して貯蔵する。このように、吸着器１０ａに高温のアンモニアが回収される。さらに、排気ガスの温度が１８０℃以上が持続すると、反応器１０ｃから殆どアンモニアが放出され、吸着器１０ａで回収される。しかし、排気ガスの温度が低い状態が続いている場合（例えば、１５０℃から殆ど温度が高くならない場合）、反応器１０ｃでは、反応材からアンモニアが分離せず、アンモニアを放出しない。このような場合でも、吸着器１０ａから反応器１０ｃにアンモニアを供給できる容量は、例えば、上記したようにアンモニアの供給を開始してから４００ｓｅｃ分なので、４００ｓｅｃを経過するとアンモニアを吸着器１０ａで回収する必要がある。
【００４２】
そこで、アンモニアを供給し始めてから４００ｓｅｃが経過したか否かを判定する（Ｓ４）。Ｓ４の判定で４００ｓｅｃを経過していないと判定した場合、Ｓ２の判定に戻る。Ｓ４の判定で４００ｓｅｃを経過したと判定した場合、排気ガスの温度が１８０℃より高くなったか否かを判定する（Ｓ５）。
【００４３】
Ｓ５の判定で１８０℃より高いと判定した場合（反応器１０ｃからアンモニアを回収できる場合）、リターン用バルブ１５は継続して開かれており、尿素水用バルブ８ｄは継続して開かれている（Ｓ６）。リターン用バルブ１５は開かれているので、上記したように、加温容器１１に流入した排気ガスは、第２配管１４を介して排気管３における酸化触媒６の上流側に戻る。また、尿素水用バルブ８ｄは開かれているので、上記したように、尿素水タンク８ａ内の尿素水が供給管８ｂを通ってインジェクタ８ｃから噴霧され、尿素水が加水分解してアンモニアに転化し、ＳＣＲ７でＮＯｘを還元浄化する。ちなみに、排気ガスの温度が高いので、反応器１０ｃで分散装置９を加熱（暖機）しなくても、加水分解でき、インジェクタ８ｃから噴霧されている尿素水をアンモニアに効率的に転化できる。
【００４４】
Ｓ５の判定で１８０℃以下と判定した場合（反応器１０ｃからアンモニアを回収できない場合）、リターン用バルブ１５は閉じられ、尿素水用バルブ８ｄは継続して開かれている（Ｓ７）。ターボチャージャ５の駆動力で駆動している加圧用コンプレッサ１３では、排気管３から分岐して第１配管１２を流れる排気ガスを圧縮し続けている。圧縮された排気ガスは、第１配管１２を介して加温容器１１に流入する。この際、リターン用バルブ１５は閉じられているので、加温容器１１に流入した圧縮排気ガスは、第２配管１４を介して排気管３に戻らず、加温容器１１に留まる。したがって、加温容器１１（反応器１０ｃの周囲）では、内部の圧力が高くなり、温度も上昇していく。その結果、反応器１０ｃは、加温容器１１によって加熱される。反応器１０ｃでは、温度が１８０℃以上になると、反応材からアンモニアが分離し始め、アンモニアを放出し始める。放出されたアンモニアは、反応器１０ｃから接続管１０ｂを介して吸着器１０ａに戻り、高温のアンモニアを回収できる。
【００４５】
そして、吸着器１０ａの圧力が０．８ＭＰａより高くなったか否かを判定する（Ｓ８）。Ｓ８の判定で０．８ＭＰａ以下と判定した場合、Ｓ５の判定に戻る。Ｓ８の判定で０．８ＭＰａより高くなったと判定した場合（アンモニアを全て回収できた場合）、リターン用バルブ１５は開かれ、尿素水用バルブ８ｄは継続して開かれており、アンモニア用バルブ１０ｄは閉じられる（Ｓ９）。リターン用バルブ１５が開かれると、上記したうように、加温容器１１に流入した排気ガスは、第２配管１４を介して排気管３における酸化触媒６の上流側に戻る。したがって、加温容器１１（反応器１０ｃの周囲）では、内部の圧力が低くなり、温度も低下していく。また、尿素水用バルブ８ｄは開かれているので、上記したように、尿素水タンク８ａ内の尿素水が供給管８ｂを通ってインジェクタ８ｃから噴霧され、尿素水が加水分解してアンモニアに転化し、ＳＣＲ７でＮＯｘを還元浄化する。また、アンモニア用バルブ１０ｄが閉じられると、アンモニアが接続管１０ｂを介して吸着器１０ａと反応器１０ｃとの間を移動できなくなり、アンモニアの回収が終了する。
【００４６】
この排気ガス浄化システム１によれば、加温容器１１（反応器１０ｃの周囲）に圧縮した排気ガスを流入させ、加温容器１１（反応器１０ｃの周囲）を加圧できる構成とすることにより、反応器１０ｃによる加熱（暖機）終了後に排気ガスの温度が低い場合でも反応器１０ｃの周囲の温度を上昇させて反応器１０ｃを加熱し、反応器１０ｃからアンモニアを回収できる。
【００４７】
また、排気ガス浄化システム１によれば、加温容器１１に圧縮した排気ガスを流入させ、第２配管１４のリターン用バルブ１５を閉じて排気ガスを排気管３に戻さないようにすることにより、加温容器１１（反応器１０ｃの周囲）を加圧でき、反応器１０ｃの周囲の温度を上昇させることができる。特に、排気ガスを利用しているので、排気ガスは、低温時でも、外気等の他のガスと比べて温度が高い。さらに、エンジン２から出た直後（最も上流）で第１配管１２によって排気管３から排気ガスを分岐させているので、エンジン２から出た直後の排気ガスの温度は下流側よりも高い。そのため、反応器１０ｃの周囲の温度が高くなり易く、反応器１０ｃからアンモニアを迅速に回収できる。
【００４８】
また、排気ガス浄化システム１によれば、ターボチャージャ５を利用して加圧用コンプレッサ１３を駆動することにより、駆動手段を別途必要としない。
【００４９】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５０】
例えば、本実施の形態では触媒としてＤＯＣとＳＣＲを備える排気ガス浄化システムに適用したが、他の様々な構成の排気ガス浄化システムに適用できる。例えば、ＤＰＦ等のフィルタやＡＳＣ等の他の触媒を有する排気ガス浄化システムにも適用できる。また、アンモニアを直接供給するなど、尿素ＳＣＲでない排気ガス浄化システムにも適用できる。
【００５１】
また、本実施の形態では化学蓄熱装置の加熱対象を分散装置としたが、加熱対象としては他のものでもよく、例えば、触媒、排気管を流れる排気ガスである。
【００５２】
また、本実施の形態では排気ガスを圧縮し、圧縮した排気ガスで反応器の周囲を加圧する構成としたが、加圧用のガスとしては排気ガス以外でもよく、例えば、外気（空気）がある。外気の場合、排気ガスのように、排気ガスを排気管に戻す必要がないので、第２配管が必要なく、加圧容器に外気を排出するためのバルブ等を設ける。
【００５３】
また、本実施の形態ではエンジンから出た直後で排気管から排気ガスを分岐させて圧縮する構成としたが、排気管の他の箇所で分岐させてもよく、例えば、ターボチャージャのタービンの下流側の箇所で分岐させる。
【００５４】
また、本実施の形態では加圧用コンプレッサをターボチャージャを利用して駆動する構成としたが、ターボチャージャを利用しない構成でもよく（ターボチャージャを備えないエンジンの排気ガスシステムにも適用できるので）、例えば、加圧用コンプレッサとしてエンジンを利用したスーパーチャージャを適用する。スーパーチャージャの場合、エンジンが低速回転時から利用できる。
【００５５】
また、本実施の形態では加圧用コンプレッサをターボチャージャが作動中は常時駆動する構成としたが、反応器の周囲を加圧するときにだけ駆動する構成としてもよい。この場合、例えば、ターボチャージャと加圧用コンプレッサを切離／接続を可能する機構を設けたり、加圧用コンプレッサをターボチャージャを利用しない他の駆動手段を用いる構成とする。
【００５６】
また、本実施の形態では排気管から排気ガスを第１配管で分岐させて常時循環させる構成としたが、反応器の周囲を加圧するときにだけ排気管から分岐させる構成としてもよい。この場合、例えば、第１配管の加圧用コンプレッサの上流側にバルブを設け、加圧するときだけバルブを開く。
【００５７】
また、本実施の形態では化学蓄熱における化学反応の反応媒体をアンモニアとしたが、二酸化炭素、水、アルコール等の他の媒体でもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では化学蓄熱における反応材として金属塩化物、金属臭化物、金属ヨウ化物などとしたが、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物でもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では各バルブの制御の一例を示したが、制御については他の様々な制御が適用できる。特に、制御で使った排気ガスの具体的な温度、アンモニアの具体的な供給可能時間、吸着器での具体的な圧力は一例であり、条件が変わればこれらの各値は変わる。例えば、Ｓ５において排気ガスの温度を１８０℃より高いか否かを判定したが、この温度はアンモニアが分離を始める１８０℃からアンモニア自体が分離してしまう温度である４００℃までで適宜変更可能である。なお、この温度を高く設定すれば早期にアンモニアを回収することが可能である。また、本実施の形態ではエンジン始動時の制御を一例として示したが、エンジン始動時以外にも排気ガスの温度が上昇しないような運転条件であれば同様の制御を適用できる。
【００６０】
また、本実施の形態では加温容器を反応器の外周面を全て覆うように配設させる構成としたが、加温容器で発生させた熱が反応器へ熱伝達可能に配設させる構成であればよい。
【符号の説明】
【００６１】
１…排気ガス浄化システム、２…エンジン、３…排気管、４…吸気管、５…ターボチャージャ、５ａ…ターボ用コンプレッサ、５ｂ…タービン、５ｃ…回転軸、６…酸化触媒、７…選択還元触媒（ＳＣＲ）、８…尿素水供給装置、８ａ…尿素水タンク、８ｂ…供給管、８ｃ…インジェクタ、８ｄ…尿素水用バルブ、９…分散装置、１０…化学蓄熱装置、１０ａ…吸着器、１０ｂ…接続管、１０ｃ…反応器、１０ｄ…アンモニア用バルブ、１１…加温容器、１２…第１配管、１３…加圧用コンプレッサ、１３ａ…接続軸、１４…第２配管、１５…リターン用バルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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