(57)【要約】【課題】エアコンサイクルを使用しなくても、貯蔵器への反応媒体の回収を効率良く行うことができる化学蓄熱装置を提供する。【解決手段】ＮＨ３との化学反応により発熱すると共にエンジン２から排出される排ガスの熱によりＮＨ３が脱離する反応材を有する反応器６と、ＮＨ３を貯蔵する吸着器７と、反応器６と吸着器７とを接続するように配置され、反応器６と吸着器７との間でＮＨ３が流れる流路を形成する反応媒体供給管８とを備えた化学蓄熱装置５であって、ループ配管１８に配設され、排ガスの熱により音波を発生させる第１熱交換器１９と、第１熱交換器１９と離間するようにループ配管１８に配設され、ループ配管１８内を伝搬した音波により冷熱を発生させる第２熱交換器２０とを有する熱音響冷却ユニット１５を更に備え、吸着器７は、第２熱交換器２０で発生した冷熱を受けるように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応媒体との化学反応により発熱すると共にエンジンから排出される排ガスの熱により前記反応媒体が脱離する反応材を有する反応器と、
前記反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、
前記反応器と前記貯蔵器とを接続するように配置され、前記反応器と前記貯蔵器との間で前記反応媒体が流れる流路を形成する反応媒体供給管とを備えた化学蓄熱装置であって、
ループ配管と、前記ループ配管に配設され、前記排ガスの熱により音波を発生させる第１熱交換器と、前記第１熱交換器と離間するように前記ループ配管に配設され、前記ループ配管内を伝搬した音波により冷熱を発生させる第２熱交換器とを有する熱音響冷却ユニットを更に備え、
前記貯蔵器は、前記第２熱交換器で発生した冷熱を受けるように配置されていることを特徴とする化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記第１熱交換器は、前記排ガスの熱が与えられる第１高温側熱交換部と、温度勾配を発生させるための流体が供給される第１低温側熱交換部と、前記第１高温側熱交換部と前記第１低温側熱交換部との間に配置され、前記第１高温側熱交換部と前記第１低温側熱交換部との間の温度勾配によって熱エネルギーを音エネルギーに変換する第１スタックとを有し、
前記第２熱交換器は、前記流体が供給される第２高温側熱交換部と、前記冷熱が発生する第２低温側熱交換部と、前記第２高温側熱交換部と前記第２低温側熱交換部との間に配置され、前記第２高温側熱交換部と前記第２低温側熱交換部との間の温度勾配によって音エネルギーを熱エネルギーに変換する第２スタックとを有することを特徴とする請求項１記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記反応器は、前記排ガスが流れる排気管に接続されており、
前記第１高温側熱交換部は、前記反応器に対して前記排ガスが流れる方向の下流側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の化学蓄熱装置。
【請求項４】
前記流体は、前記エンジンを冷却するエンジン冷却液であることを特徴とする請求項２または３記載の化学蓄熱装置。
【請求項５】
前記流体が循環する流体循環系と、
前記反応器から前記貯蔵器に前記反応媒体が供給されるときに、前記流体を循環させるように前記流体循環系を制御すると共に、前記貯蔵器から前記反応器に前記反応媒体が供給されるときに、前記流体の循環を停止させるように前記流体循環系を制御する制御部とを更に備えることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項記載の化学蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学蓄熱装置は、例えば、ＮＨ３との化学反応により発熱すると共に排ガスの熱によりＮＨ３（反応媒体）が脱離する反応材を有する反応器と、ＮＨ３が吸着または脱離する吸着材を有し、ＮＨ３を貯蔵する吸着器（貯蔵器）と、反応器と吸着器とを接続するように配置され、反応器と吸着器との間でＮＨ３が流れる流路を形成するＮＨ３供給管とを備えている。吸着器から反応器にＮＨ３が供給されると、反応器の反応材とＮＨ３とが化学反応して熱が発生し（発熱反応）、その熱により加熱対象が加熱される。反応器の反応材に排ガスの熱が与えられると、反応材からＮＨ３が脱離し（再生反応）、そのＮＨ３が反応器から吸着器に回収される。吸着器は、外気と接しており、再生反応時には外気によって冷却される。しかし、この場合、吸着器は、外気と同じ温度までしか冷却されない。従って、吸着器の圧力が十分に下がらないため、反応器と吸着器との圧力差が出にくい。これにより、吸着器へのＮＨ３の回収を効率良く行うことができない。
【０００３】
ＮＨ３の回収を十分に行うことを可能にする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、エアコンシステムを利用した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、コンプレッサとコンデンサとの間に接続され、高温・高圧の冷媒と吸着器とを熱交換させる第１熱交換器と、エバポレータとコンプレッサとの間に接続され、低温・低圧の冷媒と吸着器とを熱交換させる第２熱交換器とを備えている。再生反応時には、第２熱交換器によって低温の冷媒と吸着器とが熱交換され、吸着器が冷却されるため、吸着器の圧力が低下し、反応器と吸着器との圧力差が大きくなる。従って、吸着器へのＮＨ３の回収を十分に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、エアコンサイクルを利用して吸着器（貯蔵器）を冷却しているため、エアコン本来の機能である車室内の冷却効率が低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、エアコンサイクルを使用しなくても、貯蔵器への反応媒体の回収を効率良く行うことができる化学蓄熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、反応媒体との化学反応により発熱すると共にエンジンから排出される排ガスの熱により反応媒体が脱離する反応材を有する反応器と、反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、反応器と貯蔵器とを接続するように配置され、反応器と貯蔵器との間で反応媒体が流れる流路を形成する反応媒体供給管とを備えた化学蓄熱装置であって、ループ配管と、ループ配管に配設され、排ガスの熱により音波を発生させる第１熱交換器と、第１熱交換器と離間するようにループ配管に配設され、ループ配管内を伝搬した音波により冷熱を発生させる第２熱交換器とを有する熱音響冷却ユニットを更に備え、貯蔵器は、第２熱交換器で発生した冷熱を受けるように配置されていることを特徴とする。
【０００８】
このような化学蓄熱装置においては、排ガスの熱が反応器の反応材に与えられると、反応材から反応媒体が脱離し、その反応媒体が反応器から反応媒体供給管を通って貯蔵器に回収される。このとき、ループ配管に配設された第１熱交換器に排ガスの熱が与えられることで、第１熱交換器において音波が発生し、その音波がループ配管内を伝搬する。そして、ループ配管に配設された第２熱交換器に音波が到達すると、第２熱交換器において冷熱が発生する。そして、その冷熱が貯蔵器に伝えられ、冷熱によって貯蔵器が冷却される。従って、貯蔵器の圧力が低下するため、反応器と貯蔵器との圧力差が大きくなる。これにより、反応器から貯蔵器に反応媒体が回収されやすくなる。このようにエアコンサイクルを使用しなくても、貯蔵器への反応媒体の回収を効率良く行うことができる。
【０００９】
第１熱交換器は、排ガスの熱が与えられる第１高温側熱交換部と、温度勾配を発生させるための流体が供給される第１低温側熱交換部と、第１高温側熱交換部と第１低温側熱交換部との間に配置され、第１高温側熱交換部と第１低温側熱交換部との間の温度勾配によって熱エネルギーを音エネルギーに変換する第１スタックとを有し、第２熱交換器は、流体が供給される第２高温側熱交換部と、冷熱が発生する第２低温側熱交換部と、第２高温側熱交換部と第２低温側熱交換部との間に配置され、第２高温側熱交換部と第２低温側熱交換部との間の温度勾配によって音エネルギーを熱エネルギーに変換する第２スタックとを有してもよい。
【００１０】
第１高温側熱交換部に排ガスの熱が与えられると、第１高温側熱交換部と流体が供給される第１低温側熱交換部との間の温度勾配によって、第１スタックから音波が発生する。そして、ループ配管内を伝搬した音波が第２スタックに入ると、流体が供給される第２高温側熱交換部と第２低温側熱交換部との間の温度勾配によって、第２低温側熱交換部から冷熱が発生する。従って、貯蔵器が確実に冷却される。
【００１１】
反応器は、排ガスが流れる排気管に接続されており、第１高温側熱交換部は、反応器に対して排ガスが流れる方向の下流側に配置されていてもよい。この場合には、反応器よりも下流側を流れる排ガスの熱が貯蔵器の冷却に利用されることになるため、反応材からの反応媒体の脱離（反応材の再生）に必要な排ガスの熱が第１高温側熱交換部に奪われにくい。これにより、反応材の再生を効果的に行うことができる。
【００１２】
流体は、エンジンを冷却するエンジン冷却液であってもよい。この場合には、既設のウォーターポンプ等が存在することになるため、流体専用のポンプ等を別途設置しなくて済む。従って、装置構成を少なくすることができる。
【００１３】
化学蓄熱装置は、流体が循環する流体循環系と、反応器から貯蔵器に反応媒体が供給されるときに、流体を循環させるように流体循環系を制御すると共に、貯蔵器から反応器に反応媒体が供給されるときに、流体の循環を停止させるように流体循環系を制御する制御部とを更に備えてもよい。貯蔵器から反応器に反応媒体が供給されると、反応器の反応材と反応媒体とが化学反応して、反応材が発熱する。このとき、流体の循環を停止させるように流体循環系が制御されるので、第１高温側熱交換部と第１低温側熱交換部との間に温度勾配が発生せず、第１スタックから音波が発生することはない。従って、第２低温側熱交換部から冷熱が発生しないため、貯蔵器が冷却されることはない。このため、貯蔵器から反応器に反応媒体が供給されやすくなる。これにより、反応材の発熱を効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エアコンサイクルを使用しなくても、貯蔵器への反応媒体の回収を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る化学蓄熱装置を備えた排気浄化システムを示す概略構成図である。
【図２】図１に示された反応器の斜視図である。
【図３】図１に示された熱音響冷却ユニットの構成図である。
【図４】反応材の発熱反応の状態を比較して示すグラフである。
【図５】図１に示された化学蓄熱装置の変形例を備えた排気浄化システムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、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。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る化学蓄熱装置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において、排気浄化システム１は、エンジン２を搭載した車両に具備されている。ここでのエンジン２は、ディーゼルエンジンである。
【００１８】
排気浄化システム１は、エンジン２から排出された排ガスに含まれる有害物質（環境汚染物質）を浄化する。排気浄化システム１は、エンジン２と接続された排気管３と、この排気管３に配設された酸化触媒４とを備えている。排気管３は、排ガスが流れる排ガス流路を形成する配管である。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。
【００１９】
また、排気浄化システム１は、加熱対象である排ガスを加熱（暖機）する本実施形態の化学蓄熱装置５を備えている。化学蓄熱装置５は、通常は排ガスの熱を蓄えておき、必要なときに蓄えた熱を使用して排ガスを加熱する装置である。化学蓄熱装置５は、電力等の外部エネルギーを必要とせずに、排ガスを加熱することができる。化学蓄熱装置５は、反応器６と、吸着器７と、反応媒体供給管８と、バルブ９とを備えている。
【００２０】
反応器６は、排気管３に接続されている。反応器６は、エンジン２と酸化触媒４との間に排ガスに対して熱交換可能に配置されている。反応器６は、図２に示されるように、反応材１０が充填された複数の反応材充填部１１と、排ガスが通る複数の排ガス通路部１２と、これらの反応材充填部１１及び排ガス通路部１２を収容する直方体形状の筐体１３とを有している。反応材充填部１１及び排ガス通路部１２は、交互に積層されている。
【００２１】
各反応材充填部１１は、反応媒体供給管８と接続されている。反応材１０は、反応媒体であるＮＨ３との化学反応により発熱すると共に、排ガスの熱によりＮＨ３が脱離する材料である。反応材１０としては、組成式ＭａＸｚで表されるハロゲン化物が用いられる。Ｍは、ＬｉまたはＮａ等のアルカリ金属、Ｍｇ、ＣａまたはＳｒ等のアルカリ土類金属、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎ等の遷移金属、Ａｌ、若しくはこれらの金属の組み合わせから選択された１つ以上のカチオンである。Ｘは、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硝酸イオン、チオシアン酸イオン、硫酸イオン、モリブデン酸イオンまたはリン酸イオンから選択された１つ以上のアニオンである。Ｘは、例えばＣｌ、ＢｒまたはＩ等である。ａは、塩分子１つあたりのカチオンの数である。ｚは、塩分子１つあたりのアニオンの数である。
【００２２】
各排ガス通路部１２は、排ガス流路の一部を構成する。排ガス通路部１２は、排ガスと反応材１０との間で熱交換を行う。排ガス通路部１２は、排ガスと反応材１０との熱交換を促進させるための複数のフィンを有していてもよい。
【００２３】
筐体１３は、ＮＨ３及び排ガスに対して耐腐食性を有する金属材料（例えばステンレス鋼）で形成されている。
【００２４】
吸着器７は、ＮＨ３を貯蔵する貯蔵器である。吸着器７は、ＮＨ３が物理吸着または脱離する吸着材１４を有している。吸着材１４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、ナノカーボンまたはゼオライト等が用いられる。なお、ＮＨ３は吸着材１４に化学吸着されてもよい。
【００２５】
反応媒体供給管８は、反応器６と吸着器７とを接続するように配置され、反応器６と吸着器７との間でＮＨ３が双方向に流れる流路を形成する配管である。バルブ９は、反応媒体供給管８に配設され、ＮＨ３の流路を開閉する電磁式の開閉弁である。
【００２６】
このような化学蓄熱装置５において、エンジン２の始動直後における排ガスの温度が低いときは、バルブ９が開弁されると、吸着器７と反応器６との圧力差によって、吸着器７の吸着材１４からＮＨ３が脱離する。つまり、下記の反応式（Ａ）における左辺から右辺への反応が起こる。
吸着材-ＮＨ３＋熱  ⇔  吸着材＋ＮＨ３      …（Ａ）
【００２７】
吸着材１４から脱離したＮＨ３は、反応媒体供給管８を通って反応器６の反応材充填部１１に供給される。そして、反応材充填部１１の反応材１０とＮＨ３とが化学反応（化学吸着）して熱が発生する。つまり、下記の反応式（Ｂ）における左辺から右辺への反応（発熱反応）が起こる。そして、反応材充填部１１で発生した熱が排ガス通路部１２を流れる排ガスに伝えられ、排ガスが加熱される。
反応材＋ＮＨ３  ⇔  反応材-ＮＨ３＋熱      …（Ｂ）
【００２８】
その後、排ガスの温度が所定温度まで上昇すると、排ガスの熱が反応材充填部１１の反応材１０に与えられることで、反応材１０からＮＨ３が脱離する。つまり、上記の反応式（Ｂ）における右辺から左辺への反応（再生反応）が起こる。
【００２９】
そして、反応器６と吸着器７との圧力差によって、ＮＨ３が反応媒体供給管８を通って吸着器７に戻る。吸着器７に戻ったＮＨ３は、吸着器７の吸着材１４に物理吸着される。つまり、上記の反応式（Ａ）における右辺から左辺への反応が起こる。これにより、ＮＨ３が吸着器７に回収されることとなる。
【００３０】
また、化学蓄熱装置５は、熱音響冷却ユニット１５と、伝熱部材１６と、コントローラ１７（制御部）とを備えている。熱音響冷却ユニット１５は、熱音響現象を利用して冷却を行う。熱音響現象は、熱と音との間でエネルギーが移動する現象である。
【００３１】
熱音響冷却ユニット１５は、図１及び図３に示されるように、ループ配管１８と、第１熱交換器１９と、第２熱交換器２０と、流体循環系２１とを有している。なお、図３では、流体循環系２１が省略されている。
【００３２】
ループ配管１８は、排ガスの熱を受けるように配置されている。ループ配管１８は、例えばステンレス鋼等で形成されている。ループ配管１８内には、空気が充填されている。ループ配管１８内においては、音のみが移動し、ガスは流れない。
【００３３】
第１熱交換器１９は、ループ配管１８に配設され、排ガスの熱によりループ配管１８内に音波を発生させる。第１熱交換器１９は、第１高温側熱交換部２２と、第１低温側熱交換部２３と、第１スタック２４とを有している。
【００３４】
第１高温側熱交換部２２は、反応器６に対して排ガスが流れる方向の下流側に配置されている。具体的には、第１高温側熱交換部２２は、排気管３における酸化触媒４よりも下流側の部分と接触している。これにより、第１高温側熱交換部２２には、排ガスの熱が直接与えられる。第１低温側熱交換部２３は、第１高温側熱交換部２２と離間して配置されている。第１低温側熱交換部２３には、温度勾配を発生させるための流体が供給される。流体は、熱音響冷却に利用される。そのような流体としては、循環水が使用される。
【００３５】
第１スタック２４は、第１高温側熱交換部２２と第１低温側熱交換部２３との間に配置され、第１高温側熱交換部２２と第１低温側熱交換部２３との間の温度勾配によって熱エネルギーを音エネルギーに変換する。第１スタック２４は、例えばハニカム構造を有している。
【００３６】
第２熱交換器２０は、第１熱交換器１９と離間するようにループ配管１８に配設され、ループ配管１８内を伝搬した音波により冷熱を発生させる。第２熱交換器２０は、第２高温側熱交換部２５と、第２低温側熱交換部２６と、第２スタック２７とを有している。
【００３７】
第２高温側熱交換部２５には、温度勾配を発生させるための流体である循環水が供給される。第２低温側熱交換部２６は、第２高温側熱交換部２５と離間して配置されている。このとき、第２高温側熱交換部２５は、第１熱交換器１９の第１高温側熱交換部２２側に配置されている。第２低温側熱交換部２６は、第１熱交換器１９の第１低温側熱交換部２３側に配置されている。第１高温側熱交換部２２と第２高温側熱交換部２５との間の距離は、第１低温側熱交換部２３と第２低温側熱交換部２６との間の距離と等しくても異なっていてもよい。第２低温側熱交換部２６には、冷熱が発生する。
【００３８】
第２スタック２７は、第２高温側熱交換部２５と第２低温側熱交換部２６との間に配置され、第２高温側熱交換部２５と第２低温側熱交換部２６との間の温度勾配によって音エネルギーを熱エネルギーに変換する。第２スタック２７は、例えばハニカム構造を有している。
【００３９】
流体循環系２１は、流体である循環水が循環する系である。流体循環系２１は、循環水が流れる循環管２８と、熱交換器２９と、ポンプ３０とを有している。循環管２８は、上記の第１低温側熱交換部２３及び第２高温側熱交換部２５と接続されている。熱交換器２９は、循環水と外気との間で熱交換を行う。これにより、循環水の温度が外気温度に保持される。ポンプ３０は、熱交換器２９の下流側に配置され、循環水を循環させる。
【００４０】
このような熱音響冷却ユニット１５において、排ガスの熱が第１熱交換器１９の第１高温側熱交換部２２に与えられると、第１高温側熱交換部２２と第１低温側熱交換部２３との間で温度勾配が発生し、第１スタック２４内の空気の膨張収縮による振動によって音波が発生する。その音波は、ループ配管１８内を第２熱交換器２０に向けて伝搬する。
【００４１】
そして、音波が第２熱交換器２０の第２スタック２７内に入ると、流路が狭くなることで、空気が昇温しながら圧縮する。空気が圧縮すると、振動が発生する。すると、空気が吸熱しながら膨張する。空気が膨張すると、振動する。このように第２スタック２７内の空気が圧縮及び膨張を繰り返しながら、微振動が連続する。これにより、第２高温側熱交換部２５で放熱が発生すると共に、第２低温側熱交換部２６で冷熱が発生する。
【００４２】
伝熱部材１６は、吸着器７と第２熱交換器２０の第２低温側熱交換部２６とを接続するように配置され、第２低温側熱交換部２６で発生した冷熱を吸着器７に伝熱する。従って、吸着器７は、第２低温側熱交換部２６で発生した冷熱を受けるように配置されていることとなる。第２低温側熱交換部２６で発生した冷熱は、伝熱部材１６を通って吸着器７に伝えられる。これにより、吸着器７は、外気温度よりも低い温度まで冷却される。
【００４３】
コントローラ１７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ１７は、上記のバルブ９及びポンプ３０を制御する。
【００４４】
具体的には、コントローラ１７は、上記の発熱反応及び再生反応を実施するときに、バルブ９を開くように制御する。これにより、吸着器７と反応器６との間でＮＨ３の移動が可能となる。
【００４５】
また、コントローラ１７は、再生反応を実施するとき、つまり反応器６から吸着器７にＮＨ３が供給されるときに、循環管２８において循環水を循環させるようにポンプ３０を制御すると共に、発熱反応を実施するとき、つまり吸着器７から反応器６にＮＨ３が供給されるときに、循環管２８における循環水の循環を停止させるようにポンプ３０を制御する。
【００４６】
以上のように本実施形態にあっては、排ガスの熱が反応器６の反応材１０に与えられると、反応材１０からＮＨ３が脱離し、そのＮＨ３が反応器６から反応媒体供給管８を通って吸着器７に回収される。このとき、ループ配管１８に配設された第１熱交換器１９に排ガスの熱が与えられることで、第１熱交換器１９において音波が発生し、その音波がループ配管１８内を伝搬する。そして、ループ配管１８に配設された第２熱交換器２０に音波が到達すると、第２熱交換器２０において冷熱が発生する。そして、その冷熱が吸着器７に伝えられ、冷熱によって吸着器７が冷却される。従って、吸着器７の圧力が低下するため、反応器６と吸着器７との圧力差が大きくなる。これにより、反応器６から吸着器７にＮＨ３が回収されやすくなる。このようにエアコンサイクルを使用しなくても、吸着器７へのＮＨ３の回収を効率良く行うことができる。
【００４７】
また、反応器６と吸着器７との圧力差が大きくなるため、反応材１０は０和物まで再生される。これにより、次回の発熱反応時に、反応材１０から多くの熱量を発生させることができる。その結果、排ガスを十分に加熱することが可能となる。
【００４８】
図４は、反応材の発熱反応の状態を比較して示すグラフである。図４において、実線Ｐは、反応材における０和物から８和物への反応（以下、０−８反応という）を示し、破線Ｑは、反応材における１和物から８和物への反応（以下、１−８反応という）を示している。ここでは、反応材として、ＳｒＣｌ２を用いている。なお、０和物とは、反応材にＮＨ３が結合されていない状態（ＳｒＣｌ２）である。１和物とは、１つの反応材に対して１つのＮＨ３が結合されている状態（ＳｒＣｌ２・ＮＨ３）である。８和物とは、１つの反応材に対して８つのＮＨ３が結合されている状態（ＳｒＣｌ２・８ＮＨ３）である。図４中の横軸は、時間を表し、図４中の縦軸は、反応材の温度を表している。
【００４９】
図４から分かるように、０−８反応では、１−８反応に比べて、反応材の温度が高くなるため、発熱量が多くなる。このとき、０−８反応のうちの０−１反応（０和物から１和物への反応）による反応熱（図中のＡ）が、特に大きい。
【００５０】
また、本実施形態では、第１高温側熱交換部２２に排ガスの熱が与えられると、第１高温側熱交換部２２と循環水が供給される第１低温側熱交換部２３との間の温度勾配によって、第１スタック２４から音波が発生する。そして、ループ配管１８内を伝搬した音波が第２スタック２７に入ると、循環水が供給される第２高温側熱交換部２５と第２低温側熱交換部２６との間の温度勾配によって、第２低温側熱交換部２６から冷熱が発生する。従って、吸着器７が確実に冷却される。
【００５１】
また、本実施形態では、第１高温側熱交換部２２は、反応器６に対して排ガスが流れる方向の下流側に配置されている。従って、反応器６よりも下流側を流れる排ガスの熱が吸着器７の冷却に利用されることになるため、反応材１０からのＮＨ３の脱離（反応材１０の再生）に必要な排ガスの熱が第１高温側熱交換部２２に奪われにくい。これにより、反応材１０の再生を効果的に行うことができる。
【００５２】
また、本実施形態では、吸着器７から反応器６にＮＨ３が供給されると、反応器６の反応材１０とＮＨ３とが化学反応して、反応材１０が発熱する。このとき、循環水の循環を停止させるように流体循環系２１のポンプ３０が制御されるので、第１高温側熱交換部２２と第１低温側熱交換部２３との間で温度勾配が発生せず、第１スタック２４から音波が発生することはない。従って、第２低温側熱交換部２６から冷熱が発生しないため、吸着器７が冷却されることはない。このため、吸着器７から反応器６にＮＨ３が供給されやすくなる。これにより、反応材１０の発熱を効果的に行うことができる。
【００５３】
図５は、図１に示された化学蓄熱装置の変形例を備えた排気浄化システムを示す概略構成図である。図５において、本変形例の化学蓄熱装置５は、上記実施形態における流体循環系２１に代えて、流体循環系４０を備えている。
【００５４】
流体循環系４０は、流体としてエンジン冷却液が循環する系である。エンジン冷却液は、エンジン２を冷却する液体である。エンジン冷却液としては、水またはロングライフクーラント（ＬＬＣ）等が使用される。流体循環系４０は、エンジン冷却液が流れる循環管４１と、図示しないラジエータ及びウォーターポンプ等とを有している。循環管４１は、エンジン２と接続されている。また、循環管４１は、第１低温側熱交換部２３及び第２高温側熱交換部２５と接続されている。ウォーターポンプは、上記のコントローラ１７（図５では不図示）によって制御される。
【００５５】
このように本変形例においては、温度勾配を発生させるための流体として、エンジン２を冷却するエンジン冷却液を使用する。この場合には、既設のウォーターポンプ等が存在するため、流体専用のポンプ等を別途設置しなくて済む。従って、装置構成を少なくすることができる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、吸着器７と第２低温側熱交換部２６とが伝熱部材１６を介して接続されているが、特にその形態には限られず、第２低温側熱交換部２６が吸着器７に接触していてもよい。この場合には、吸着器７は、第２低温側熱交換部２６で発生した冷熱を直接受けることとなる。
【００５７】
また、上記実施形態では、第１高温側熱交換部２２が排気管３に接触しているが、特にその形態には限られず、排気管３と第１高温側熱交換部２２とが伝熱部材を介して接続されていてもよい。この場合には、第１高温側熱交換部２２は、排気管３内を流れる排ガスの熱を伝熱部材を通して受けることとなる。
【００５８】
また、上記実施形態では、第１高温側熱交換部２２は、反応器６に対して排ガスが流れる方向の下流側に配置されているが、第１高温側熱交換部２２の配置箇所としては、特にそれには限られず、例えば排ガスの熱が第１高温側熱交換部２２に奪われる影響が少ないような場合には、反応器６に対して排ガスが流れる方向の上流側であってもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、第１低温側熱交換部２３及び第２高温側熱交換部２５は循環管２８または循環管４１と接続されており、第１低温側熱交換部２３及び第２高温側熱交換部２５に対する流体の供給系が同じであるが、特にその形態には限られず、第１低温側熱交換部２３に対する流体の供給系と第２高温側熱交換部２５に対する流体の供給系とが別々であってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、温度勾配を発生させるための流体として、循環水またはエンジン冷却液を使用しているが、流体としては、特にそのような液体には限られず、外気等であってもよい。
【００６１】
さらに、上記実施形態では、反応器６は、反応材充填部１１及び排ガス通路部１２が交互に積層された積層構造を有しているが、反応器６の構造としては、特に積層構造には限られず、例えば排ガス通路部の周囲に反応材充填部が配置されていてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態の化学蓄熱装置５は、排気管３内を流れる排ガスを加熱しているが、特にその形態には限られず、酸化触媒４を加熱してもよい。この場合には、反応材を有する反応器が酸化触媒４の周囲に配置されることとなる。
【００６３】
また、上記実施形態では、反応媒体であるＮＨ３と組成式ＭａＸｚで表される反応材１０とを化学反応させて熱を発生させているが、反応媒体としては、特にＮＨ３には限られず、ＣＯ２またはＨ２Ｏ等を使用してもよい。反応媒体としてＣＯ２を使用する場合、ＣＯ２と化学反応させる反応材としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）３、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３またはＦｅ３Ｏ４等が用いられる。反応媒体としてＨ２Ｏを使用する場合、Ｈ２Ｏと化学反応させる反応材としては、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯまたはＡｌ２Ｏ３等が用いられる。
【００６４】
また、上記実施形態では、エンジン２はディーゼルエンジンであるが、エンジン２としては、特にディーゼルエンジンには限られず、ガソリンエンジン等であってもよい。
【００６５】
さらに、上記実施形態の化学蓄熱装置５は、排気浄化システムに具備されているが、排ガスの熱を用いた熱音響冷却を利用して貯蔵器を冷却するのであれば、加熱対象としては、特に排気系には限られず、例えばエンジンオイル等であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
５…化学蓄熱装置、６…反応器、７…吸着器（貯蔵器）、８…反応媒体供給管、１０…反応材、１５…熱音響冷却ユニット、１７…コントローラ（制御部）、１８…ループ配管、１９…第１熱交換器、２０…第２熱交換器、２１…流体循環系、２２…第１高温側熱交換部、２３…第１低温側熱交換部、２４…第１スタック、２５…第２高温側熱交換部、２６…第２低温側熱交換部、２７…第２スタック、４０…流体循環系。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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