(57)【要約】【課題】ケースの変形を抑制することができる化学蓄熱装置を提供する。【解決手段】蓄熱材２２を含む収容体２１の内側には、アンモニアを流通させる反応媒体流路Ｂに加えて、空間部２４が形成されている。この空間部２４は蓄熱材２２とアンモニアとの化学反応による収容体２１の膨張を吸収するためのものである。収容体２１がこのような空間部２４を内側に有することにより、ケース２０の内面と収容体２１との間に大きな隙間ＧＰを形成しなくとも、収容体２１の膨張時には空間部２４が当該膨張を吸収するため、膨張時のケース２０の変形を抑制することができる。一方、ケース２０の内面と収容体２１との間に大きな隙間ＧＰが形成されていないため、ケース２０にロウ付け等によって熱が付与された後に冷却された際には、収容体２１が熱収縮によるケース２０の変形を支持することができる。【選択図】図２
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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る発熱と蓄熱による前記反応媒体の脱離とを可逆的に行う蓄熱材を含み、且つ、前記反応媒体を流通させる反応媒体流路が形成された収容体をケースに収容した加熱器と、
前記反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、
前記加熱器と前記貯蔵器との間で前記反応媒体を流通させる接続管と、
を備える、加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置であって、
前記収容体は前記ケースを支持する固体であり、
前記収容体には、前記蓄熱材と前記反応媒体との化学反応による前記収容体の膨張を吸収する空間部が形成されている、化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記空間部は、前記収容体に複数個形成されている、請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記ケース内の端部側に比して中央側の方が、前記収容体に形成される前記空間部の体積が小さい、請求項２に記載の化学蓄熱装置。
【請求項４】
前記空間部の断面形状はハニカム形状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の化学蓄熱装置。
【請求項５】
前記空間部は、前記収容体のうち、前記ケースの内面から離間した位置に形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に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】
化学蓄熱装置としては、例えば、特許文献１に、排気管内に設けられた酸化触媒の外周部に蓄熱材をケースに収容した加熱器が配置され、反応媒体としてのアンモニアを貯蔵する貯蔵器より加熱器にアンモニアを供給することで、蓄熱材とアンモニアとを化学反応（化学吸着）させ、その化学反応時に発生した熱により酸化触媒を加熱することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３４６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような化学蓄熱装置では、ケース内において蓄熱材と反応媒体とが化学反応すると、蓄熱材がケース内で膨張する。従って、ケースの内面と蓄熱材の成型体の外表面との間に隙間（例えば、図５（ａ）参照）が形成される場合があった。このような隙間が、ケースの内面側への蓄熱材の膨張を吸収していた。しかしながら、このような隙間が形成されている場合、製造時にロウ付け等の方法によってケースに熱が付与された後に冷却された際、ケースの熱収縮によってケースの内面が隙間に入り込むように変形してしまう可能性があった。一方、隙間が無くなるようにケース内に蓄熱材を収容した場合は、化学反応時における蓄熱材の膨張の影響によってケースが外側へ変形してしまう可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ケースの変形を抑制することができる化学蓄熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る化学蓄熱装置は、反応媒体との化学反応による発熱と蓄熱による反応媒体の脱離とを可逆的に行う蓄熱材を含み、且つ、反応媒体を流通させる反応媒体流路が形成された収容体をケースに収容した加熱器と、反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、加熱器と貯蔵器との間で反応媒体を流通させる接続管と、を備える、加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置であって、収容体はケースを支持する固体であり、収容体には、蓄熱材と反応媒体との化学反応による収容体の膨張を吸収する空間部が形成されている。
【０００７】
蓄熱材を含む収容体の内側には、反応媒体を流通させる反応媒体流路に加えて、空間部が形成されている。この空間部は蓄熱材と反応媒体との化学反応による収容体の膨張を吸収するためのものである。収容体がこのような空間部を内側に有することにより、ケースの内面と収容体との間に大きな隙間を形成しなくとも、収容体の膨張時には空間部が当該膨張を吸収するため、膨張時のケースの変形を抑制することができる。一方、ケースの内面と収容体との間に大きな隙間が形成されていないため、ケースにロウ付け等によって熱が付与された後に冷却された際には、収容体が熱収縮によるケースの変形を支持することができる。以上により、ケースの変形を抑制することができる。
【０００８】
空間部は、収容体に複数個形成されていてよい。これにより、収容体の広い範囲にわたって空間部を配置することができる。従って、一カ所に大きな空間部が形成されている場合に比して、ケースの全体にわたって変形を抑制することができる。
【０００９】
ケース内の端部側に比して中央側の方が、収容体に形成される空間部の体積が小さくてよい。ケースの端部側よりも中央側の方が熱収縮時の変形が大きくなるため、大きな支持力が必要となる。従って、ケースの中央側の収容体の空間部の体積が小さいことにより、支持力が大きくなるため、ケースの変形をより適切に抑制することができる。
【００１０】
空間部の断面形状はハニカム形状であってよい。これにより、支持力増大という効果を得ることができる。
【００１１】
空間部は、収容体のうち、ケースの内面から離間した位置に形成されていてよい。これにより、収容体とケースとの界面部分に空間部が形成されることを回避できる。従って、収容体は、ケースの熱収縮をより適切に支持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ケースの変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る化学蓄熱装置を備えた排気ガス浄化システムの概略構成図である。
【図２】図１に示す積層構造体の一部分の側断面図である。
【図３】図２中の収容体の拡大図である。
【図４】変形例に係る化学蓄熱装置を示す側断面図である。
【図５】比較例に係る化学蓄熱装置の課題を説明するための図である。
【図６】変形例に係る化学蓄熱装置を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る化学蓄熱装置を説明する。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。
【００１５】
一実施形態に係る化学蓄熱装置を、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備えられる化学蓄熱装置に適用する。一実施形態に係る排気ガス浄化システムは、エンジン（特に、ディーゼルエンジン）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り、触媒のＤＯＣ[Diesel Oxidation Catalyst]、ＳＣＲ[SelectiveCatalytic Reduction]とＡＳＣ[Ammonia Slip Catalyst]及びフィルタのＤＰＦ[Diesel Particulate Filter]を備えている。また、一実施形態に係る排気ガス浄化システムは、暖機用の化学蓄熱装置も備えている。
【００１６】
図１を参照して、一実施形態に係る排気ガス浄化システム１の全体構成について説明する。図１は、一実施形態に係る排気ガス浄化システム１の概略構成図である。
【００１７】
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、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）４、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ）５、選択還元触媒（ＳＣＲ）６、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）７を備えている。これらＤＯＣ４、ＤＰＦ５、ＳＣＲ６、ＡＳＣ７が配設される各部分は、配設されない部分の排気管３の径よりも大きくなっている。排気管３及びＤＯＣ４、ＤＰＦ５、ＳＣＲ６、ＡＳＣ７の各内部にはエンジン２から排出される排気ガスが流れ、排気ガスの流れる方向によって上流側及び下流側が規定される。
【００１８】
ＤＯＣ４は、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯなどを酸化する触媒である。ＤＰＦ５は、排気ガス中に含まれるＰＭを捕集して取り除くフィルタである。ＳＣＲ６は、排気管３内のＳＣＲ６の上流側にアンモニア（ＮＨ３）あるいは尿素水（加水分解してアンモニアになる）が供給されると、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。ＡＳＣ７は、ＳＣＲ６をすり抜けて下流側に流れたアンモニアを酸化する触媒である。
【００１９】
各触媒４，６，７には、環境汚染物質に対する浄化能力を発揮できる温度領域（すなわち、活性温度）が存在する。しかし、エンジン２の冷間始動時などは、各触媒４，６，７の温度は活性温度よりも低くなっており、十分な浄化能力を発揮することができない。また、エンジン２から排出される排気ガスで触媒を活性温度まで暖機する場合、エンジン２の冷間始動直後は、エンジン２から排出された排気ガスの温度は比較的低温であり、触媒を早期に暖めることができない。そこで、エンジン２の始動直後においても、各触媒４，６，７で十分な浄化能力を発揮させるためには、各触媒４，６，７の温度を迅速に活性温度に昇温する必要がある。そのために、排気ガス浄化システム１は、最上流の触媒であるＤＯＣ４よりも上流側で暖機を行う化学蓄熱装置１０を備えている。
【００２０】
化学蓄熱装置１０は、可逆的な化学反応を利用して、外部エネルギレスで触媒などの加熱対象物を加熱（暖機）する装置である。具体的には、化学蓄熱装置１０は、排気ガスの熱（廃熱）を蓄熱材と反応媒体を分離した状態にすることにより化学蓄熱装置１０の内部に蓄えておく。そして、化学蓄熱装置１０は、その反応媒体を必要なときに蓄熱材に供給して、蓄熱材と反応媒体とを化学反応（化学吸着）させ、化学反応時の反応熱を利用して加熱対象物を加熱する。この実施形態では、反応媒体としてアンモニアを用いている。
【００２１】
化学蓄熱装置１０は、最も上流に位置する触媒であるＤＯＣ４よりも上流側に配置される熱交換器８を加熱する。熱交換器８の内部には排気ガスが流れており、熱交換器８では排気ガスとの間で熱交換を行う。この熱交換によって昇温した排気ガスが下流の各触媒（ＤＯＣ４、ＳＣＲ６、ＡＳＣ７）の内部に流れ、各触媒を暖機できる。この実施形態では、熱交換器８が特許請求の範囲に記載の加熱対象物に相当する。
【００２２】
図１に加えて図２及び図３を参照して、化学蓄熱装置１０について詳細に説明する。図２は、図１に示す積層構造体の一部分の側断面図である。図３は、図２中の収容体の拡大図である。
【００２３】
化学蓄熱装置１０は、加熱器１１、ストレージ１２、接続管１３、バルブ１４などを備えている。この実施形態では、加熱器１１が特許請求の範囲に記載の加熱器に相当し、ストレージ１２が特許請求の範囲に記載の貯蔵器に相当し、接続管１３が特許請求の範囲に記載の接続管に相当する。
【００２４】
この実施形態では、加熱器１１と熱交換器８からなる積層構造体１５が構成されている。積層構造体１５は、複数個の加熱器１１と複数個の熱交換器８を有している。積層構造体１５は、エンジン２とＤＯＣ４との間に配設される。積層構造体１５は、加熱器１１と熱交換器８とが交互に積層されており、両端部（積層方向の最外部）には熱交換器８が配置される。加熱器１１のケース２０と熱交換器８の筒状部材８ａとの接触面同士はロウ付け、溶接などによって接合されている。
【００２５】
熱交換器８は、筒状部材８ａの内部に複数のフィン８ｂが設けられている。筒状部材８ａは、薄い直方体形状であり、排気ガスが流れる方向に位置する両端部が開口された筒状の部材である。筒状部材８ａの内部は、排気ガスが流れる流路となる。筒状部材８ａは、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ等）で形成される。フィン８ｂは、熱交換用の部材であり、筒状部材８ａの内部の全域に所定間隔を空けて配置される。フィン８ｂは、例えば、ステンレス鋼で形成される。図２に示す例のフィン８ｂは断面が平板状であるが、断面が波状、ジグザグ状などの他の形状のフィンでもよい。
【００２６】
加熱器１１は、ケース２０に収容体２１が収容されている。ケース２０は、薄い直方体形状である。ケース２０は、例えば、ステンレス鋼で形成される。収容体２１は、蓄熱材２２を含んでいる。収容体２１はケース２０を支持する固体である。収容体２１は、略直方体形状である。なお、収容体２１は、蓄熱材２２を含んだ成型体として構成されてよい。この場合、複数個の収容体２１がケース２０に収容されてもよく、大きな１個の収容体２１がケース２０に収容されてもよい。なお、収容体２１の詳細な構成については後述する。なお、本実施形態においては、収容体２１（複数個の収容体２１がケース２０に収容される場合は、複数個の収容体２１によって構成されるブロック全体）は、ケース２０の内面全体に接触している。
【００２７】
収容体２１は、粉末の蓄熱材２２をプレス成型機によってプレス成型加工を施すことによって形成されてよい。図３には、プレス成型加工直後の収容体２１の内部の様子を示している。
【００２８】
蓄熱材２２としては、反応媒体であるアンモニアと化学反応して発熱し、触媒の活性温度以上に昇温できる材料を用いる。この材料としては、ハロゲン化合物のＭＸａの組成を持つ材料であり、Ｍ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどの遷移金属であり、ＸがＣｌ、Ｂｒ、Ｉなどであり、ａ＝２、３である。
【００２９】
図３に示すように、蓄熱材２２の粒子の間には、反応媒体であるアンモニアを流通させる反応媒体流路Ｂが形成される。すなわち、収容体２１には、反応媒体を流通させる反応媒体流路Ｂが形成される。反応媒体流路Ｂは肉眼による目視が困難な大きさで形成されている。反応媒体流路Ｂの断面視における直径（平均した直径）は、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度に設定されてよい。また、反応媒体流路Ｂの長さは、５ｍｍ〜２００ｍｍ程度に設定されてよい。
【００３０】
図１に示すように、ストレージ１２は、反応媒体であるアンモニアを保持（吸着）及び分離（放出）が可能な吸着材１２ａを内蔵している。吸着材１２ａとしては、例えば、物理吸着によるアンモニアの貯蔵が可能な活性炭が用いられる。ストレージ１２では、アンモニアを吸着材１２ａから分離させて加熱器１１に供給するとともに、暖機終了後には排気ガスの排熱を受けて蓄熱材２２より脱離したアンモニアを吸着材１２ａに物理吸着させることで再び回収する。なお、吸着材１２ａとしては、活性炭に限られず、例えば、メソポーラスシリカ、メソポーラスカーボン、メソポーラスアルミナなどのメソ孔を有するメソポーラス材、または、ゼオライト、シリカゲルを用いてもよい。
【００３１】
接続管１３は、加熱器１１とストレージ１２とを接続する管であり、加熱器１１とストレージ１２との間でアンモニアを流通させる流路となる。特に、接続管１３の加熱器１１側の端部には、複数の加熱器１１にそれぞれ接続するための部材（図示せず）が取り付けられている。この部材としては、例えば、積層構造体１５の一側面に配設されるアンモニア導入ヘッダである。このアンモニア導入ヘッダは積層構造体１５の一側面との間に空間を形成し、その空間内に接続管１３からアンモニアを導入する。この場合、加熱器１１毎に、ケース２０の導入ヘッダ側の一側面にはアンモニアが通るための孔が設けられている。
【００３２】
バルブ１４は、接続管１３の途中に配設され、加熱器１１とストレージ１２との間のアンモニアの流路を開閉するバルブである。バルブ１４が開かれると、接続管１３を介して加熱器１１とストレージ１２との間でアンモニアの移動が可能となる。バルブ１４の開閉制御は、化学蓄熱装置１０の専用のコントローラあるいはエンジン２を制御するＥＣＵ[Electronic Control Unit]などのＥＣＵで行われる。バルブ１４は、電磁式のノーマリクローズのバルブであり、電圧印加時に開く。なお、バルブ１４は、電流駆動のバルブでもよく、また、電磁式以外のバルブでもよい。
【００３３】
以上のように構成した化学蓄熱装置１０の動作を説明する。各加熱器１１のケース２０には、収容体２１が収容されている。収容体２１の内部及び表面には多数の反応媒体流路Ｂが散在する。この散在する反応媒体流路Ｂが、収容体２１内でのアンモニアの流路となる。
【００３４】
エンジン２の稼働中、エンジン２から排出された排気ガスの温度が暖機開始温度以下の場合（エンジン２の始動直後など）、バルブ１４に電圧が印加されると、バルブ１４が開く。これによって、接続管１３でのアンモニアの移動が可能となる。このとき、ストレージ１２の圧力が複数の加熱器１１全体の圧力よりも高く、アンモニアが加熱器１１側に移動し、接続管１３内を流れる。そして、接続管１３内を流れるアンモニアが、複数の加熱器１１のケース２０内にそれぞれ供給される。なお、暖機開始温度は、排気ガス浄化システム１において暖機が必要な温度である。暖機開始温度は、触媒（ＤＯＣ４等）の活性温度等に基づいて設定される。
【００３５】
ケース２０内に供給されたアンモニアは、収容体２１の内部及び表面に散在する反応媒体流路Ｂを流路として、収容体２１内の全域に流れる。これにより、アンモニアは、蓄熱材２２全体に拡散する。各加熱器１１では、この拡散されたアンモニアと蓄熱材２２とが化学反応して熱を発生する。この発生した熱は、加熱器１１に隣接する熱交換器８に伝わる。各熱交換器８では、伝わった熱をフィン８ｂを介して排気ガスと熱交換する。これにより、排気ガスが昇温する。この昇温された排気ガスが下流側に流れ、ＤＯＣ４、ＳＣＲ６、ＡＳＣ７の各触媒が昇温する。これにより、各触媒を暖機できる。そして、この各触媒の温度が活性温度以上になると、排気ガスを浄化できる。
【００３６】
特に、最初にアンモニアがケース２０内に供給されたときには、既に収容体２１の内部及び表面に反応媒体流路Ｂが散在しているので、アンモニアが蓄熱材２２全体に迅速かつ均一に拡散することできる。この最初にアンモニアが供給されたときに、蓄熱材２２がアンモニアと化学反応すると膨張する。この膨張により、粉体の蓄熱材２２の再配置が起こる。反応媒体流路Ｂは、蓄熱材２２からアンモニアが脱離した後も残存する。そのため、２回目以降にアンモニアがケース２０内に供給されたときも、収容体２１の内部及び表面に散在する反応媒体流路Ｂにより、アンモニアが蓄熱材２２全体に迅速かつ均一に拡散すことができる。
【００３７】
暖機終了後、エンジン２の稼働がある程度継続し、エンジン２から排出された排気ガスの温度が高くなると、加熱器１１では、アンモニアと蓄熱材２２とが脱離し、アンモニアが発生する。そして、排気ガスの温度がアンモニア回収可能温度より高い場合、バルブ１４に電圧が印加されると、バルブ１４が開く。これによって、接続管１３でのアンモニアの移動が可能となる。このとき、複数の加熱器１１全体の圧力がストレージ１２の圧力よりも高く、アンモニアがストレージ１２側に移動し、接続管１３内を流れる。そして、接続管１３内を流れるアンモニアが、ストレージ１２で回収される。ストレージ１２では、吸着材１２ａでアンモニアを吸着して貯蔵する。なお、アンモニア回収可能温度は、暖機後に加熱器１１からアンモニアを回収可能な温度である。アンモニア回収可能温度は、蓄熱材２２とアンモニアの組み合わせによって決まる蓄熱材２２からアンモニアが脱離する温度等に基づいて設定される。
【００３８】
次に、図２を参照して、収容体２１の構成について、より詳細に説明する。収容体２１の内側には、アンモニアを流通させる反応媒体流路Ｂに加え、蓄熱材２２とアンモニアとの化学反応による収容体２１の膨張を吸収する空間部２４が形成されている。空間部２４は、収容体２１に所定の配列パターンで複数個形成されている。本実施形態では、空間部２４は、加熱器１１と熱交換器８の積層方向に２列形成され、各列において加熱器１１の幅方向（積層方向と直交する）に複数個形成されている。また、各列の空間部２４は、幅方向に互いにずれた位置に形成されている。
【００３９】
本実施形態では、空間部２４の断面形状は円形である。各空間部２４は、ケース２０の内面からは離間した位置に形成されている。すなわち、各空間部２４は、ケース２０の各壁部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄから内部へ離間し、空間部２４と壁部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとの間には蓄熱材２２が存在している。また、空間部２４は、当該断面形状にて奥行き方向へ延びている。空間部２４は、アンモニアの流路ではなく、収容体２１の膨張を吸収するためものであるため、空間部２４が奥行き方向へどの範囲まで延びるかは特に限定されない。例えば、空間部２４はケース２０内の奥行き方向における全域にわたって延びていてもよいが、空間部２４の奥行き方向における端部は、ケース２０の奥行き方向における両側の壁部から離間していてもよい。また、空間部２４は、奥行き方向において連続して延びてもよいが、断続的に延びてもよい。このように、空間部２４は、アンモニアを通過させる事を主目的とした物では無いため、特に流れの方向（入口及び江口との位置関係）等に制約させることなく、自由な形状及び配置で、収容体２１内に形成することができる。
【００４０】
空間部２４は、上述の反応媒体流路Ｂとは異なり、目視可能な大きさに設定されている。空間部２４の断面視における直径（平均した直径）は、２ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定されてよい。このように、空間部２４はある程度の大きさを有するものであるため、収容体２１内においてある程度の体積を占めている。ここで、空間部２４の体積は、製造直後と、製品流通時と、蓄熱時とで異なる。すなわち、製造直後はアンモニアが蓄熱材２２に一切吸蔵されていない状態であるため、最も空間部２４が大きい。製品流通時は、流通前の確認動作で一度アンモニアを吸蔵、離脱させることにより、仮にアンモニアが残存していると、製造直後よりも僅かに空間部２４の体積が小さくなる。蓄熱時は最も収容体２１が膨張した状態であるため、空間部２４の体積は最も小さくなる。製品流通時において、空間部２４の合計の体積は、ケース２０の内部空間の体積に対して４０％以上であってよく、５４％以上であってよい。なお、上限値は特に限定されないが、製品流通時において、空間部２４の合計の体積は、ケース２０の内部空間の体積に対して、４６％以下であってよく、５４％以下であってよい。
【００４１】
空間部２４の形成方法は特に限定されず、収容体２１を形成した後に、当該収容体２１を加工することによって空間部２４を形成してよい。あるいは、あらかじめ溝部が形成された収容体２１のピースを複数準備し、各ピースの溝部同士を重ね合わせることで空間部２４を形成してもよい。
【００４２】
なお、「収容体２１の内側の空間部２４」には、図５（ａ）に示すように、収容体２１の表面（特に加工等がなされることなく平面である）とケース２０の内面との間の隙間ＧＰは含まれない。すなわち、ケース２０のいずれかの壁部と収容体２１の表面が（全面にわたり、あるいは略全面にわたり）接触しておらず、当該壁部の変形を支持できないような隙間ＧＰは、空間部２４には該当しない。一方、ケース２０の収縮時に、収容体２１がケース２０の各壁部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ（及び、奥行き方向の壁部）を支持する必要がある。従って、ケース２０の各壁部と収容体２１の各表面が接触する部分を少なくとも一部に残存させていることを前提とした上で、空間部２４が形成されている。例えば、収容体２１の内側へ入り込んだ溝とケース２０の内側との間の空間部（図６（ｂ）を参照）は、「収容体２１の内側の空間部２４」に該当する。
【００４３】
次に、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０の作用・効果について説明する。
【００４４】
まず、図５を参照して比較例に係る化学蓄熱装置の構成について説明する。ケース２０内において蓄熱材２２とアンモニアとが化学反応すると、蓄熱材２２がケース２０内で膨張する。従って、図５（ａ）に示すように、ケース２０の内面と蓄熱材２２の収容体２１の外表面との間に隙間ＧＰが形成される場合があった。このような隙間ＧＰが、ケース２０の内面側への蓄熱材２２の膨張を吸収していた。しかしながら、このような隙間ＧＰが形成されている場合、製造時にケース２０を密閉するためのロウ付け等の方法によってケース２０に熱が付与された後に冷却された際、図５（ｂ）に示すように、ケース２０の熱収縮によってケース２０の内面が隙間ＧＰに入り込むように変形してしまう可能性があった。一方、図５（ｃ）に示すように、隙間ＧＰが無くなるようにケース２０内に蓄熱材２２の収容体２１を収容した場合、図５（ｄ）に示すように、ケース２０の熱収縮時には収容体２１がケース２０の各壁部を支持することで変形を抑制できる。しかしながら、収容体２１の膨張時には、図５（ｅ）に示すように、当該膨張の影響によってケース２０が外側へ変形してしまう可能性があった。
【００４５】
これに対し、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０において、蓄熱材２２を含む収容体２１の内側には、アンモニアを流通させる反応媒体流路Ｂに加えて、空間部２４が形成されている。この空間部２４は蓄熱材２２とアンモニアとの化学反応による収容体２１の膨張を吸収するためのものである。収容体２１がこのような空間部２４を内側に有することにより、ケース２０の内面と収容体２１との間に大きな隙間ＧＰを形成しなくとも、収容体２１の膨張時には空間部２４が当該膨張を吸収するため、膨張時のケース２０の変形を抑制することができる。一方、ケース２０の内面と収容体２１との間に大きな隙間ＧＰが形成されていないため、ケース２０にロウ付け等によって熱が付与された後に冷却された際には、収容体２１が熱収縮によるケース２０の変形を支持することができる。以上により、ケース２０の変形を抑制することができる。
【００４６】
また、空間部２４は、収容体２１に複数個形成されていている。これにより、収容体２１の広い範囲にわたって空間部２４を配置することができる。従って、一カ所に大きな空間部２４が形成されている場合に比して、ケース２０の全体にわたって変形を抑制することができる。なお、収容体２１内の一カ所に大きな空間部２４を形成することは阻害されない。
【００４７】
また、空間部２４は、収容体２１のうち、ケース２０の内面から離間した位置に形成されている。これにより、収容体２１とケース２０との界面部分に空間部２４が形成されることを回避できる。すなわち、ケース２０の熱収縮時にケース２０の壁部が空間部２４に入り込むように変形することを回避できる。従って、収容体２１は、ケース２０の熱収縮をより適切に支持することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００４９】
例えば、上述の実施形態では、空間部２４の断面形状は円形であったが、形状は特に限定されない。例えば、図４に示すように空間部２４の断面形状をハニカム形状としてもよい。これにより、支持力増大という効果を得ることができる。
【００５０】
また、図６（ａ）に示すように、ケース２０内の端部側に比して中央側の方が、収容体２１に形成される空間部２４の体積が小さくてよい。ケース２０の端部側よりも中央側の方が熱収縮時の変形が大きくなるため、大きな支持力が必要となる。従って、ケース２０の中央側の収容体２１の空間部２４の体積が小さいことにより、支持力が大きくなるため、ケース２０の変形をより適切に抑制することができる。
【００５１】
また、図６（ｂ）に示すように、ケース２０と収容体２１の界面部分に空間部２４が形成されていてもよい。当該構造であっても、図５（ａ）に示すような隙間ＧＰが形成されている場合に比して、収容体２１は、熱収縮時のケース２０の壁部を十分に支持することができる。
【００５２】
また、上記実施形態では触媒としてＤＯＣ、ＳＣＲ及びＡＳＣ、フィルタとしてＤＰＦを備える排気ガス浄化システムに適用したが、他の構成の排気ガス浄化システムに適用してもよく、例えば、ＤＯＣ、ＳＣＲ、ＡＳＣのうちのいずれか一つ又は二つの触媒を備えない排気ガス浄化システム、ＤＯＣ、ＳＣＲ、ＡＳＣ以外の触媒を備える排気ガス浄化システムに適用してもよい。また、車両もディーゼルエンジン車としたが、ガソリンエンジン車等にも適用できる。
【００５３】
また、上記実施形態では加熱対象物としてＤＯＣの上流側の熱交換器としたが、加熱対象物としては他のものでよく、例えば、ＤＯＣ、ＳＣＲ、ＡＳＣのうちのいずれかの触媒を加熱対象物としてもよい。また、上記実施形態ではヒータと熱交換器とを交互に積層した積層構造体を構成としたが、熱交換器の外周部に環状のヒータを設けてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、化学蓄熱装置が排気ガスを暖機したが、エンジンオイル等の潤滑油やエンジン冷却水の暖機にも適用可能である。
【００５５】
また、上記実施形態では反応媒体をアンモニアとしたが、アルコール、水等の他の反応媒体でもよい。また、上記実施形態では反応媒体がアンモニアの場合の蓄熱材、吸着材の各材料をそれぞれ例示したが、化学蓄熱装置で用いられる反応媒体に応じて、蓄熱材、吸着材は適宜他の材料が用いられる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…化学蓄熱装置、１１…加熱器、１２…ストレージ（貯蔵器）、１２ａ…吸着材、１３…接続管、２０…ケース、２１…収容体、２２…蓄熱材、２４…空間部、Ｂ…反応媒体流路。
【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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【図６】
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