(57)【要約】【課題】反応媒体を反応材全体に伝わり易くする化学蓄熱装置を提供することを課題とする。【解決手段】配管３内に配設される加熱対象(例えば、ＤＯＣ４)を外周部から加熱する化学蓄熱装置であって、反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材９ａを収納する反応器９Ａと、反応媒体を吸着材で吸着して貯蔵する吸着器と、吸着器と反応器９Ａとを接続する接続管１１ａ，１１ｂとを備え、加熱対象の外周部に反応器９Ａが配設され、反応器９Ａには、反応媒体が導入される導入口９ｃ，９ｄが複数設けられ、この複数の導入口９ｃ，９ｄは、反応器９Ａの下部に位置しないように、反応器９Ａの周方向において配置間隔が等間隔になるように配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内に配設される加熱対象を外周部から加熱する化学蓄熱装置であって、
反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を収納する反応器と、
反応媒体を吸着材で吸着して貯蔵する吸着器と、
前記吸着器と前記反応器とを接続する接続管と、
を備え、
前記加熱対象の外周部に、前記反応器が配設され、
前記反応器には、反応媒体が導入される導入口が複数設けられることを特徴とする化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記複数の導入口は、前記反応器の周方向において配置間隔が等間隔になるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記複数の導入口は、前記反応器の下部に配置されないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の化学蓄熱装置。
【請求項４】
前記反応器は、前記複数の導入口に応じて反応媒体が移動可能なエリアが複数に分割され、
前記複数の導入口は、前記分割された各エリアにそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の化学蓄熱装置。
【請求項５】
前記反応器には、反応媒体を導出する導出口が設けられ、
前記導出口は、前記反応器の下部に配置されないことを特徴とする請求項１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、配管内に配設される加熱対象を外周部から加熱する化学蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の排気系には、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、触媒等が設けられている。触媒には、浄化能力を活性化するための最適温度（活性温度）が存在する。エンジン始動時は、排気ガスの温度が低く、触媒の活性温度に達するまでに時間を要する。そこで、エンジン始動時等の排気ガスの温度が低いときに触媒の活性温度まで短時間で温度上昇させるために、触媒を暖機するための加熱装置を設ける場合がある。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化学蓄熱装置がある。特許文献１には、排気ガスの流れるガス通路管内に触媒体が配設され、その上流側に被吸着媒体である水の吸着・脱離により発熱・吸熱する吸着剤を収納した第１容器が配設され、被吸着媒体を収納する第２容器と第１容器とが開閉弁が配設された連通管で連通された触媒加熱装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１１１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
化学蓄熱装置には、触媒等の加熱対象に対する昇温性や反応器の組付性を向上させるために、加熱対象の外周部の全周に反応器（反応材）が配設され、加熱対象を外周部から加熱するものがある。このように外周部の全周に配設される反応器において反応媒体の導入口が１個の場合、その１個の導入口から反応媒体を供給しなければならない反応材が周状に配置され、反応材が配置されている位置によって導入口と反応材との距離に差があるので、導入口から離れている反応材ほど反応媒体が伝わるのが遅くなり、加熱対象の外周部に配置される反応材全体に反応媒体が伝わり難い。そのため、反応材が配置されている位置によって反応媒体と反応材との化学反応に偏りが発生し、加熱対象に対する加熱ムラ（ひいては、昇温ムラ）が起こる可能性がある。その結果、加熱対象全体（特に、導入口から離れている側ほど）を迅速に昇温できない。
【０００５】
そこで、本発明は、反応媒体を反応材全体に伝わり易くする化学蓄熱装置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】
【０００６】
本発明に係る化学蓄熱装置は、配管内に配設される加熱対象を外周部から加熱する化学蓄熱装置であって、反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を収納する反応器と、反応媒体を吸着材で吸着して貯蔵する吸着器と、吸着器と反応器とを接続する接続管とを備え、加熱対象の外周部に、反応器が配設され、反応器には、反応媒体が導入される導入口が複数設けられることを特徴とする。
【０００７】
化学蓄熱装置は、加熱対象を外周部から加熱する。この化学蓄熱装置は、吸着器と反応器を備え、吸着器と反応器とが接続管で接続されている。吸着器では、反応媒体を吸着材で吸着して貯蔵する。反応器では、吸着器から接続管を介して反応媒体が導入されると、反応材と反応媒体とが化学反応して熱を発生させる。反応器は、加熱対象の外周部に配設され。特に、反応器には、反応媒体を導入するための導入口が複数設けられている。この導入口は、反応媒体を導出するための導出口を兼ねたものでもよい。反応器（反応材）は加熱対象の外周部に周状に配置されているが、反応媒体の導入口が複数あるので、導入口が１個の場合に比べて、反応材が配置されている位置による導入口と反応材との距離差を小さくすることができたり、１個の導入口あたりの反応媒体を供給する反応材を減らすことができる。そのため、反応材が配置されている位置による反応媒体が伝わる速さの差が小さくなり、反応材全体に反応媒体が伝わり易くなる。その結果、反応材が配置されている位置による反応媒体と反応材との化学反応の偏りを抑制でき、加熱対象の外周部に配置される反応材全体において化学反応を促進できる。このように、化学蓄熱装置は、反応器に反応媒体の導入口を複数設けることにより、反応媒体を反応材全体に伝わり易くでき、加熱対象に対する加熱ムラ（ひいては、昇温ムラ）を抑制できる。その結果、化学蓄熱装置による加熱対象への加熱効率が向上し、加熱対象全体を迅速に昇温できる。
【０００８】
本発明の上記化学蓄熱装置では、複数の導入口は、反応器の周方向において配置間隔が等間隔になるように配置されると好適である。このように、複数の導入口を周方向において等間隔に配置させることにより、反応材が配置されている周方向の位置による導入口と反応材との距離差を最も小さくできる。その結果、反応媒体を反応材全体により迅速に伝わり易くできる。
【０００９】
本発明の上記化学蓄熱装置では、複数の導入口は、反応器の下部に配置されないと好適である。反応器の下部（重力方向）に導入口を配置した場合、反応器の内部の物質（例えば、反応材）によって導入口が閉塞される可能性がある。そこで、複数の導入口を反応器の下部以外に配置させることにより、導入口の閉塞を回避できる。
【００１０】
本発明の上記化学蓄熱装置では、反応器は、複数の導入口に応じて反応媒体が移動可能なエリアが複数に分割され、複数の導入口は、分割された各エリアにそれぞれ設けられると好適である。このように、複数の導入口に応じて反応器が複数のエリアに分割されているので、分割されたエリア毎にエリア内の反応材に反応媒体を供給すればよい。そして、その分割されたエリア毎に導入口がそれぞれ設けられるので、エリア毎に各導入口から反応媒体を導入でき、１個の導入口あたりの反応媒体を供給する反応材を減らすことができる（エリア内だけの反応材だけに反応媒体を供給すればよい）。そのため、反応材が配置されている位置による反応媒体が伝わる速さの差が小さくなり、エリア内の反応材に反応媒体が迅速に伝わり、反応材全体に反応媒体がより迅速に伝わり易くなる。
【００１１】
本発明の上記化学蓄熱装置では、反応器には、反応媒体を導出する導出口が設けられ、導出口は、反応器の下部に配置されないと好適である。このように、反応器に導入口とは別に導出口が設けられるので、反応媒体の流れが導入口から導出口への一方向になり、対流や乱流が抑えられ、反応媒体の流れがスムーズになる。さらに、導出口を反応器の下部以外に配置させることにより、反応器の内部の物質によって導出口の閉塞を回避できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、反応器に反応媒体の導入口を複数設けることにより、反応媒体を反応材全体に伝わり易くでき、加熱対象に対する加熱ムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る化学蓄熱装置を備えた排気浄化システムの概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係る化学蓄熱装置の構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る化学蓄熱装置の反応器周辺の正断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る化学蓄熱装置の反応器周辺の正断面図である。
【図５】第３の実施の形態に係る化学蓄熱装置の反応器周辺の正断面図である。
【図６】第４の実施の形態に係る化学蓄熱装置の反応器周辺の正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る化学蓄熱装置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。
【００１５】
本実施の形態では、本発明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浄化システムに備えられる化学蓄熱装置に適用する。本実施の形態に係る排気浄化システムは、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る。本実施の形態に係る排気浄化システムは、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、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムは、ＤＯＣを暖機するための化学蓄熱装置も備えている。本実施の形態には、化学蓄熱装置の反応器等の構成が異なる４つの実施形態がある。
【００１６】
図１を参照して、第１〜第４の実施の形態で共通する排気浄化システム１の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る排気浄化システムの概略構成図である。
【００１７】
排気浄化システム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を有している。なお、本実施の形態では、排気管３が特許請求の範囲に記載する配管に相当する。
【００１８】
ＤＯＣ４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。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、インジェクタ６ａによって排気管３内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。例えば、ＤＯＣ４の活性温度の下限は１５０℃程度である。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℃程度と比較的低温である。そこで、エンジン２の始動直後などでも、各触媒４，６，７で浄化能力を発揮させるために、各触媒４，６，７での温度を迅速に活性温度にする必要がある。そのために、排気浄化システム１は、触媒の暖機を行う化学蓄熱装置８も有している。なお、排気浄化システム１には、エンジン２から排出された排気ガスの温度（あるいは、触媒の温度）を検出する温度センサが設けられている。
【００２０】
化学蓄熱装置８は、外部エネルギレスで触媒を暖機する化学蓄熱装置である。つまり、化学蓄熱装置８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触媒を暖機する。特に、化学蓄熱装置８は、排気管３における上流に位置する触媒であるＤＯＣ４を外周部から暖機（加熱）する。上流で暖機することによって、暖機で昇温した排気ガスが下流の触媒（ＳＣＲ６、ＡＳＣ７）に流れる。化学蓄熱装置８は、反応器９、吸着器１０、接続管１１、開閉弁１２等を備えている。なお、本実施の形態では、ＤＯＣ４が特許請求の範囲に記載する加熱対象に相当する。
【００２１】
反応器９は、排気管３におけるＤＯＣ４の配設される箇所の外周面の全周に配設され、断面形状がＤＯＣ４を囲む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９を排気ガスの流れる方向に対して垂直に切った流路断面である。図３等に示すように、反応器９は、アンモニア（反応媒体）と化学反応する反応材（蓄熱材）９ａを有しており、この反応材９ａがケーシング９ｂに収納されている。反応器９では、アンモニアと反応材９ａとが化学反応して化学吸着（配位結合）し、熱を発生させる。また、反応器９では、反応材９ａとアンモニアとが結合した状態で、所定温度以上になると反応材９ａとアンモニアとが分離して、アンモニアを放出し始め、それより高い所定温度になるとアンモニアを殆ど放出する。これらの各温度は、反応材９ａとアンモニアとの組み合わせによって変わる。
【００２２】
反応材９ａは、タブレット状に固められた固体状である。このタブレット状の反応材９ａが、ＤＯＣ４の外周面（排気管３の一部）において排気ガスの流れる方向に沿って複数個並べられて配設されるとともに、ＤＯＣ４の外周面において周方向に沿って複数個並べられて配設される。したがって、タブレット状の反応材９ａの側断面形状は長方形状であり、正断面形状は分割されたドーナツ形状（所定の厚さを有する円弧形状）である。この排気ガスの流れる方向及び周方向に沿って配設された多数個の反応材９ａによって、ＤＯＣ４の外周面の全周に反応材が配設され、断面形状がＤＯＣ４を囲むドーナツ形状となっている。複数個並べられて配設された反応材９ａの列の排気ガスの流れる方向の長さは、ＤＯＣ４の全体を覆う長さを有している。したがって、ＤＯＣ４の外周面に直接配設された反応材９ａは、薄い排気管３を介してＤＯＣ４全体を直接暖機できる。反応材９ａとしては、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、例えば、２価の塩化物（ＭＣｌ２）、２価の臭化物（ＭＢｒ２）、２価のヨウ化物（ＭＩ２）であり、ＭはＭｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｒ等が適している。
【００２３】
ケーシング９ｂは、反応器９の外周側の全面及び反応器９の上流端部と下流端部の全面を覆うように配設され、ＤＯＣ４の外周面との間で密閉された空間を形成し、その中に反応材９ａを封入している。このように、反応材９ａは密閉空間内に封入されているので、アンモニアと繰り返し化学反応できる。反応器９には、アンモニアを導入／導出するために、反応材９ａに対して開口される導入出口又は導入口と導出口が複数個設けられている。この反応器９の導入出口又は導入口と導出口の構成については、下記の各実施の形態で詳細に説明する。なお、反応材９ａとケーシング９ｂとの間に、断熱材等を設けてもよい。
【００２４】
吸着器１０は、アンモニアと物理吸着する吸着材としての活性炭が内蔵されている。吸着器１０では、アンモニアを活性炭と物理吸着させた状態で貯蔵して、排気ガスの排熱（温まったアンモニア）を蓄えるとともに、アンモニアを活性炭から分離させてアンモニアを放出して、アンモニアを反応器９に供給する。
【００２５】
接続管１１は、反応器９と吸着器１０とを接続し、反応器９と吸着器１０との間でアンモニアを移動させる管路である。接続管１１の一端は、反応器９のケーシング９ｂを貫通して、導入出口又は導入口と導出口に繋がっている。開閉弁１２は、接続管１１の途中に配設される。開閉弁１２が開弁されると、接続管１１を介して反応器９と吸着器１０との間でアンモニアの移動が可能となる。接続管１１及び開閉弁１２の構成については、反応器９の導入出口又は導入口と導出口の構成に応じて変わるので、下記の各実施の形態で詳細に説明する。なお、この開閉弁１２の開閉制御は、エンジン２を制御するＥＣＵ[Electronic Control Unit]（図示せず）等で行われる。
【００２６】
なお、化学蓄熱装置８の加熱対象であるＤＯＣ４は、図３等に示すように、断面環状の薄い排気管３内に配設された円柱形状のハニカム基材４ａに触媒が担持された構造である。したがって、排気管３の一部が、ＤＯＣ４の外周面を構成している。ハニカム基材４ａの材料は、例えば、セラミックである。また、排気管３の材料は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）である。
【００２７】
まず、図２及び図３を参照して、第１の実施の形態に係る反応器９Ａの導入出口及びそれに応じた接続管１１及び開閉弁１２の構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る化学蓄熱装置の構成図である。図３は、第１の実施の形態に係る化学蓄熱装置の反応器周辺の正断面図である。
【００２８】
反応器９Ａには、２個の導入出口９ｃ，９ｄが設けられている。導入出口９ｃ，９ｄは、反応器９Ａ内へのアンモニアの導入口と反応器９Ａからのアンモニアの導出口を兼ねる。２個の導入出口９ｃ，９ｄは、反応器９Ａの周方向において配置間隔が等間隔（１８０°間隔）になるように、反応器９Ａの水平方向において対角の位置に配置される。２個の導入出口９ｃ，９ｄは、反応器９Ａにおける排気ガスの流れる方向において中心位置に配置されるのが望ましい。なお、第１の実施の形態では、導入出口９ｃ，９ｄが特許請求の範囲に記載する複数の導入口に相当する。
【００２９】
接続管１１は、２個の導入出口９ｃ，９ｄに対応した２本の分岐管１１ａ，１１ｂと１本の合流管１１ｃからなる。分岐管１１ａは、一方の導入出口９ｃ用の配管であり、一端が導入出口９ｃに繋がり、他端が合流管１１ｃに繋がる。分岐管１１ｂは、他方の導入出口９ｄ用の配管であり、一端が導入出口９ｄに繋がり、他端が合流管１１ｃに繋がる。合流管１１ｃは、一端が分岐管１１ａと分岐管１１ｂに繋がり、他端が吸着器１０に繋がる。分岐管１１ａには、開閉弁１２ａが配設されている。分岐管１１ｂには、開閉弁１２ｂが配設されている。なお、開閉弁１２は合流管１１ｃにのみ１つ設けることもできる。
【００３０】
以上のように構成した化学蓄熱装置８の動作を説明する。車両停止中（エンジン２が停止中）は、開閉弁１２ａ，１２ｂは閉じられている。したがって、吸着器１０において活性炭からアンモニアが分離していても、接続管１１を介してアンモニアが反応器９Ａに供給されない。
【００３１】
エンジン２が始動後に、エンジン２から排出された排気ガスの温度が所定温度（触媒の活性温度に基づいて設定された温度）より低いときには（エンジン２の始動直後など）、ＥＣＵによる制御によって開閉弁１２ａ，１２ｂが開かれ、吸着器１０から接続管１１（合流管１１ｃから分岐管１１ａ，１１ｂ）を介してアンモニアが反応器９Ａに供給される。このとき、吸着器１０の圧力が反応器９Ａの圧力よりも高く、アンモニアが反応器９Ａ側に移動する。特に、供給されるアンモニアは、開閉弁１２ａが開かれた分岐管１１ａを介して反応器９Ａにおける水平方向の一方側の導入出口９ｃから導入されるとともに、開閉弁１２ｂが開かれた分岐管１１ｂを介して反応器９Ａにおける水平方向の他方側の導入出口９ｄから導入される。したがって、アンモニアは、ＤＯＣ４の外周部の全周に配置される反応材９ａに水平方向の対角から導入される。これによって、導入出口９ｃ，９ｄから周方向に離れている反応材９ａでも最大９０°なので、反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアが伝わる速さの差が小さく（導入出口９ｃ，９ｄから離れている反応材９ａまでのアンモニアの遅れが少ない）、アンモニアが反応材９ａ全体に迅速に伝わる。反応器９Ａでは、供給されたアンモニアと反応材９ａとが化学反応して化学吸着し、熱を発生する。この際、反応材９ａが配置されている位置による化学反応の偏りが少なく、ＤＯＣ４の外周部の全周において熱の発生ムラが少ない。この熱は、ＤＯＣ４の外周部（排気管３の一部）に伝わる。これによって、ＤＯＣ４が加熱され、温度がＤＯＣ４の活性温度以上になると、ＤＯＣ４で排気ガスを浄化できる。
【００３２】
エンジン２から排出された排気ガスの温度が所定温度より高くなると、排気ガスの排熱によって、反応器９Ａでは、アンモニアと反応材９ａとが分離し、アンモニアが発生する。この分離したアンモニアは、開閉弁１２ａ，１２ｂが開かれているので、反応器９Ａの導入出口９ｃ，９ｄから導出され、接続管１１（分岐管１１ａ，１１ｂから合流管１１ｃ）を介して吸着器１０に戻る。このとき、反応器９Ａの圧力が吸着器１０の圧力よりも高く、アンモニアが吸着器１０側に移動する。吸着器１０では、吸着材がアンモニアを物理吸着して貯蔵する。吸着器１０内の圧力値がアンモニアの満貯蔵状態を示す圧力値になった場合、ＥＣＵでは開閉弁１２ａ，１２ｂを閉じる。
【００３３】
この第１の実施の形態に係る構成によれば、反応器９Ａに２個の導入出口９ｃ，９ｄが水平方向の対角に設けられているので、反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアが伝わる速さの差が小さく、ＤＯＣ４の外周部の全周に配設される反応材９ａ全体にアンモニアが迅速に伝わる。その結果、反応材９ａが配置されている位置に応じたアンモニアと反応材９ａとの化学反応の偏りを抑制でき、反応材９ａ全体において化学反応を促進できる。さらに、加熱対象に対する加熱ムラ（ひいては、昇温ムラ）を抑制でき、化学蓄熱装置８によるＤＯＣ４への加熱効率が向上し、ＤＯＣ４全体を迅速に昇温できる。
【００３４】
また、第１の実施の形態に係る構成によれば、２個の導入出口９ｃ，９ｄが水平方向の対角に配置されているので、反応材９ａが配置されている周方向の位置による導入出口９ｃ，９ｄと反応材９ａとの距離差を最も小さくできる（最大でも角度９０°に応じた距離差である）。また、第１の実施の形態に係る構成によれば、２個の導入出口９ｃ，９ｄは水平方向に配置されているので（反応器９Ａの下部（重力方向）に配置されていないので）、反応器９Ａの内部の物質（例えば、反応材）の下方への落ち込みがあっても、導入出口９ｃ，９ｄが閉塞されるようなことはない。
【００３５】
次に、図４を参照して、第２の実施の形態に係る反応器９Ｂの導入出口及びそれに応じた接続管１１及び開閉弁１２の構成について説明する。図４は、第２の実施の形態に係る化学蓄熱装置の反応器周辺の正断面図である。第２の実施の形態に係る構成は、第１の実施の形態に係る構成と比較すると、反応器９Ｂ内を２個の導入出口に応じてアンモニアが移動可能なエリアを２分割した点が異なる。
【００３６】
反応器９Ｂには、第１の実施の形態に係る２個の導入出口９ｃ，９ｄと同様の２個の導入出口９ｅ，９ｆが設けられる。また、接続管１１も、第１の実施の形態に係る接続管１１（２本の分岐管１１ａ，１１ｂと１本の合流管１１ｃ）と同様の構成である。なお、第２の実施の形態では、導入出口９ｅ，９ｆが特許請求の範囲に記載する複数の導入口に相当する。
【００３７】
反応器９Ｂ内に、隔壁９ｇ，９ｈが配設されている。隔壁９ｇは、反応器９Ｂ内の最上部においてケーシング９ｂと排気管３（ＤＯＣ４の外周面）との間に設けられる。隔壁９ｈは、反応器９Ｂ内の最下部においてケーシング９ｂと排気管３との間に設けられる。隔壁９ｇ，９ｈの長さは、反応器９Ｂ内の排気ガスの流れる方向の全域である。この隔壁９ｇ，９ｈによって、反応器９Ｂ内は２つのエリア９ｉ，９ｊに分割されている。各エリア９ｉ，９ｊは、断面形状が半ドーナツ形状である。
【００３８】
隔壁９ｇ，９ｈは、アンモニアが通過できない材料で形成され、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）で形成される。したがって、２つのエリア９ｉ，９ｊでは、各エリア内でのアンモニアの移動は可能であるが、他方のエリアへのアンモニアの移動は不可である。なお、隔壁９ｇ，９ｈは、パレット状の反応材９ａの間に設けるとよい。
【００３９】
エリア９ｉには、水平方向の位置に一方の導入出口９ｅが設けられている。エリア９ｉ内では、導入出口９ｅから導入されたアンモニアだけが移動可能である。エリア９ｊには、水平方向の位置に他方の導入出口９ｆが設けられている。エリア９ｊ内では、導入出口９ｆから導入されたアンモニアだけが移動可能である。
【００４０】
以上のように構成した化学蓄熱装置８の動作を説明する。車両停止中（エンジン２が停止中）及び暖機終了後の各動作は、第１の実施の形態で説明した動作と同様の動作なので、説明を省略する。
【００４１】
エンジン２が始動後に、エンジン２から排出された排気ガスの温度が所定温度より低いときには、第１の実施の形態と同様に、開閉弁１２ａ，１２ｂが開かれ、吸着器１０から接続管１１を介してアンモニアが反応器９Ｂに供給される。特に、供給されるアンモニアは、開閉弁１２ａが開かれた分岐管１１ａを介して反応器９Ｂにおける水平方向の一方側の導入出口９ｅから導入されるとともに、開閉弁１２ｂが開かれた分岐管１１ｂを介して反応器９Ｂにおける水平方向の他方側の導入出口９ｆから導入される。したがって、アンモニアは、ＤＯＣ４の外周部の全周に配置される反応材９ａに水平方向の対角から導入される。導入出口９ｅから導入されたアンモニアの移動範囲は、一方側のエリア９ｉ内だけである。また、導入出口９ｆから導入されたアンモニアの移動範囲は、他方側のエリア９ｊ内だけである。これによって、導入出口９ｅ，９ｆから周方向に離れている反応材９ａでも最大９０°でありかつ各導入出口９ｅ，９ｆから導入されたアンモニアの移動範囲が狭いので、反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアが伝わる速さの差が非常に小さい。そのため、アンモニアが反応材９ａ全体（エリア９ｉ内の反応材９ａ＋エリア９ｊ内の反応材９ａ）に迅速に伝わる。反応器９Ｂでは、供給されたアンモニアと反応材９ａとが化学反応して化学吸着し、熱を発生する。この際、各エリア９ｉ，９ｊ内の反応材９ａが配置されている位置による化学反応の偏りが少なく、ＤＯＣ４の外周部の全周において熱の発生ムラが少ない。この熱は、ＤＯＣ４の外周部（排気管３の一部）に伝わる。これによって、ＤＯＣ４が加熱され、温度がＤＯＣ４の活性温度以上になると、ＤＯＣ４で排気ガスを浄化できる。
【００４２】
この第２の実施の形態に係る構成は、第１の実施の形態に係る構成による効果を有する上に以下の効果も有している。第２の実施の形態に係る構成によれば、反応器９Ｂ内が２個の導入出口９ｅ，９ｆに応じて２つのエリア９ｉ，９ｊに分割されているので、各導入出口９ｅ，９ｆで導入されるアンモニアの移動範囲が狭く、１個の導入出口９ｅ，９ｆあたりでアンモニアを供給する反応材９ａを相対的に低減できる（反応材９ａ全体の半分ずつ）。そのため、各エリア９ｉ，９ｊにおいて反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアが伝わる速さの差を更に小さくでき、ＤＯＣ４の外周部の全周に配設される反応材９ａ全体にアンモニアがより迅速に伝わる。その結果、反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアと反応材９ａとの化学反応の偏りを更に抑制でき、反応材９ａ全体において化学反応を更に促進できる。
【００４３】
次に、図５を参照して、第３の実施の形態に係る反応器９Ｃの導入出口及びそれに応じた接続管１１及び開閉弁１２の構成について説明する。図５は、第３の実施の形態に係る化学蓄熱装置の反応器周辺の正断面図である。第３の実施の形態に係る構成は、第２の実施の形態に係る構成と比較すると、２個の導入出口の配置が異なる。
【００４４】
反応器９Ｃ内には、第２の実施の形態に係る２個の隔壁９ｇ，９ｈと同様の２個の隔壁９ｍ，９ｎが設けられている。したがって、この隔壁９ｍ，９ｎによって、第２の実施の形態に係る２つのエリア９ｉ，９ｊと同様に、反応器９Ｃ内は２つのエリア９ｏ，９ｐに分割されている。
【００４５】
反応器９Ｃには、２個の導入出口９ｋ，９ｌが設けられている。この２個の導入出口９ｋ，９ｌは、反応器９Ｃの上部に周方向に並べて配置される。２個の導入出口９ｋ，９ｌは、反応器９Ｃにおける排気ガスの流れる方向において中心位置に配置されるのが望ましい。導入出口９ｋは、反応器９Ｃの上部において一方のエリア９ｏに開口される位置に設けられている。エリア９ｏ内では、導入出口９ｋから導入されたアンモニアだけが移動可能である。導入出口９ｌは、反応器９Ｃの上部において他方のエリア９ｐに開口される位置に設けられている。エリア９ｐ内では、導入出口９ｌから導入されたアンモニアだけが移動可能である。なお、第３の実施の形態では、導入出口９ｋ，９ｌが特許請求の範囲に記載する複数の導入口に相当する。
【００４６】
以上のように構成した化学蓄熱装置８の動作を説明する。車両停止中（エンジン２が停止中）及び暖機終了後の各動作は、第１の実施の形態で説明した動作と同様の動作なので、説明を省略する。
【００４７】
エンジン２が始動後に、エンジン２から排出された排気ガスの温度が所定温度より低いときには、第１の実施の形態と同様に、開閉弁１２ａ，１２ｂが開かれ、吸着器１０から接続管１１を介してアンモニアが反応器９Ｃに供給される。特に、供給されるアンモニアは、開閉弁１２ａが開かれた分岐管１１ａを介して反応器９Ｃにおける上部の一方側の導入出口９ｋから導入されるとともに、開閉弁１２ｂが開かれた分岐管１１ｂを介して反応器９Ｃにおける上部の他方側の導入出口９ｌから導入される。導入出口９ｋから導入されたアンモニアの移動範囲は、一方側のエリア９ｏ内だけである。また、導入出口９ｌから導入されたアンモニアの移動範囲は、他方側のエリア９ｐ内だけである。これによって、各導入出口９ｋ，９ｌから導入されたアンモニアの移動範囲が狭いので、１個の導入出口９ｋ，９ｌあたりでアンモニアを供給する反応材９ａが少なく、反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアが伝わる速さの差が小さい。そのため、アンモニアが反応材９ａ全体（エリア９ｏ内の反応材９ａ＋エリア９ｐ内の反応材９ａ）に迅速に伝わる。反応器９Ｃでは、供給されたアンモニアと反応材９ａとが化学反応して化学吸着し、熱を発生する。この際、各エリア９ｏ，９ｐ内の反応材９ａが配置されている位置による化学反応の偏りが少なく、ＤＯＣ４の外周部の全周において熱の発生ムラが少ない。この熱は、ＤＯＣ４の外周部（排気管３の一部）に伝わる。これによって、ＤＯＣ４が加熱され、温度がＤＯＣ４の活性温度以上になると、ＤＯＣ４で排気ガスを浄化できる。
【００４８】
この第３の実施の形態に係る構成によれば、反応器９Ｃ内が２つのエリア９ｏ，９ｐに分割され、各エリア９ｏ，９ｐに各導入出口９ｋ，９ｌが設けられているので、第２の実施の形態と同様に、１個の導入出口９ｋ，９ｌあたりでアンモニアを供給する反応材９ａを相対的に低減できる。そのため、各エリア９ｏ，９ｐにおいて反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアが伝わる速さの差を小さくでき、ＤＯＣ４の外周部の全周に配設される反応材９ａ全体にアンモニアが迅速に伝わる。その結果、第１の実施の形態と同様に、化学反応の偏りを抑制でき、加熱対象に対する加熱ムラを抑制できるので、ＤＯＣ４全体を迅速に昇温できる。また、第３の実施の形態に係る構成によれば、２個の導入出口９ｋ，９ｌは反応器９Ｃの上部に配置されているので、反応器９Ｃの内部の物質によって導入出口９ｋ，９ｌが閉塞されるようなことはない。また、第３の実施の形態に係る構成によれば、上部に２個の導入出口９ｋ，９ｌを配置させているので、２本の分岐管１１ａ，１１ｂを短くできかつ搭載スペースをコンパクトにでき、搭載性に優れている。ちなみに、車両搭載制約により、導入出口を水平方向等の対角の位置に設けることができない場合でも、第３の実施の形態に係る構成とすることにより搭載が可能となる。
【００４９】
次に、図６を参照して、第４の実施の形態に係る反応器９Ｄの導入口と導出口及びそれに応じた接続管１１及び開閉弁１２の構成について説明する。図６は、第４の実施の形態に係る化学蓄熱装置の反応器周辺の正断面図である。第４の実施の形態に係る構成は、第１の実施の形態に係る構成と比較すると、導入口と導出口とを別に設ける点が異なる。
【００５０】
反応器９Ｄには、２個の導入口９ｑ，９ｒ及び１個の導出口９ｓが設けられている。２個の導入口９ｑ，９ｒは、反応器９Ｄの下部に周方向に並べて配置される。１個の導出口９ｓは、反応器９Ｄの最上部に配置される。このように、２個の導入口９ｑ，９ｒと１個の導出口９ｓとは、重力方向において対角に配置される。導入口９ｑ，９ｒ及び導出口９ｓは、反応器９Ｄにおける排気ガスの流れる方向において中心位置に配置されるのが望ましい。なお、第４の実施の形態では、導入口９ｑ，９ｒが特許請求の範囲に記載する複数の導入口に相当する。
【００５１】
反応器９Ｄ内に、隔壁９ｔが配設されている。隔壁９ｔは、反応器９Ｄ内の最下部においてケーシング９ｂと排気管３との間に設けられる。隔壁９ｔの長さは、排気ガスの流れる方向の全域である。この隔壁９ｔの位置は、導入口９ｑと導入口９ｒとの間の位置である。この隔壁９ｔによって、導入口９ｑから導入されるアンモニアが導出口９ｓまで流れる流路と導入口９ｒから導入されるアンモニアが導出口９ｓまで流れる流路とを分けることができる。
【００５２】
接続管１１は、２個の導入口９ｑ，９ｒに対応した２本の導入管１１ｄ，１１ｅと１個の導出口９ｓに対応した１本の導出管１１ｆからなる。導入管１１ｄは、一方の導入口９ｑ用の配管であり、一端が導入口９ｑに繋がり、他端が吸着器１０に繋がる。導入管１１ｄは、他方の導入口９ｒ用の配管であり、一端が導入口９ｒに繋がり、他端が吸着器１０に繋がる。導出管１１ｆは、導出口９ｓ用の配管であり、一端が導出口９ｓに繋がり、他端が吸着器１０に繋がる。２本の導入管１１ｄ，１１ｅ及び１本の導出管１１ｆには、開閉弁１２がそれぞれ配設されている。
【００５３】
以上のように構成した化学蓄熱装置８の動作を説明する。車両停止中（エンジン２が停止中）は、３個の開閉弁１２は全て閉じられている。したがって、吸着器１０において活性炭からアンモニアが分離していても、導入管１１ｄ，１１ｅを介してアンモニアが反応器９Ｄに供給されない。
【００５４】
エンジン２が始動後に、エンジン２から排出された排気ガスの温度が所定温度より低いときには、ＥＣＵによる制御によって２本の導入管１１ｄ，１１ｅに配設される２個の開閉弁１２が開かれ、吸着器１０から導入管１１ｄ，１１ｅを介してアンモニアが反応器９Ｄに供給される。このとき、吸着器１０の圧力が反応器９Ｄの圧力よりも高く、アンモニアが反応器９Ｄ側に移動する。特に、供給されるアンモニアは、開閉弁１２が開かれた導入管１１ｄを介して反応器９Ｄにおける下部の一方側の導入口９ｑから導入されるとともに、開閉弁１２が開かれた導入管１１ｅを介して反応器９Ｄにおける他方側の導入口９ｒから導入される。導入口９ｑから導入されたアンモニアは、隔壁９ｔによって分けられた反応器９Ｄ内の一方側の流路を通って反応器９Ｄの上部の導出口９ｓ側に移動する。また、導入口９ｒから導入されたアンモニアは、隔壁９ｔによって分けられた反応器９Ｄ内の他方側の流路を通って反応器９Ｄの上部の導出口９ｓ側に移動する。これによって、各導入口９ｑ，９ｒから導入されたアンモニアの移動範囲が狭いので、１個の導入口９ｑ，９ｒあたりでアンモニアを供給する反応材９ａが少なく、反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアが伝わる速さの差が小さい。そのため、アンモニアが反応材９ａ全体に迅速に伝わる。反応器９Ｄでは、供給されたアンモニアと反応材９ａとが化学反応して化学吸着し、熱を発生する。この際、反応材９ａが配置されている位置による化学反応の偏りが少なく、ＤＯＣ４の外周部の全周において熱の発生ムラが少ない。この熱は、ＤＯＣ４の外周部（排気管３の一部）に伝わる。これによって、ＤＯＣ４が加熱され、温度がＤＯＣ４の活性温度以上になると、ＤＯＣ４で排気ガスを浄化できる。
【００５５】
エンジン２から排出された排気ガスの温度が所定温度より高くなると、ＥＣＵによる制御によって導出管１１ｆに配設される開閉弁１２が開かれる。この際、排気ガスの排熱によって、反応器９Ｄでは、アンモニアと反応材９ａとが分離し、アンモニアが発生する。この分離したアンモニアは、導出管１１ｆの開閉弁１２が開かれているので、反応器９Ｄの導出口９ｓから導出され、導出管１１ｆを介して吸着器１０に戻る。このとき、反応器９Ｄの圧力が吸着器１０の圧力よりも高く、アンモニアが吸着器１０側に移動する。吸着器１０では、吸着材がアンモニアを物理吸着して貯蔵する。吸着器１０の圧力値がアンモニアの満貯蔵状態を示す圧力値になった場合、ＥＣＵでは３個の開閉弁１２を閉じる。
【００５６】
この第４の実施の形態に係る構成によれば、反応器９Ｄに２個の導入口９ｑ，９ｒ及び１個の導出口９ｓが対角に設けられ、隔壁９ｔによって導入口９ｑ，９ｒでそれぞれ導入されたアンモニアの流路が分けられているので、反応材９ａが配置されている位置によるアンモニアが伝わる速さの差が小さく、ＤＯＣ４の外周部の全周に配設される反応材９ａ全体にアンモニアが迅速に伝わる。その結果、第１の実施の形態と同様に、化学反応の偏りを抑制でき、加熱対象に対する加熱ムラを抑制できるので、ＤＯＣ４全体を迅速に昇温できる。
【００５７】
また、第４の実施の形態に係る構成によれば、導入口９ｑ，９ｒと導出口９ｓとを対角に配置しているので、アンモニアの流れる方向が一方向になり、対流や乱流が低減され、アンモニアの流れがスムーズになる。また、第４の実施の形態に係る構成によれば、導入口９ｑ，９ｒを下部に配置し、導出口９ｓを上部に配置しているので、下部の導入口９ｑ，９ｒからアンモニアが高圧で反応器９Ｄ内に導入されるため、反応器９Ｄ内の内部物質の落ち込みがあっても、その下部から上方への高圧によって噴き返すことができる。そのため、導入口９ｑ，９ｒが閉塞されるようなことはない。また、導出口９ｓも上部に配置されているので、閉塞されない。ちなみに、車両搭載制約により、導入出口を水平方向に設けることができない場合でも、第４の実施の形態に係る構成とすることにより閉塞回避が可能である。
【００５８】
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。
【００５９】
例えば、本実施の形態では触媒としてＤＯＣ、ＳＣＲ及びＡＳＣ、フィルタとしてＤＰＦを備える排気浄化システムに適用したが、他の様々な構成の排気浄化システムに適用できる。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。また、車両以外の排気浄化システムにも適用できる。また、排気浄化システム以外にも適用できる。
【００６０】
また、本実施の形態では化学蓄熱装置の加熱対象として触媒のＤＯＣとしたが、加熱対象としては他のものでよく、例えば、ＳＣＲ等の他の触媒がある。また、本実施の形態では化学蓄熱装置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、アルコール、水等の他の媒体でもよい。また、本実施の形態では反応器をＤＯＣの外周部の全周に設ける構成としたが、反応器を全周に設けない構成でもよい。
【００６１】
また、本実施の形態では反応器に導入口（導入出口）を２個設ける構成としたが、３個以上設けてもよい。導入口を３個以上設ける場合でも、個数に応じて反応器の周方向において配置間隔が等間隔になるように配置することが望ましい（特に、反応器内を複数のエリアに分割しない場合）。
【００６２】
また、本実施の形態では２個の導入出口を反応器の周方向において等間隔（１８０°間隔：対角）で配置する構成（特に、反応器内を２つのエリアに分割しない場合）としたが、複数の導入口を周方向において等間隔で配置しない構成でもよい。特に、車両搭載制約により導入口又は導入出口を等間隔で配置できない場合、搭載可能の範囲内で最も配置間隔が広くなるように複数の導入口や導入出口を配置すればよい。
【００６３】
また、本実施の形態では複数の導入口又は複数の導入出口の配置として反応器の周方向における各種形態を示したが、複数の導入口又は複数の導入出口の配置については反応器における排気ガスの流れる方向において配置間隔が広くなるようにしてもよく、例えば、２個の導入口又は導入出口を反応器における上流側と下流側に配置させる。さらに、反応器の周方向かつ排気ガスの流れる方向において配置間隔が広くなるようにしてもよく、例えば、２個の導入口又は導入出口を反応器における上流側における水平方向の一方側と下流側における水平方向の他方側に配置させる。
【００６４】
また、第１、２の実施の形態では水平方向において対角の位置に導入出口を設ける構成としたが、導入出口が内部物質で閉塞する可能性がある下部に配置されない位置であれば、水平方向の以外の方向において対角の位置に導入出口を設ける構成としてもよい。
【００６５】
また、第３の実施の形態では最上部に２個の導入出口を設ける構成としたが、車両搭載上可能な範囲で、それより下方の他の位置に導入出口を設けてもよい。最上部よりも下方の位置に設けることにより、下部に配置される反応材と導入出口との距離を小さくできる。
【００６６】
また、第４の実施の形態では反応器内に隔壁を設けたが、隔壁を設けない構成でもよい。また、第４の実施の形態では導入口を最下部に設け、導出口を最上部に設けて、導入口と導出口とを重力方向において対角に配置する構成としたが、水平方向等の他の方向において対角に配置する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１…排気ガス浄化システム、２…エンジン、３…排気管、４…ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、４ａ…ハニカム基材、５…ディーゼル排気微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ）、６…選択還元触媒（ＳＣＲ）、６ａ…インジェクタ、７…アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、８…化学蓄熱装置、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ…反応器、９ａ…反応材、９ｂ…ケーシング、９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｋ，９ｌ…導入出口、９ｇ，９ｈ，９ｍ，９ｎ，９ｔ…隔壁、９ｉ，９ｊ，９ｏ，９ｐ…エリア、９ｑ，９ｒ…導入口、９ｓ…導出口、１０…吸着器、１１…接続管、１１ａ，１１ｂ…分岐管、１１ｃ…合流管、１１ｄ，１１ｅ…導入管、１１ｆ…導出管、１２，１２ａ，１２ｂ…開閉弁。
【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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