(57)【要約】【課題】本発明の目的は、排気ガスの温度が低い場合でも、反応材から反応媒体を分離させることができる化学蓄熱装置を提供する。【解決手段】化学蓄熱装置８は、排気管３の周囲に配置され、反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を格納する反応器８ｃと、反応器８ｃの周囲に配置されると共に気体を格納する加温部８ｅと、加温部８ｅに格納されている気体の圧力を調整する圧力調整部８ｆと、反応器８ｃと接続管８ｂを介して接続されており、反応媒体を貯蔵する貯蔵器８ａと、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系を形成する排気管の内部に設けられた加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置において、
前記排気管の周囲に配置され、反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を格納する反応器と、
前記反応器の周囲に配置されると共に気体を格納する加温部と、
前記加温部に格納されている前記気体の圧力を調整する圧力調整部と、
前記反応器と接続管を介して接続されており、前記反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、
を備える化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記反応器において前記排気管と接触する部分である排気管接触部の熱伝導効率が、前記反応器において前記加温部と接触する部分である加温部接触部の熱伝導効率よりも高くなるように形成されている、
請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記排気管接触部を形成する部材は、前記加温部接触部を形成する部材よりも高い熱伝導率を有している、
請求項２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、エンジンの排気系に設けられた加熱対象物の加熱に使用される化学蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の化学蓄熱装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の化学蓄熱装置では、触媒（加熱対象物）の外周部に反応材が格納される反応器を配置し、反応材の化学反応による反応熱を利用して触媒を加熱する。このような化学蓄熱装置では、例えばエンジンの始動時など、触媒の温度が活性温度に満たないような場合には、反応材と反応媒体とを化学反応させて、その反応熱により加熱対象物を加熱（発熱反応過程）し、排気ガスの温度が所定温度よりも高い場合には、排気ガスの熱が反応材に伝えられ、その熱により反応材から反応媒体が分離する（再生反応過程）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−２０８１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両の運転条件によっては、排気ガスの温度が反応材から反応媒体が分離させる程度に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。このような場合、排気ガスからの熱によって、反応材から反応媒体を分離させることができない。反応材から反応媒体を分離させることができなければ、次のタイミングで反応材と反応媒体とを化学反応させることができない。すなわち、反応熱により触媒を加熱することができないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、排気ガスの温度が低い場合でも、反応材から反応媒体を分離させることができる化学蓄熱装置を提供することにある。
【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、エンジンの排気系を形成する排気管の内部に設けられた加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置において、排気管の周囲に配置され、反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を格納する反応器と、反応器の周囲に配置されると共に気体を格納する加温部と、加温部に格納されている気体の圧力を調整する圧力調整部と、反応器と接続管を介して接続されており、反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、を備えている。
【０００７】
このような構成の化学蓄熱装置では、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、この加温部に格納された気体は、圧力調整部により圧力が調整可能に構成されていることから、排気ガスの温度が低い場合には、加温部に格納された気体を圧縮させることにより、加温部に格納された気体の圧力が高くなり、加温部の温度が上昇する。これによって、加温部によって反応器を加熱することができ、反応器内の反応材から反応媒体を分離させることができる。すなわち、排気ガスから供給される熱の温度が低い場合でも、反応材から反応媒体を分離させることができる。
【０００８】
また、一実施形態において、反応器において排気管と接触する部分である排気管接触部の熱伝導効率が、反応器において加温部と接触する部分である加温部接触部の熱伝導効率よりも高くなるように形成されていてもよい。なお、反応器における加温部接触部は、反応器の周囲に配置される加温部の一部を構成する部分であってもよいし、また、反応器における排気管接触部は、排気管の一部を構成する部分であってもよい。
【０００９】
このような化学蓄熱装置では、反応器において発生した熱が、反応器の周囲に配置された加温部側よりも、加熱対象物が配置された排気管側に伝わり易くなるので、加熱対象物を効率的に加熱することができる。
【００１０】
また、一実施形態において、排気管接触部を形成する部材は、加温部接触部を形成する部材よりも高い熱伝導率を有していてもよい。
【００１１】
このような化学蓄熱装置では、排気管の外周面と接触する部分である排気管接触部の熱伝導効率が、加温部に接触する部分である加温部接触部の熱伝導効率と比べて高くなる反応器を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気ガスの温度が低い場合でも、反応材から反応媒体を分離させることができる。
【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ガス浄化システムを示す構成図である。
【図２】図１の加温器及び反応器周辺の内部構成を示す断面図である。
【図３】尿素水用バルブ及びアンモニア用バルブの開閉制御及び圧力調整ポンプの作動制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】他の実施形態に係る化学蓄熱装置を備えた排ガス浄化システムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して一実施形態に係る化学蓄熱装置を備えた排ガス浄化システム１について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１５】
図１は、一実施形態に係る化学蓄熱装置８を備えた排ガス浄化システム１を示す概略構成図である。図１に示される排ガス浄化システム１は、車両のディーゼルエンジン２（以下、単に「エンジン２」と称す）などの排気系に設けられ、エンジン２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。
【００１６】
排ガス浄化システム１は、エンジン２と接続された排気管３の途中に上流側から下流側に向けて順に設けられた酸化触媒（ＤＯＣ）４及び選択還元触媒（ＳＣＲ）９を備えている。また、排ガス浄化システム１は、選択還元触媒９が尿素ＳＣＲであるので、尿素水供給装置５及び尿素水（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６も更に備えている。
【００１７】
酸化触媒４は、排気ガス中に含まれるＨＣやＣＯなどを酸化して浄化する触媒である。選択還元触媒９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。
【００１８】
尿素水供給装置５は、排気管３における分散装置６（ひいては、選択還元触媒９）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５は、ポンプ（図示せず）、尿素水タンク５ａ、供給管５ｂ、インジェクタ５ｃ及び尿素水用バルブ５ｄなどを有している。
【００１９】
尿素水タンク５ａ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５ａから尿素水が供給管５ｂに送り出される。供給管５ｂは、尿素水タンク５ａとインジェクタ５ｃとを接続し、尿素水タンク５ａからインジェクタ５ｃまで尿素水を移動させる管路である。供給管５ｂには、尿素水用バルブ５ｄが配設され、尿素水用バルブ５ｄが開かれると尿素水の供給が可能となる。インジェクタ５ｃは、排気管３における酸化触媒４と分散装置６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５ｃの噴射制御、尿素水用バルブ５ｄ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）１１などで行うことができる。本実施形態では、尿素水用バルブ５ｄを設置しているが、尿素水用バルブ５ｄはインジェクタ５ｃと兼ねてもよい。
【００２０】
分散装置６は、尿素水供給装置５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、均一に選択還元触媒９に導入させるための装置である。分散装置６は、排気管３における酸化触媒４と選択還元触媒９との間（特に、インジェクタ５ｃの下流側）に配設される。
【００２１】
分散装置６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６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、ハニカムタイプなどの従来の周知の構造とすることができる。分散装置６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、これらの混合物などの加水分解用の触媒を担持させてもよい。
【００２２】
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、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。
【００２３】
そこで、排ガス浄化システム１は、分散装置６から噴射される尿素水（加熱対象物）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）８を備えている。なお、排ガス浄化システム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におけるエンジンと酸化触媒４との間における、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。
【００２４】
化学蓄熱装置８は、エネルギレスで分散装置６から噴射された尿素水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尿素水を加熱して暖機する。化学蓄熱装置８は、吸着器（貯蔵器）８ａ、接続管８ｂ、反応器８ｃ、アンモニア用バルブ８ｄ、加温器（加温部）８ｅと、圧力調整ポンプ（圧力調整部）８ｆなどを備えている。
【００２５】
吸着器８ａは、アンモニアと物理吸着する吸着材が内蔵されている。吸着材の例には、活性炭、メソポーラス材（メソ孔を有するメソポーラスシリカ、メソポーラスカーボン及びメソポーラスアルミナなど）、ゼオライト又はシリカゲルなどが含まれる。吸着器８ａ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。
【００２６】
車両に搭載される吸着器８ａは大きさに制限があるので、吸着器８ａ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。本実施形態では、アンモニアの容量について、アンモニアを供給できる時間で規定しており、例えば、アンモニアを４００ｓｅｃ（秒）供給できる容量に設定されている。この時間は、吸着器８ａの大きさ（アンモニアを貯蔵できる容量）及び接続管８ｂの径などによって変わる。吸着器８ａ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８ａ内の圧力で判断できる。本実施形態では、０．８ＭＰａの場合には満タン状態であるとして以後の説明を行う。吸着器８ａ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８ｂは、吸着器８ａと反応器８ｃとを接続し、吸着器８ａと反応器８ｃの間でアンモニアを移動させる管路である。接続管８ｂには、アンモニア用バルブ８ｄが配設され、アンモニア用バルブ８ｄが開かれると吸着器８ａと反応器８ｃ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８ｄの開閉制御は、エンジン２を制御するＥＣＵ１１などで行うことができる。
【００２８】
反応器８ｃ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などの金属塩化物やＣａＢｒ２、ＭｇＢｒ２などの金属臭化物、ＣａＩ２、ＭｇＩ２などの金属ヨウ化物などある。
【００２９】
反応器８ｃは、排気管３の外周面における分散装置６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、排気ガスの流れる方向に直交する面である。反応器８ｃ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８ｃ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、反応材と反応媒体との組み合わせによって変わる。
【００３０】
化学蓄熱装置８は、暖機終了後に反応器８ｃにおいてアンモニアを反応材から分離させ、吸着器８ａ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８による暖機が終了した後も、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８ｃからアンモニアを回収できない。すなわち、化学蓄熱装置８を連続的に使用できないおそれがある。
【００３１】
そこで、排ガス浄化システム１は、化学蓄熱装置８の暖機終了後に排気ガスの温度が低い場合に、反応器８ｃを加熱するための構成を有している。この構成は、図２に示すように、加温器（加温部）８ｅと圧力調整ポンプ（圧力調整部）８ｆとを備えている。
【００３２】
加温器８ｅは、反応器８ｃでの暖機終了後に排気ガスの温度が低いときに反応器８ｃを加熱する部分である。加温器８ｅは、反応器８ｃの周囲に配置され、内部に反応器８ｃを密封して収納する容器である。更に詳細には、加温器８ｅは、反応器８ｃの外周面を全て覆うように配設され、反応器８ｃ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、排気ガスの流れる方向に直交する面である。加温器８ｅの内部は、空気（気体）を格納する空間である。
【００３３】
本実施形態では、反応器８ｃにおいて排気管３と接触する部分である排気管接触部８ｇの熱伝導効率が、反応器８ｃにおいて加温器８ｅに接触する部分である加温部接触部８ｈの熱伝導効率よりも高くなるように形成されている。具体的には、排気管３の径方向における排気管接触部８ｇ及び加温部接触部８ｈの厚みが同じであり、排気管接触部８ｇを形成する部材は、加温部接触部８ｈを形成する部材よりも高い熱伝導率を有している。例えば、排気管接触部８ｇは、フェライト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ４３０）によって形成し、加温部接触部８ｈは、オーステナイト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４）によって形成することができる。
【００３４】
圧力調整ポンプ８ｆは、加温器８ｅに格納されている空気の圧力を調整する。圧力調整ポンプ８ｆを作動させると、加温器８ｅに格納されている空気が加圧される。この圧力調整ポンプ８ｆの作動制御は、エンジン２を制御するＥＣＵ１１などで行うことができる。
【００３５】
以上のように構成した排ガス浄化システム１におけるエンジン始動時の動作について説明する。本実施形態では、反応器８ｃの反応材をＭｇｃｌ２とする。特に、ＥＣＵ１１における尿素水用バルブ５ｄ及びアンモニア用バルブ８ｄの開閉制御、及び圧力調整ポンプ８ｆの作動制御について、図３のフローチャートに沿って説明する。図３は、尿素水用バルブ及びアンモニア用バルブの開閉制御及び圧力調整ポンプの作動制御の流れを示すフローチャートである。
【００３６】
エンジン２が停止中は、化学蓄熱装置８の接続管８ｂに配設されているアンモニア用バルブ８ｄは閉じられている。したがって、吸着器８ａに格納されている吸着材からアンモニアが分離していても、接続管８ｂを介してアンモニアが反応器８ｃに供給されない。また、エンジン２が停止中は、圧力調整ポンプ８ｆも作動されない。したがって、加温器８ｅ内に格納されている空気が加圧されて温度が高くなることもない。エンジン始動後も、この状態が初期状態として維持される（ステップＳ１）。
【００３７】
次に、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（ステップＳ２）。ステップＳ２において１５０℃以下と判定されている間（Ｓ２：ＮＯ）は、尿素水用バルブ５ｄ及びアンモニア用バルブ８ｄは閉じられている（ステップＳ１）。尿素水用バルブ５ｄが閉じられているので、尿素水供給装置５では、供給管５ｂ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。また、ステップＳ２において１５０℃以下と判定されている間（Ｓ２：ＮＯ）は、圧力調整ポンプ８ｆも作動しない（ステップＳ１）。このため、加温器８ｅ内に格納されている空気が加圧されて温度が高くなることはない。
【００３８】
ステップＳ２において排気ガスの温度が１５０℃より高いと判定された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、尿素水用バルブ５ｄ及びアンモニア用バルブ８ｄが開かれる（ステップＳ３）。ステップＳ３では、圧力調整ポンプ８ｆは作動されない。アンモニア用バルブ８ｄが開かれると、接続管８ｂを介してアンモニアが反応器８ｃに供給される。このとき、吸着器８ａの圧力が反応器８ｃの圧力よりも高く、アンモニアが反応器８ｃ側に移動する。反応器８ｃでは、供給されたアンモニアと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８ｃで発生した熱によって、排気管３の外周部から分散装置６が噴霧する尿素が加熱され、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５ｄも開かれているので、尿素水タンク５ａ内の尿素水が供給管５ｂを通ってインジェクタ５ｃ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６に入っていく。
【００３９】
分散装置６では、反応器８ｃによって加熱されて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に効率的に転化することができる。分散装置６から出るアンモニアＡは、排気管３内に分散され、選択還元触媒９に入る。選択還元触媒９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。
【００４０】
反応器８ｃでは、排気ガスの温度が１８０℃以上になると、ＭｇＣｌ２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８ｃから接続管８ｂを介して吸着器８ａに戻る。このとき、反応器８ｃの圧力が吸着器８ａの圧力よりも高く、アンモニアが吸着器８ａ側に移動する。吸着器８ａ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８ａ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℃以上を持続すると、反応器８ｃから殆どのアンモニアが放出され、吸着器８ａ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８ｃでは、ＭｇＣｌ２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８ａから反応器８ｃにアンモニアを供給できる容量は、例えば、上述したようにアンモニアの供給を開始してから４００ｓｅｃの容量しかないので、４００ｓｅｃを経過するとアンモニアを吸着器８ａに回収する必要がある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、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（ステップＳ４）。ステップＳ４において４００ｓｅｃを経過していないと判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ２の判定に戻る。ステップＳ４において４００ｓｅｃを経過したと判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、排気ガスの温度が１８０℃より高くなったか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００４２】
ステップＳ５において１８０℃より高いと判定した場合（反応器８ｃからアンモニアを回収できる場合）（ステップＳ５：ＹＥＳ）には、尿素水用バルブ５ｄ及びアンモニア用バルブ８ｄは継続して開いたままとし、圧力調整ポンプ８ｆも作動させない（ステップＳ６）。尿素水用バルブ５ｄは開かれているので、上述したように、尿素水がインジェクタ５ｃから噴霧され、加水分解してアンモニアに転化し、選択還元触媒９でＮＯｘを還元浄化する処理は継続する。なお、排気ガスの温度が十分に高いので、反応器８ｃによって分散装置６を加熱（暖機）しなくても尿素水を加水分解させることができ、インジェクタ５ｃから噴霧される尿素水を効率的にアンモニアに転化できる。
【００４３】
また、反応器８ｃは、排気管３を通る排気ガスからの熱によって加熱される。反応器８ｃでは、温度が１８０℃以上になると、ＭｇＣｌ２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８ｃから接続管８ｂを介して吸着器８ａに戻り、高温のアンモニアが回収される。
【００４４】
ステップＳ５にいて１８０℃以下と判定した場合（反応器８ｃからアンモニアを回収できない場合）（ステップＳ５：ＮＯ）には、尿素水用バルブ５ｄ及びアンモニア用バルブ８ｄは継続して開いたままとし、圧力調整ポンプ８ｆを作動させる。圧力調整ポンプ８ｆが作動されると、加温器８ｅの内部の空気が加圧され、空気の温度が上昇する。その結果、反応器８ｃは、加温器８ｅによって加熱される。反応器８ｃでは、温度が１８０℃以上になると、ＭｇＣｌ２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８ｃから接続管８ｂを介して吸着器８ａに戻り、高温のアンモニアを回収できる。なお、尿素水用バルブ５ｄは開かれていることによる作用は、上述したとおりなので、ここではその説明を省略する。
【００４５】
次に、吸着器８ａの圧力が０．８ＭＰａより高くなったか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８において０．８ＭＰａ以下と判定した場合（ステップＳ８：ＮＯ）には、ステップＳ５の判定に戻る。ステップＳ８において０．８ＭＰａより高くなったと判定した場合、すなわち、アンモニアを全て回収できた場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）には、尿素水用バルブ５ｄは継続して開いたままとし、アンモニア用バルブ８ｄを閉じ、圧力調整ポンプ８ｆの作動を停止（もともと作動していない場合には停止を継続）させ、加温器８ｅ内の空気の加圧及び反応器８ｃの加熱を終了させる（ステップＳ９）。
【００４６】
また、圧力調整ポンプ８ｆの作動を停止させると共に、加温器８ｅに設けた開放弁（図示しない）を開くことで加温器８ｅ内の空気を減圧する。アンモニア用バルブ８ｄが閉じられると、アンモニアが接続管８ｂを介して吸着器８ａと反応器８ｃとの間を移動できなくなり、アンモニアが再び反応器８ｃ側に流れ出ることを防止する。なお、尿素水用バルブ５ｄは開かれていることによる作用は、上述したとおりなので、ここではその説明を省略する。
【００４７】
上記実施形態の化学蓄熱装置８では、反応器８ｃを加熱するために、反応器８ｃの周囲に加温器８ｅが設けられている。この加温器８ｅに格納された空気は、圧力調整ポンプ８ｆにより圧力が調整可能に構成されている。このため、エンジン２からの排気ガスの温度が相対的に低い場合、すなわち、反応器８ｃからアンモニアを回収できない場合には、加温器８ｅに格納された空気を加圧することにより、空気の温度を上昇させる。これによって、加温器８ｅによって反応器８ｃを加熱することができ、反応器８ｃ内のＭｇＣｌ２（反応材）からＮＨ３（反応媒体）を分離させることができる。すなわち、排気ガスの温度が低い場合であっても、ＭｇＣｌ２からＮＨ３を分離させることができる。
【００４８】
また、上記実施形態の化学蓄熱装置８では、図２に示すように、反応器８ｃにおいて排気管３と接触する部分である排気管接触部８ｇの熱伝導効率が、反応器８ｃにおいて加温器８ｅと接触する部分である加温部接触部８ｈの熱伝導効率よりも高くなるように形成されている。これにより、反応器８ｃにおいて発生した熱が、反応器８ｃの周囲に配置された加温器８ｅ側よりも、分散装置６から噴射された尿素水が配置された排気管３側に伝わり易くなるので、加熱対象物である尿素水を効率的に加熱することができる。
【００４９】
以上、一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５０】
上記実施形態では、触媒として酸化触媒４と選択還元触媒９とを備える排ガス浄化システム１に適用した例を挙げて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、酸化触媒４と選択還元触媒９との間に、排気ガス中に含まれるＰＭを捕集して取り除くディーゼル排気微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ）が配置された排ガス浄化システムに適用することも可能である。また、例えば、選択還元触媒９の下流側に、選択還元触媒９の下流側に流れたアンモニアを酸化する触媒ＡＳＣが配置された排ガス浄化システムに適用することも可能である。また、アンモニアを直接供給するなど、尿素ＳＣＲでない排ガス浄化システムにも適用することも可能である。
【００５１】
また、上記実施形態では、分散装置６から噴射された尿素水を、化学蓄熱装置８の加熱対象物とする例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、酸化触媒４を加熱対象物としてもよいし、排気管３を流れる排気ガスを加熱対象部としてもよい。また、本発明は、図４に示すように、酸化触媒（ＤＯＣ）４などの触媒の上流の排気管内に金属製のハニカム構造体などの高熱伝導性を有する部材からなる熱交換器１４が配置された排ガス浄化システム１Ａにも適用可能である。この場合、この熱交換器１４を加熱対象とし、熱交換器１４の外周部に反応器１２を配置し、この反応器１２の周囲に加温器１６と加温器１６に格納されている気体の圧力を調整する圧力調整ポンプ１８とを配置してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、反応媒体であるアンモニアと反応材であるＭｇＣｌ２とを化学反応させて熱を発生させる例を挙げて説明したが、反応媒体としては、特にアンモニア（ＮＨ３）に限られず、二酸化炭素、水、アルコールなどの他の媒体でもよい。例えば、反応媒体をＨ２Ｏとする場合、Ｈ２Ｏと化学反応させる反応材として、ＣａＯなどを使用することができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、化学蓄熱装置８の反応器８ｃに格納される反応材の例として、金属塩化物、金属臭化物、金属ヨウ化物など挙げて説明したが、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物でもあってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、インジェクタ５ｃにより噴射される尿素水の量を制御するために、尿素水用バルブ５ｄの開度を可変制御してもよい。また、反応器８ｃに供給されるアンモニアの量を制御するために、アンモニア用バルブ８ｄの開度を可変制御してもよい。
【００５５】
また、排気管接触部８ｇの熱伝導効率が加温部接触部８ｈの熱伝導効率よりも高くなるように形成するための構成は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、排気管接触部８ｇの材料と加温部接触部８ｈの材料は同じものを用い（すなわち、熱伝導率は同じ）、排気管３の径方向における排気管接触部８ｇの厚みを加温部接触部８ｈの厚みよりも薄くしたりするなどして、加温器８ｅ側よりも排気管３側に熱が伝わり易い構成とすることができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、尿素水用バルブ５ｄ及びアンモニア用バルブ８ｄの開閉制御及び圧力調整ポンプ８ｆの作動制御を説明するにあたり、具体的な、排気ガスの温度、アンモニアの供給可能時間、吸着器での圧力を示したが、条件が変わればこれらの各値は変わる。例えば、ステップ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。
【００５７】
また、上記実施形態では、エンジン始動時の制御を一例として示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、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。
【００５８】
また、本実施形態では加温器８ｅの構成について、反応器８ｃの外周面を全て覆うように配設させる例を挙げて説明したが、加温器８ｅで発生させた熱が反応器８ｃへ伝達可能な構成であればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５９】
また、上記実施形態では、ディーゼルエンジン２の排気系に適用された例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガソリンエンジンの排気系に適用され、触媒や排気管を加熱対象物としてもよいし、内燃機関以外を加熱対象物としてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ…排ガス浄化システム、２…ディーゼルエンジン、３…排気管、４…酸化触媒、５…尿素水供給装置、５ａ…尿素水タンク、５ｂ…供給管、５ｃ…インジェクタ、５ｄ…尿素水用バルブ、６…分散装置、８…化学蓄熱装置、８ａ…吸着器（貯蔵器）、８ｂ…接続管、８ｃ，１２…反応器、８ｄ…アンモニア用バルブ、８ｅ，１６…加温器（加温部）、８ｆ，１８…圧力調整ポンプ（圧力調整部）、８ｇ…排気管接触部、８ｈ…加温部接触部、９…選択還元触媒、１４…熱交換器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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