(57)【要約】  反応媒体を蓄熱材全体に拡散させることができる化学蓄熱装置を提供する。  加熱対象物８を加熱する化学蓄熱装置であって、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１１ｃとスプリングバック性を有する弾性材（例えば、繊維状物質１１ｄ）とを含む成型体１１ｂをケース１１ａに収容した加熱器１１と、反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、加熱器１１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、成型体１１ｂは、蓄熱材１１ｃと弾性材との混合物のプレス成型体であり、弾性材は、ヤング率が５０ＧＰａ以上である。。
2016059981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置であって、  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とスプリングバック性を有する弾性材とを含む成型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、  前記成型体は、前記蓄熱材と前記弾性材との混合物のプレス成型体であり、  前記弾性材は、ヤング率が５０ＧＰａ以上である、化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記弾性材は、長さが１０μｍ〜５０００μｍの繊維状物質であり、アスペクト比が５以上である、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、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】  加熱器としての性能を十分に発揮させるためには、ケースに収容される蓄熱材全体に反応媒体を拡散させる必要がある。しかし、蓄熱材は、反応媒体と化学反応すると膨張する性質を有しているので、蓄熱材の膨張に伴って反応媒体の拡散が阻害されてしまうという問題がある。また、加熱器の搭載熱量を上げる目的でケースに収容される蓄熱材を高密度にプレス成型した成型体とした場合、高密度の成型体の内部に向けては反応媒体が拡散し難くなる。結果として、蓄熱材を反応媒体と十分に反応させることができないという問題がある。【０００５】  そこで、本技術分野においては、反応媒体を蓄熱材全体に拡散させることができる化学蓄熱装置が要請されている。
【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、加熱対象物を加熱する化学蓄熱装置であって、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とスプリングバック性を有する弾性材とを含む成型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、成型体は、蓄熱材と弾性材との混合物によるプレス成型体であり、弾性材は、ヤング率が５０ＧＰａ以上である。【０００７】  プレス成型加工によって成型体が形成されると、成型体内ではスプリングバック性を有する弾性材が蓄熱材に囲まれた中で曲がった状態となる。弾性材はヤング率が５０Ｇｐａ［ギガパスカル］以上であるので、スプリングバック性により曲がった状態（弾性変形した状態）から元の状態に戻ろうとする。弾性材が元の状態に戻ろうとする（スプリングバックする）過程で、弾性材は蓄熱材粒子の一部を押し戻すため、成型体内において弾性材の周囲に空隙ができる。このため、成型体の内部及び表面には多数の空隙が散在することになる。この弾性材のスプリングバックによって形成される空隙が反応媒体の流路となり、反応媒体を蓄熱材全体に拡散させることができる。【０００８】  一実施形態の化学蓄熱装置では、弾性材は、長さが１０μｍ〜５０００μｍの繊維状物質であり、アスペクト比（＝長さ／径）が５以上である。このようなサイズを有する繊維状物質を弾性材として用いることにより、弾性材によって成型体の内部や表面に形成される空隙が反応媒体の流路として適切な大きさとなる。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、反応媒体を蓄熱材全体に拡散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、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】図３は、図２中のＡ部の拡大図であり、（ａ）が繊維状物質が曲がった状態であり、（ｂ）が繊維状物質の周囲に空隙ができた状態である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  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。
【００１２】  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[Selective Catalytic 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。
【００１３】  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。
【００１４】  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。
【００１５】  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。
【００１６】  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。
【００１７】  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。
【００１８】  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。
【００１９】  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Ａ部の拡大図であり、（ａ）が繊維状物質が曲がった状態であり、（ｂ）が繊維状物質の周囲に空隙ができた状態である。
【００２０】  化学蓄熱装置１０は、ヒータ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、ヒータ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。
【００２１】  この実施形態では、ヒータ１１と熱交換器８からなる積層構造体２０が構成されている。積層構造体２０は、複数個のヒータ１１と複数個の熱交換器８を有している。積層構造体２０は、エンジン２とＤＯＣ４との間に配設される。積層構造体２０は、ヒータ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。ヒータ１１のケース１１ａ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。
【００２２】  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。
【００２３】  ヒータ１１は、ケース１１ａに複数個の成型体１１ｂが収容されている。ケース１１ａは、薄い直方体形状である。ケース１１ａは、例えば、ステンレス鋼で形成される。成型体１１ｂは、蓄熱材１１ｃと繊維状物質１１ｄを含んでいる。成型体１１ｂは、略直方体形状である。ケース１１ａには、複数の成型体１１ｂが並べられて配置される。なお、複数個の成型体１１ｂがケース１１ａに収容されるのではなく、大きな１個の成型体１１ｂがケース１１ａに収容されてもよい。
【００２４】  成型体１１ｂは、粉末の蓄熱材１１ｃと多数の繊維状物質１１ｄとを混合させた状態で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る。すなわち、成型体１１ｂは、蓄熱材１１ｃと繊維状物質１１ｄとの混合物のプレス成型体である。混合工程では、繊維状物質１１ｄが粉末の蓄熱材１１ｃの中に均一に分散されるように混合する。プレス成型加工工程では、粉末の蓄熱材１１ｃが押し固められかつ繊維状物質１１ｄが曲がった状態となるために必要な大きさの圧力を加える。このように形成された成型体１１ｂは、粉末の蓄熱材１１ｃの中に繊維状物質１１ｄが散在した状態で固められたペレット状である。繊維状物質１１ｄは、所定の方向から加えられた圧力によって弾性変形し、曲がった状態になる。プレス成型加工直後の成型体１１ｂの内部には、空隙（空間）が無い。図３（ａ）には、プレス成型加工直後の成型体１１ｂの内部の様子が示されている。蓄熱材１１ｃ（粒子）の中には、曲がった状態の繊維状物質１１ｄが存在する。
【００２５】  蓄熱材１１ｃ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。
【００２６】  繊維状物質１１ｄは、繊維状（微小の棒状）の物質であり、スプリングバック性を有する弾性材である。特に、繊維状物質１１ｄは、成型体１１ｂを構成する蓄熱材１１ｃの粒子がその周囲に存在する中で、プレス成型時の曲がった状態（弾性変形した状態）から、プレス成型機から取り出された後に元の自然な状態に向けて戻ろうとする十分な弾性力を有する物質である。このような、圧力が除かれた場合に生じる材料の弾性的な変形の回復現象が、スプリングバックである。図３（ｂ）には、図３（ａ）の曲がった状態の繊維状物質１１ｄがスプリングバックした状態を示しており、スプリングバックした繊維状物質１１ｄの周囲には空隙Ｂができる。
【００２７】  この圧力印加により曲げられた材料が圧力を開放すると元の状態に戻ろうとする性質、即ち、スプリングバック性を示す指標として、ヤング率を用いている。ヤング率は、弾性変形における応力とひずみの比であり、「曲げ剛性」、「撓み剛性」とも呼ばれる。ヤング率がある程度高くなると、プレスによって曲げた際の元の状態に戻ろうとする力が大きくなる。成型体１１ｂにおいて繊維状物質１１ｄが曲がった状態から元の状態に戻るためには、繊維状物質１１ｄのヤング率は、５０ＧＰａ以上であると望ましい。このヤング率の条件を満たす繊維状物質としては、例えば、ガラス繊維［ヤング率：５２〜８５ＧＰａ］、炭素繊維（カーボンファイバ）［ヤング率：７０〜８８０ＧＰａ］、ケプラー繊維［ヤング率：１１２ＧＰａ］、ステンレス繊維［ヤング率：２００ＧＰａ］、アルミナ繊維［ヤング率：３７０ＧＰａ］、ＳｉＣ繊維［ヤング率：４４５ＧＰａ］である。
【００２８】  但し、ヤング率が高くなり過ぎると、弾性変形し難くなる。そのため、プレス成型加工時に、曲がり難く、曲がらない可能性もある。そこで、繊維状物質１１ｄのヤング率は、１０００ＧＰａ以下であると望ましい。
【００２９】  繊維状物質１１ｄは、熱伝導性が高い物質であると好適である。成型体１１ｂ内に熱伝導性が高い物質が存在すると、蓄熱材１１ｃとアンモニアとが化学反応して発生した熱が熱交換器８に伝わり易くなる。例に挙げた繊維状物質１１ｄの中で熱伝導性が高い物質としては、例えば、炭素繊維である。なお、繊維状物質１１ｄが熱伝導性が低い物質の場合、熱伝導性を向上させる添加物を混合してもよい。添加物としては、例えば、カーボンビーズ、ＳｉＣビーズ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｉ−Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅ、ステンレス鋼などの金属ビーズ、高分子ビーズである。
【００３０】  繊維状物質１１ｄの長さは、蓄熱材１１ｃの粒子の径よりも十分に長くかつケース１１ａの積層方向の長さよりも十分に短い長さであり、１０μｍ〜５０００μｍであると望ましい。繊維状物質１１ｄのアスペクト比（＝長さ／径）は、プレス成型加工によって棒状のものが曲がった状態になりかつ元の状態に戻った場合に周囲に十分な大きさの空隙ができるように、５以上であると望ましい。
【００３１】  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が内蔵されている。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から分離させてヒータ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１１ｃ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。
【００３２】  接続管１３は、ヒータ１１とストレージ１２とを接続する管であり、ヒータ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のヒータ１１側の端部には、複数のヒータ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２０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２０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、ヒータ１１毎に、ケース１１ａ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。
【００３３】  バルブ１４は、接続管１３の途中に配設され、ヒータ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を介してヒータ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。
【００３４】  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。各ヒータ１１のケース１１ａには、プレス成型加工された成型体１１ｂが収容されている。プレス成型加工の完了時は、図３（ａ）に示すように、繊維状物質１１ｄは曲がった状態である。その後、プレス成型機から取り出されてケース１１ａに収容されると、繊維状物質１１ｄは、そのスプリングバック性により、曲がった状態から徐々に元の状態に向けて形状を変化させる。この過程で、繊維状物質１１ｄの周囲には、空隙Ｂが形成されていく。繊維状物質１１ｄは成型体１１ｂ内で散在しているので、成型体１１ｂの内部及び表面には多数の空隙Ｂが散在することになる。この散在する空隙Ｂが、成型体１１ｂ内でのアンモニアの流路となる。
【００３５】  なお、図３に示す例では繊維状物質１１ｄの全周囲に蓄熱材１１ｃの粒子が存在するが、複数の繊維状物質１１ｄ同士が絡みあって存在する場合もある。この場合、その絡みあった繊維状物質１１ｄの間に空隙Ｂができる。このように繊維状物質１１ｄが絡み合っているほうが、空隙Ｂができやすい。また、成型体１１ｂ内での繊維状物質１１ｄの混合比率が高いほど、多くの空隙Ｂができる。
【００３６】  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の圧力が複数のヒータ１１全体の圧力よりも高く、アンモニアがヒータ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、複数のヒータ１１のケース１１ａ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。
【００３７】  ケース１１ａ内に供給されたアンモニアは、成型体１１ｂの内部及び表面に散在する空隙Ｂを流路として、成型体１１ｂ内の全域に流れる。これにより、アンモニアは、蓄熱材１１ｃ全体に拡散する。各ヒータ１１では、この拡散されたアンモニアと蓄熱材１１ｃとが化学反応して熱を発生する。この発生した熱は、ヒータ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。
【００３８】  特に、最初にアンモニアがケース１１ａ内に供給されたときには、既に成型体１１ｂの内部及び表面に空隙Ｂが散在しているので、アンモニアが蓄熱材１１ｃ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１１ｃ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１１ｃ及び繊維状物質１１ｄの再配置が起こる。この再配置の際にも、図３（ｂ）に示すように、繊維状物質１１ｄのスプリングバックが生じるため、繊維状物質１１ｄの周囲には空隙Ｂが残存することとなる。空隙Ｂは、繊維状物質１１ｄの状態の変化に応じて、その大きさや形状が変化する。空隙Ｂは、蓄熱材１１ｃ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１１ａ内に供給されたときも、成型体１１ｂの内部及び表面に散在する空隙Ｂにより、アンモニアが蓄熱材１１ｃ全体に迅速かつ均一に拡散すことができる。なお、多数の繊維状物質１１ｄの中には、最初にアンモニアがケース１１ａ内に供給される前に（膨張前に）、ほぼ元の状態に戻っているものもある。
【００３９】  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、ヒータ１１では、アンモニアと蓄熱材１１ｃ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、複数のヒータ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、暖機後にヒータ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１１ｃとアンモニアの組み合わせによって決まる蓄熱材１１ｃ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。
【００４０】  この化学蓄熱装置１０によれば、成型体１１ｂ内において繊維状物質１１ｄによってできる空隙Ｂがアンモニアの流路となるので、蓄熱材１１ｃ全体にアンモニアを拡散させることができる。その結果、ヒータ１１での発熱効率が向上し、ヒータ１１としての性能を十分に発揮させることができる。また、化学蓄熱装置１０によれば、長さ及びアスペクト比が所定範囲内の繊維状物質１１ｄを用いることにより、繊維状物質１１ｄによってできる空隙Ｂがアンモニアの流路として適切な大きさとなる。
【００４１】  なお、上記実施形態の蓄熱材１１ｃ及び繊維状物質１１ｄを含む成型体１１ｂで構成したヒータ１１と、蓄熱材１１ｃのみを含む成型体１１ｂ"で構成したヒータ１１’との性能の比較実験を行った。繊維状物質１１ｄとしては炭素繊維とガラス繊維を用いたが、何れの物質でも以下の同様の結果が得られた。繊維状物質１１ｄを含むヒータ１１の場合、最初にアンモニアがケース１１ａ内に供給されたときに、ヒータ１１として十分な性能が得られた。この十分な性能とは、ヒータ１１に搭載されている蓄熱材１１ｃの量に応じて発生可能な最大発熱量かあるいはそれに近い発熱量が得られることである。この場合、ヒータ１１に搭載される略全ての蓄熱材１１ｃにアンモニアが拡散し、その略全て蓄熱材１１ｃが化学反応したと推測できる。一方、繊維状物質１１ｄを含まないヒータ１１’の場合、最初にアンモニアがケース１１ａ内に供給されたときには、ヒータ１１として十分な性能が得られなかった。この場合、ヒータ１１に搭載される蓄熱材１１ｃの一部にはアンモニアが拡散せず、蓄熱材１１ｃの一部が化学反応しなかったと推測できる。
【００４２】  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。
【００４３】  例えば、上記実施形態では、弾性材として繊維状物質を用いたが、これに限定されず、微小のフィルム状（薄い膜状）の弾性材、微小の棒状のものが螺旋状に巻かれた形状の弾性材、粒子状の弾性材、微小の板状の弾性材などを用いてもよい。
【００４４】  また、上記実施形態では、化学蓄熱装置は、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されたが、他の構成の排気ガス浄化システムに適用されてもよい。例えば、化学蓄熱装置は、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。
【００４５】  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。
【００４６】  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。
【００４７】  さらに、本発明の化学蓄熱装置の加熱対象物としては、エンジンの排気系に設けられた熱交換器や触媒に限定されず、排ガスが流れる排気管そのものとしてもよい。あるいは、化学蓄熱装置の加熱器は、エンジンの排気系以外、例えばオイルの流通系に設けられた配管等を加熱するものにも適用可能である。更に、化学蓄熱装置の加熱器は、例えばエンジンオイル、変速機オイル、冷却水、又は空気等の車両における種々の熱媒体を加熱するものであってもよい。このとき、化学蓄熱装置の加熱器を熱媒体が流れる熱媒体流路の外周部（外周部の一部又は外周部の全周）に配置して、熱媒体流路そのものを加熱してもよい。また、熱媒体が流れる熱媒体流路内に熱交換器を配置して、熱媒体流路の外周部に配置した加熱器で、その熱交換器を介して熱媒体を加熱してもよい。
【００４８】  また、蓄熱材が収容されたケースと熱交換フィンなどの熱交換部とを交互に複数個重ねて配置した熱交換部一体型の加熱器を構成し、その熱交換部一体型の加熱器を熱媒体が貯蔵されている熱媒体貯蔵部内や熱媒体が流れる熱媒体流路上に配置してもよい。さらに、本発明は、エンジン以外に配置される化学蓄熱装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】  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）、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）、７…アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、８…熱交換器、８ａ…筒状部材、８ｂ…フィン、１０…化学蓄熱装置、１１…ヒータ、１１ａ…ケース、１１ｂ…成型体、１１ｃ…蓄熱材、１１ｄ…繊維状物質、１２…ストレージ、１２ａ…吸着材、１３…接続管、２０…積層構造体。
【図１】
2016059981.tif 000003
【図２】
2016059981.tif 000004
【図３】
2016059981.tif 000005
【国際調査報告】
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