(57)【要約】  発熱システム１は、液体７を貯留する貯液タンク２と、容器内部に格納空間９を有する反応容器１０、及び、格納空間９に格納され、液体７と接触すると発熱反応を生じる発熱反応用固体１４を担持した多孔質体１１を備える発熱体３と、貯液タンク２及び反応容器１０の格納空間９の間を連通し、液体７の流通する液体流通管１５、及び、貯液タンク２内の液体７を格納空間９に注入する注入バルブ１６を備える液体注入機構部４と、反応容器１０の格納空間９と連通する排出管１７、及び、液体７及び発熱反応用固体１４の接触によって発熱反応に伴って生成される液体生成物１２及び液体７が気化した気化物１３を格納空間９から排出管１７を通じて排出する排出部を備える排出機構部５とを具備する。
2018135066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する貯液タンクと、
容器内部に格納空間を有する反応容器、及び、前記格納空間に格納され、前記液体と接触すると発熱反応を生じる発熱反応用固体を担持した多孔質体を備える発熱体と、
前記貯液タンク及び前記反応容器の前記格納空間の間を連通し、前記液体の流通する液体流通管、及び、前記貯液タンク内の前記液体を前記格納空間に注入する注入部を備える液体注入機構部と、
前記反応容器の前記格納空間と連通する排出管、及び、前記液体及び前記発熱反応用固体の接触によって前記発熱反応に伴って生成される液体生成物及び前記液体が気化した気化物を前記格納空間から前記排出管を通じて排出する排出部を備える排出機構部と
を具備する発熱システム。
【請求項２】
排出された前記気化物を冷却し、前記液体に相転移させる液化部と、
液化した前記液体を前記貯液タンクに回収する液体回収部と
を更に具備する請求項１に記載の発熱システム。
【請求項３】
前記反応容器は、
内筒部、及び前記内筒部の外側に離隔して設けられた外筒部を有する二重管構造を呈して構成され、
前記格納空間は、
前記内筒部及び前記外筒部の間に設けられる請求項１または２に記載の発熱システム。
【請求項４】
前記発熱反応用固体は、
アルカリ土類金属元素酸化物、または、複数の前記アルカリ土類金属元素酸化物の混合物である請求項１〜３のいずれか一項に記載の発熱システム。
【請求項５】
前記アルカリ土類金属元素酸化物は、
酸化カルシウムであり、
前記液体は、
水である請求項４に記載の発熱システム。
【請求項６】
前記多孔質体は、
珪素及び炭化珪素を主成分とするセラミックス材料で構成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の発熱システム。
【請求項７】
二重管構造を呈する前記反応容器の前記内筒部の内周面と少なくとも一部が当接し、前記発熱反応によって生じた反応熱を、前記発熱体の外部に伝達する熱交換部を更に具備する請求項３に記載の発熱システム。
【請求項８】
前記熱交換部は、
一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成された隔壁を有するハニカム形状を呈するハニカム熱交換部である請求項７に記載の発熱システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の発熱システムを用いた排気ガス浄化装置であって、
一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体を内部に収容可能な構造体収容空間を有する金属製の缶体と、
前記一方の端面に相対し、前記構造体収容空間の上流位置に発熱体が配置された前記発熱システムと
を具備し、
前記一方の端面から前記ハニカム構造体の構造体内部に、前記発熱体によって加熱された前記流体を導入し、前記構造体内部に堆積した粒子状物質を前記流体によって除去する再生機能を備える排気ガス浄化装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の発熱システムを用いた排気ガス浄化装置であって、
一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体を内部に収容可能な構造体収容空間を有する金属製の缶体と、
前記缶体の缶体外殻部の外殻部外面に少なくとも一部が当接し、若しくは、前記缶体外殻部に一部が埋設して発熱体が配置された前記発熱システムと
を具備し、
前記発熱体によって前記缶体を介して加熱された前記ハニカム構造体の前記一方の端面から前記ハニカム構造体の構造体内部に前記流体を導入し、前記構造体内部に堆積した粒子状物質を前記流体によって除去する再生機能を備える排気ガス浄化装置。
【請求項１１】
前記ハニカム構造体は、
前記一方の端面及び／または前記他方の端面における前記セルの開口部を、予め規定された配設基準に従って目封止した複数の目封止部を備える目封止ハニカム構造体である請求項９または１０に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項１２】
前記ハニカム構造体は、
前記隔壁の隔壁表面及び／または隔壁内部に、選択的還元触媒、三元触媒、及びＮＯｘ吸蔵型三元触媒の少なくとも一種類の触媒を担持している請求項９〜１１のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項１３】
前記ハニカム構造体及び前記缶体の間に介設され、前記缶体外殻部に設けられた前記発熱体によって発生した反応熱を、前記ハニカム構造体に伝達する熱伝導性素材で形成された熱伝導部を更に具備する請求項１０に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置を用いたハニカム構造体の再生方法であって、
一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造体の構造体内部に、前記一方の端面から前記流体を導入する流体導入工程と、
前記排気ガス浄化装置の発熱システムを用い、前記ハニカム構造体に導入される前の前記流体を加熱する流体加熱工程と、
加熱された前記流体によって、前記構造体内部に堆積した粒子状物質を除去し、前記ハニカム構造体を再生する再生処理工程と
を具備するハニカム構造体の再生方法。
【請求項１５】
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置を用いたハニカム構造体の再生方法であって、
一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁を有し、金属製の缶体に収容されたハニカム構造体の構造体内部に、前記一方の端面から前記流体を導入する流体導入工程と、
前記排気ガス浄化装置の発熱システムを用い、前記缶体を通じて前記ハニカム構造体を加熱するハニカム構造体加熱工程と、
加熱された前記ハニカム構造体及び前記流体によって、前記構造体内部に堆積した粒子状物質を除去し、前記ハニカム構造体を再生する再生処理工程と
を具備するハニカム構造体の再生方法。
【請求項１６】
前記構造体内部への前記流体の導入開始と同時、若しくは導入開始前に、前記発熱システムによる前記流体または前記ハニカム構造体の加熱を開始する請求項１４または１５に記載のハニカム構造体の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱システム、排気ガス浄化装置、及びハニカム構造体の再生方法に関するものであり、更に詳しくは、液体と発熱反応用固体との接触によって生じる発熱反応の反応熱を利用し、液体や気体等の流体の加熱を化学的に行う発熱システム、当該発熱システムを用いてハニカム構造体の再生処理を行う機能を有する排気ガス浄化装置、及び当該排気ガス浄化装置を用いたハニカム構造体の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、セラミックス製の多孔質材料を用い、例えば、複数のセルによって区画形成された隔壁を備えたハニカム形状の多孔質体（ハニカム構造体）が製造され、触媒担体用材料、ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）等として用いられている。また、係るハニカム構造体を用いた排気ガス浄化装置が構築されている（例えば、特許文献１，２参照）。この排気ガス浄化装置により、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を除去することができ、種々の規制や排出基準に適合した排気ガスの浄化処理を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１１１４３９号公報
【特許文献２】特許第４２２７３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＰＦは、ハニカム構造体の一方の端面及び他方の端面をそれぞれ所定の配設基準で目封止した目封止部を有している。そのため、ＤＰＦを採用した排気ガス浄化装置によって粒子状物質の除去を継続して行うと、ＤＰＦの内部に粒子状物質が堆積する。【０００５】
係る粒子状物質が多く堆積した状態では、浄化効率が低下するとともに、一方の端面及び他方の端面の間で流体（排気ガス）の圧力損失が大きくなる。そこで、ＤＰＦの前段に酸化触媒を配置し、当該酸化触媒に燃料を供給することで酸化発熱を生じさせ、高温化した燃焼ガスを後段のＤＰＦへ供給し、堆積した粒子状物質を燃焼させる「再生処理」を予め規定された頻度で実施する必要がある。そのため、排気ガス浄化装置は、係る再生処理を行うための機能が設けられている。【０００６】
ここで、高温度の燃焼ガスがＤＰＦに供給されても、当該ＤＰＦ自体が熱容量を有しているため、ＤＰＦの温度上昇に時間がかかることがあった。そのため、粒子状物質の燃焼効率（再生効率）が低くなるおそれがあった。更に、ＤＰＦの入口部分に燃焼ガスの温度を高くするための加熱装置を追加することは、排気ガス浄化装置自体の大型化や重量増を引き起こすこととなったり、或いは、加熱のために複雑な制御が求められることがあった。【０００７】
そこで、本発明は上記実情に鑑み、比較的簡易な構成で、コンパクトに形成することが可能な発熱システム、当該発熱システムを用いてハニカム構造体の再生処理を行うことのできる排気ガス浄化装置、及び排気ガス浄化装置を用いたハニカム構造体の再生方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明は、以下の発熱システム、排気ガス浄化装置、及びハニカム構造体の再生方法を提供する。【０００９】
［１］  液体を貯留する貯液タンクと、容器内部に格納空間を有する反応容器、及び、前記格納空間に格納され、前記液体と接触すると発熱反応を生じる発熱反応用固体を担持した多孔質体を備える発熱体と、前記貯液タンク及び前記反応容器の前記格納空間の間を連通し、前記液体の流通する液体流通管、及び、前記貯液タンク内の前記液体を前記格納空間に注入する注入部を備える液体注入機構部と、前記反応容器の前記格納空間と連通する排出管、及び、前記液体及び前記発熱反応用固体の接触によって前記発熱反応に伴って生成される液体生成物及び前記液体が気化した気化物を前記格納空間から前記排出管を通じて排出する排出部を備える排出機構部とを具備する発熱システム。【００１０】
［２］  排出された前記気化物を冷却し、前記液体に相転移させる液化部と、液化した前記液体を前記貯液タンクに回収する液体回収部とを更に具備する前記［１］に記載の発熱システム。【００１１】
［３］  前記反応容器は、内筒部、及び前記内筒部の外側に離隔して設けられた外筒部を有する二重管構造を呈して構成され、前記格納空間は、前記内筒部及び前記外筒部の間に設けられる前記［１］または［２］に記載の発熱システム。【００１２】
［４］  前記発熱反応用固体は、アルカリ土類金属元素酸化物、または、複数の前記アルカリ土類金属元素酸化物の混合物である前記［１］〜［３］のいずれかに記載の発熱システム。【００１３】
［５］  前記アルカリ土類金属元素酸化物は、酸化カルシウムであり、前記液体は、水である前記［４］に記載の発熱システム。【００１４】
［６］  前記多孔質体は、珪素及び炭化珪素を主成分とするセラミックス材料で構成される前記［１］〜［５］のいずれかに記載の発熱システム。【００１５】
［７］  二重管構造を呈する前記反応容器の前記内筒部の内周面と少なくとも一部が当接し、前記発熱反応によって生じた反応熱を、前記発熱体の外部に伝達する熱交換部を更に具備する前記［３］に記載の発熱システム。【００１６】
［８］  前記熱交換部は、方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成された隔壁を有するハニカム形状を呈するハニカム熱交換部である前記［７］に記載の発熱システム。【００１７】
［９］  前記［１］〜［８］のいずれかに記載の発熱システムを用いた排気ガス浄化装置であって、一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造体と、前記ハニカム構造体を内部に収容可能な構造体収容空間を有する金属製の缶体と、前記一方の端面に相対し、前記構造体収容空間の上流位置に発熱体が配置された前記発熱システムとを具備し、前記一方の端面から前記ハニカム構造体の構造体内部に、前記発熱体によって加熱された前記流体を導入し、前記構造体内部に堆積した粒子状物質を前記流体によって除去する再生機能を備える排気ガス浄化装置。【００１８】
［１０］  前記［１］〜［８］のいずれかに記載の発熱システムを用いた排気ガス浄化装置であって、一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造体と、前記ハニカム構造体を内部に収容可能な構造体収容空間を有する金属製の缶体と、前記缶体の缶体外殻部の外殻部外面に少なくとも一部が当接し、若しくは、前記缶体外殻部に一部が埋設して発熱体が配置された前記発熱システムと、を具備し、前記発熱体によって前記缶体を介して加熱された前記ハニカム構造体の前記一方の端面から前記ハニカム構造体の構造体内部に前記流体を導入し、前記構造体内部に堆積した粒子状物質を前記流体によって除去する再生機能を備える排気ガス浄化装置。【００１９】
［１１］  前記ハニカム構造体は、前記一方の端面及び／または前記他方の端面における前記セルの開口部を、予め規定された配設基準に従って目封止した複数の目封止部を備える目封止ハニカム構造体である前記［９］または［１０］に記載の排気ガス浄化装置。【００２０】
［１２］  前記ハニカム構造体は、前記隔壁の隔壁表面及び／または隔壁内部に、選択的還元触媒、三元触媒、及びＮＯｘ吸蔵型三元触媒の少なくとも一種類の触媒を担持している前記［９］〜［１１］のいずれかに記載の排気ガス浄化装置。【００２１】
［１３］  前記ハニカム構造体及び前記缶体の間に介設され、前記缶体外殻部に設けられた前記発熱体によって発生した反応熱を、前記ハニカム構造体に伝達する熱伝導性素材で形成された熱伝導部を更に具備する前記［１０］に記載の排気ガス浄化装置。【００２２】
［１４］  前記［９］〜［１３］のいずれかに記載の排気ガス浄化装置を用いたハニカム構造体の再生方法であって、一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を備えるハニカム構造体の構造体内部に、前記一方の端面から前記流体を導入する流体導入工程と、前記排気ガス浄化装置の発熱システムを用いて、前記ハニカム構造体に導入される前の前記流体を加熱する流体加熱工程と、加熱された前記流体によって、前記構造体内部に堆積した粒子状物質を除去し、前記ハニカム構造体を再生する再生処理工程とを具備するハニカム構造体の再生方法。【００２３】
［１５］  前記［９］〜［１３］のいずれかに記載の排気ガス浄化装置を用いたハニカム構造体の再生方法であって、一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁を有し、金属製の缶体に収容されたハニカム構造体の構造体内部に、前記一方の端面から前記流体を導入する流体導入工程と、前記排気ガス浄化装置の発熱システムを用い、前記缶体を通じて前記ハニカム構造体を加熱するハニカム構造体加熱工程と、加熱された前記ハニカム構造体及び前記流体によって、前記構造体内部に堆積した粒子状物質を除去し、前記ハニカム構造体を再生する再生処理工程とを具備するハニカム構造体の再生方法。【００２４】
［１６］  前記構造体内部への前記流体の導入開始と同時、若しくは導入開始前に、前記発熱システムによる前記流体または前記ハニカム構造体の加熱を開始する前記［１４］または［１５］に記載のハニカム構造体の再生方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の発熱システムによれば、液体及び発熱反応用固体を接触させる比較的簡易な構成で発熱反応を生じさせ、反応熱を利用して流体等の物体を加熱することができる。この発熱システムによって排気ガス浄化装置におけるハニカム構造体の再生処理の際に、流体（ディーゼル燃料）を予め加熱した上でハニカム構造体に導入したり、或いは、ハニカム構造体を加熱することにより、再生処理の効率を上げることができる。更に、ハニカム構造体の再生方法によれば、当該排気ガス浄化装置を用いることにより、ハニカム構造体の再生処理を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の発熱システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】液化部及び液体回収部を備える別例構成の発熱システムの概略構成を示す模式図である。
【図３】二重管構造の反応容器を備える別例構成の発熱システムの概略構成を示す模式図である。
【図４】熱交換部を備える別例構成の発熱システムの概略構成を示す模式図である。
【図５】別例構成の熱交換部を備える発熱システムの概略構成を示す模式図である。
【図６】本実施形態の排気ガス浄化装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図７】図６の排気ガス浄化装置におけるＤＰＦの温度、ポスト噴射及び水注入のタイミングを時系列に沿って示すチャート図である。
【図８】別例構成の排気ガス浄化装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図９】図８の排気ガス浄化装置におけるＤＰＦの温度、ポスト噴射及び水注入のタイミングを時系列に沿って示すチャート図である。
【図１０】別例構成の排気ガス浄化装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図１１】図１０の排気ガス浄化装置におけるエンジン回転数、及び水注入のタイミングを時系列に沿って示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態の発熱システム、当該発熱システムを用いた排気ガス浄化装置、及び排気ガス浄化装置に使用されるハニカム構造体の再生方法の実施の形態について説明する。なお、本発明の発熱システム、排気ガス浄化装置、及びハニカム構造体の再生方法は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の設計の変更、修正、及び改良等を加え得るものである。
【００２８】
（１）発熱システム：
本発明の一実施形態の発熱システム１は、図１に示すように、貯液タンク２と、発熱体３と、液体注入機構部４と、排出機構部５とを主に具備して構成されている。本実施形態の発熱システム１により、化学的な発熱反応を利用して発熱体３を高温にすることができ、当該発熱体３を介して外部に熱を伝達することができる。その結果、種々の流体の加熱に本実施形態の発熱システム１を用いることができる。
【００２９】
上記構成について詳述すると、貯液タンク２は、発熱体３で発熱反応を発生させるための液体７を一時的に貯留するためのものであり、内部に所定量の液体７を溜めるための貯液空間８が設けられている。ここで、貯液タンク２に溜められる液体７は、例えば、水を用いることができる。水を使用することで、発熱システム１における液体７の取扱いが容易となり、発熱システム１を構築したり、稼働したりする際のコストの低減化を図ることができる。
【００３０】
なお、使用する水についても特に限定されるものではなく、通常の上水の他、蒸留水やイオン交換水等を使用するものであっても構わない。更に、貯液タンク２を構成する材質も特に限定されるものではなく、液体７が漏出することのない金属や樹脂等の材質のものを使用することができる。
【００３１】
一方、発熱体３は、容器内部に格納空間９を有する中空構造の反応容器１０と、格納空間９に収容される多孔質体１１とを主に具備して構成されている。ここで、反応容器１０は、ステンレスや鉄等の金属製の材料で主に構成することができ、貯液タンク２内の液体７が格納空間９に注入され、充填された状態になっても液体７が漏出することのない液密構造のものである。
【００３２】
更に、後述する発熱反応によって液体生成物１２や気化物１３が格納空間９内で生成することで、格納空間９の圧力が増加する場合であっても、反応容器１０の外殻が変形することのない、ある程度の耐圧構造を有する必要がある。
【００３３】
格納空間９に収容される多孔質体１１は、複数の気孔（図示しない）を備える多孔質性のセラミックス材料によって構成することができる。複数の気孔を備えることで、多孔質体１１に多くの発熱反応用固体１４を担持することができる。更に、格納空間９に注入された液体７と発熱反応用固体１４との接触面積を広くすることができ、液体７及び発熱反応用固体１４による化学的な発熱反応を安定して発生させることができる。
【００３４】
多孔質体１１の内部構造は特に限定されないが、例えば、一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を備えたセラミックス製のハニカム構造体を用いるものであっても構わない。これにより、発熱反応用固体１４を多く担持することができ、多孔質体１１の内部への液体７の進入が容易となる。これにより、液体７及び発熱反応用固体１４とが速やかに接触することができ、格納空間９への液体７の注入開始から速やかに発熱反応を生じさせることが可能となる。
【００３５】
なお、多孔質体１１を形成する材料としては、例えば、珪素及び炭化珪素を主成分とするＳｉ／ＳｉＣ系のセラミックス材料や、コージェライトを主成分とするセラミックス材料等の周知の材料を用いることができる。これにより、強固かつ耐熱性を備えた多孔質体１１とすることができる。ここで、「主成分」とは、多孔質体１１を構成する主な成分であり、例えば、材料全体に対して５０質量％以上の珪素及び炭化珪素等を含むもの、或いは、成分比が最も高いもの等として定義することができる。
【００３６】
多孔質体１１の形状は、特に限定されるものではなく、収容される反応容器１０の格納空間９の形状にすることができる。例えば、反応容器１０を略円筒状に形成し、内部の格納空間９を反応容器１０の外観形状に応じて略円柱状の空間で構成した場合、略円柱状の格納空間９に内包可能な略円柱状の多孔質体１１とすることができる。格納空間９に収容（内包）された多孔質体１１と、反応容器１０の内壁面（図示しない）との間には、必要に応じてスペーサ（図示しない）等を介設し、多孔質体１１の収容状態を安定させるものであっても構わない。
【００３７】
一方、発熱反応用固体１４は、液体７との接触により、化学的に発熱反応を生じさせるものである。例えば、液体７として水を使用した場合、発熱反応用固体１４として酸化カルシウム（ＣａＯ）や酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、或いは酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等を選択することができる。上記以外のアルカリ土類金属元素酸化物、またはその混合物、或いは液体７との接触により発熱反応を生じる各種発熱反応用固体１４を使用するものであっても構わない。但し、入手容易性や安全性、及び取扱いの容易性等から水及び酸化カルシウムの組み合わせが特に好適である。
【００３８】
液体７として水、発熱反応用固体１４として酸化カルシウムを選択した場合、水との接触によって酸化カルシウムは、数百℃程度まで発熱し、水酸化カルシウムを生成する（下記化学式参照）。
（式）  ＣａＯ（ｓ）  ＋  Ｈ２Ｏ（ｌ）  →  Ｃａ（ＯＨ）２（ａｑ）
【００３９】
このとき、格納空間９には、多孔質体１１に担持された発熱反応用固体１４としての酸化カルシウムに対し、液体７としての水の方が過剰に注入される。そのため、水酸化カルシウムの生成に伴う発熱により、格納空間９に注入された水が蒸発（気化）し、水蒸気となる。なお、上記反応が進行すると、熱平衡状態となり、発熱反応は停止する。ここで、上記反応において、水酸化カルシウムが前述した液体生成物１２に相当し、蒸発した水蒸気が気化物１３に相当する。
【００４０】
一方、液体注入機構部４は、上記貯液タンク２及び発熱体３の反応容器１０の間を連通するものである。液体注入機構部４は、貯液タンク２から格納空間９まで液体７を流通可能な管状の液体流通管１５と、当該液体流通管１５を通じて格納空間９に、貯液タンク２内の液体７を送り込む注入部とを具備して主に構成されている。
【００４１】
本実施形態の発熱システム１において、注入部の構成として、例えば、液体流通管１５の管路途中に設けられ、液体７の注入タイミング及び注入量等を制御可能な注入バルブ１６を用いている。注入バルブ１６による開操作によって貯液タンク２から格納空間９への液体７の供給を行うことができる。このとき、貯液タンク２に貯液された液体７の液面よりも低い位置に発熱体３の反応容器１０を配置することで、貯液タンク２内の液体７は重力に従って格納空間９に流れ込む。
【００４２】
更に、液体注入機構部４は、注入バルブ１６の開操作と同時に、圧縮空気等を利用して、貯液タンク２から格納空間９への液体７の供給（注入）を強制的に行う強制注入手段（図示しない）を設けたものであっても構わない。これにより、格納空間９内が短時間で液体７によって充填され、多孔質体１１に担持された発熱反応用固体１４と液体７との接触を短時間で行うことができる。そのため、発熱システム１の稼働開始から、発熱体３が高温に達するまでの時間を短くし、発熱システム１による加熱効率を高めることができる。
【００４３】
また、注入バルブ１６の開閉制御は、例えば、手動で行うものであっても、或いは、周知の電磁弁を制御して開閉を行うものであっても構わない。電磁弁による制御を行うことで、液体７の注入量を制御したり、発熱システム１の稼働タイミングを容易にコントロールすることができる。
【００４４】
一方、排出機構部５とは、反応容器１０の格納空間９と連通した管状の排出管１７と、液体７及び発熱反応用固体１４の接触によって生成した液体生成物１２及び気化物１３を、格納空間９から排出管１７を通じて排出する排出部とを具備して主に構成されている。ここで、本実施形態の発熱システム１における排出部として、排出管１７の管路途中に設けられた排出バルブ１８と、当該液体生成物１２及び気化物１３を格納空間９から強制的に吸引し、排出するための排出ポンプ１９とが用いられている。これにより、例えば、液体７として水及び発熱反応用固体１４として酸化カルシウムが用いられた場合、液体生成物１２として水酸化カルシウム水溶液、及び、気化物１３として水蒸気が排出される。
【００４５】
液体７と発熱反応用固体１４との接触により、発熱体３の反応容器１０の格納空間９で発熱反応を生じ、当該反応容器１０は高温になる。そのため、反応容器１０の外側面に伝達された熱を利用することで、種々の物体（固体や流体等）を加熱することができる。例えば、排気ガス等の流体の流路の途中に、本実施形態の発熱システム１の反応容器１０を設けることで、反応容器１０の近傍を通過する流体が加熱され、当該流体の温度が上昇する。
【００４６】
これにより、本実施形態の発熱システム１を用いて、流体等の物体の加熱を行うことができる。本実施形態の発熱システム１は、液体７と発熱反応用固体１４とを接触させるだけの比較的簡易な構成であるため、複雑な制御を必要とすることがなく、製造コストを抑制することができる。更に、格納空間９に収容された多孔質体１１に担持する発熱反応用固体１４（酸化カルシウム等）の担持量や注入する液体７（水等）の注入量、及び注入開始のタイミングを制御することで、反応容器１０の外側面に伝達される熱量を調整することができる。その結果、物体の加熱量の制御を比較的簡易に行うことができる。
【００４７】
加えて、本実施形態の別例構成の発熱システム２０として、図２に示すような構成にすることができる。ここで、説明を簡略化するため、前述した発熱システム１（図１参照）と略同一の構成については、同一符号を付し、詳細な説明を省略するものとする。別例構成の発熱システム２０によると、排出機構部５の排出管１７を通じて反応容器１０の外部に排出された気化物１３（例えば、水蒸気）を冷却し、相転移させることで液体７に液化する液化部２１と、当該液化部２１によって液化された液体７を、貯液タンク２に回収する液体回収部（図示しない）とを更に具備している。ここで、液化部２１は、例えば、金属製の複数の放熱板（図示しない）を有し、外気との接触面積を増やすことで高温の気化物１３（水蒸気）を空冷する方式等を採用することができる。
【００４８】
格納空間９から排出された気化物１３は、排出管１７内で徐々にその温度を失い、上記液化部２１に到達し、複数の放熱板によって更に熱を奪われる。その結果、気体から液体への相転移が行われ、最終的に液体７に戻る。相転移した液体７を回収し、再び貯液タンクに投入する。これにより、液体７（例えば、水）の再利用を図ることができる。
【００４９】
更に、本実施形態の別例構成の発熱システム３０によれば、発熱体３１の反応容器３２を、内筒部３３ａ及び当該内筒部３３ａの外側に離隔して設けられた外筒部３３ｂを有する二重管構造にすることができる（図３参照）。これにより、反応容器３２が断面略環状を呈している。なお、図３において、断面略円環状のものを示したが、これに限定されるものではなく、断面略矩形環状を呈するものであっても構わない。
【００５０】
図３において、反応容器３２以外の構成は、上記図２と同じものを示し、同一構成については同一符号を付している。この場合、二重管構造の反応容器３２の形状に合わせ、内部の格納空間３４も断面略円環状であり、収容される多孔質体３５も略円筒状となっている。
【００５１】
上記二重管構造を採用した反応容器３２を有する発熱システム３０によって、反応容器３２の内周面３６ａ及び外周面３６ｂに近接する領域の温度を高くすることができる。そのため、これらの領域を通過する液体や気体等の加熱に有用なものとなる。
【００５２】
一方、本発明の別例構成の発熱システム４０によれば、図３に示した発熱システム３０に加え、二重管構造の反応容器３２の内筒部３３ａの内周面３６ａに当接するように、断面略円環状の熱交換部４１が設けられている。これにより、発熱システム４０の稼働によって高温となった反応容器３２の熱を、当該熱交換部４１を通じて伝達することができる。これにより、反応容器３２で発生した熱を効率的に流体等の他の媒体に伝達することが可能となり、熱損失を抑えることができる。なお、熱交換部４１の装着位置は、反応容器３２の内周面３６ａ側に限定されるものではなく、外周面３６ｂ側に設けたものであっても構わない。
【００５３】
ここで、熱交換部４１として、例えば、一方の端面から他方の端面まで延びる、流体の流路となる複数のセルを区画形成したハニカム形状のハニカム構造体を用いたハニカム熱交換部とすることができる。ハニカム熱交換部は、前述したように、種々のセラミックス材料を用いて構築することができ、熱交換や熱伝達に優れた材質である。これにより、熱交換の効率が良好なものとなる。
【００５４】
更に、本発明の別例構成の発熱システム５０によれば、図３に示した発熱システム３０に加え、二重管構造の反応容器３２の内筒部３３ａの内周面３６ａ側を全て充填するように略円柱状のハニカム構造体からなる熱交換部５１として用いることができる（図５参照）。ここで、熱交換部５１は、前述のように、ハニカム熱交換部とすることができる。これにより、流体の流れを阻害することなく、当該流体の加熱を行うことができる。
【００５５】
（２）排気ガス浄化装置、及びハニカム構造体の再生方法
本発明の一実施形態の排気ガス浄化装置６０は、図６に示すように、一方の端面６１ａから他方の端面６１ｂまで延びる、流体Ｆの流路を形成する複数のセル（図示しない）を区画形成する隔壁（図示しない）を有するＤＰＦとしてのハニカム構造体６２と、ハニカム構造体６２を内部に収容可能な構造体収容空間６３を有する金属製の缶体６４と、ハニカム構造体６２の一方の端面６１ａに相対する、構造体収容空間６３の上流位置に発熱体３１が配置された発熱システム４０（図４参照）とを具備し、粒子状物質を除去する再生機能を備えるものである。
【００５６】
更に、缶体６４と、ハニカム構造体６２及び発熱体３１との間には、スペーサ部材６５が介設されている。なお、図６は、本実施形態の排気ガス浄化装置６０の概略構成を模式的に示す模式断面図であり、発熱システム４０における発熱体３１以外の構成については図示を省略している。また、特に断りのない限り、液体７として水、発熱反応用固体１４として酸化カルシウムを使用するものとして、以下の説明を行うものとする。
【００５７】
更に、ハニカム構造体は、上述したＤＰＦとして、一方の端面６１ａ及び他方の端面６１ｂにおけるセルの開口部を、それぞれ予め規定された配設基準に従って目封止した複数の目封止部を備える目封止ハニカム構造体であっても構わない。なお、ハニカム構造体６２及び目封止ハニカム構造体の構成は、既に周知のものであるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００５８】
発熱システム４０は、前述の図４で示したものが使用され、その発熱体３１は、内筒部３３ａ及び外筒部３３ｂを有する二重管構造を呈するものであり、内部の格納空間３４に発熱反応用固体１４を担持した円環状の多孔質体３５が収容されたものである。また、内筒部３３ａの内周面３６ａの形状に沿って当接するように、略円環状の熱交換部４１（ハニカム熱交換部）が設けられている。
【００５９】
上記構成の排気ガス浄化装置６０を用いることにより、ハニカム構造体６２に堆積したスス等の粒子状物質を効率的に除去し、ハニカム構造体６２の再生処理を行うことができる。すなわち、粒子状物質を除去する再生処理において、未燃焼のディーゼル燃料（流体Ｆに相当）を噴射するポスト噴射のタイミングに合わせて、発熱システム４０の貯液タンク２から液体７を反応容器１０の格納空間９に注入し、発熱反応を生じさせることが行われる。
【００６０】
流体Ｆをハニカム構造体６２に導入する流体導入工程の開始と同時、若しくは流体Ｆの導入開始前に、発熱システム４０を稼働させ、貯液タンク２から発熱体３１の反応容器３２に液体７（水）の注入を開始する。これにより、液体７及び発熱反応用固体１４（酸化カルシウム）の接触により発熱反応が生じ、当該発熱体３１は短時間で高温となる。ここで、“高温”とは、水及び酸化カルシウムの組み合わせによって、約２００℃〜５００℃程度の温度範囲を示す。使用する液体７及び発熱反応用固体１４によって、この温度範囲は変化する。
【００６１】
更に、二重管構造の発熱体３１の内周面３６ａに沿って設けられた熱交換部４１に、発熱反応による反応熱が伝達される。この熱交換部４１は、前述したようにハニカム形状のハニカム熱交換部のため、未燃焼のディーゼル燃料で構成された流体Ｆの一部（図６における流体Ｆ’参照）は、当該熱交換部４１を通過して、ハニカム構造体６２の一方の端面６１ａに到達する。その結果、熱交換部４１を通過することで、流体Ｆ’が加熱される（流体加熱工程）。
【００６２】
これにより、再生処理が行われるハニカム構造体６２の温度（ＤＰＦ温度）を、再生処理の開始初期から高く制御することができる（図７参照）。これにより、発熱体３１及び熱交換部４１によって加熱された高温の流体Ｆがハニカム構造体６２の構造体内部に導入されることとなり、堆積した粒子状物質を効率的に除去し、ハニカム構造体６２が再生される（再生処理工程）。
【００６３】
特に、再生処理の開始初期から高温の流体Ｆが構造体内部に導入されるため、再生処理の効率が安定し、かつ短い時間で再生処理を完了することができる。そのため、再生処理に係るコスト等を削減することができる。なお、上記示したような熱交換部４１が、ハニカム熱交換部でない場合であっても、当該熱交換部４１または発熱体３１の近傍を通過することで、流体Ｆは加熱され、本実施形態の排気ガス浄化装置６０における十分な効果を奏することができる。
【００６４】
更に、本発明の別例構成の排気ガス浄化装置７０は、図８に示すように、一方の端面６１ａから他方の端面６１ｂまで延びる、流体Ｆの流路を形成する複数のセル（図示しない）を区画形成する隔壁（図示しない）を有するＤＰＦとしてのハニカム構造体６２と、ハニカム構造体６２を内部に収容可能な構造体収容空間６３を有する金属製の缶体６４と、缶体６４の缶体外殻部６６に外殻部外面６６ａに発熱体３１の内周面３６ａを当接埋設するように発熱体３１が配置された発熱システム３０（図３参照）とを具備して主に構成されている。
【００６５】
更に、缶体６４と、ハニカム構造体６２及び缶体外殻部６６の間には、スペーサ部材６７が介設されている。このスペーサ部材６７は、発熱体３１によって発生した反応熱を、ステンレス等の金属製の缶体６４（缶体外殻部６６）及びスペーサ部材６７を介して、ハニカム構造体６２に伝達する高い熱伝導性素材で形成されたものである。スペーサ部材６７が本発明における熱伝導部に相当する。
【００６６】
これにより、発熱体３１で発生した反応熱が、速やかにハニカム構造体６２に伝達される。なお、本実施形態の排気ガス浄化装置７０において、発熱体３１を缶体外殻部６６の外殻部外面６６ａに当接して配置するものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、缶体外殻部６６の中に発熱体３１を埋設したものであっても構わない。係る構成であっても、反応熱を効果的にハニカム構造体６２に伝達することができる。
【００６７】
上記構成の排気ガス浄化装置７０を用いることにより、ハニカム構造体６２に堆積したスス等の粒子状物質を効率的に除去し、ハニカム構造体６２の再生処理を行うことができる。なお、先に示した排気ガス浄化装置６０との相違点は、流体Ｆを加熱するのではなく、再生対象のハニカム構造体６２を直接加熱することにある。
【００６８】
これにより、流体Ｆをハニカム構造体６２に導入する流体導入工程の開始と同時、若しくは流体Ｆの導入開始前に、発熱システム３０を稼働させ、貯液タンク２から発熱体３１の反応容器３２に液体７（水）の注入を開始する。これにより、液体７及び発熱反応用固体１４（酸化カルシウム）の接触により発熱反応が生じ、当該発熱体３１は短時間で高温となる。
【００６９】
このとき、発熱体３１で発生した反応熱は、金属製の缶体外殻部６６及び熱伝導性のスペーサ部材６７を介してハニカム構造体６２に伝達される（ハニカム構造体加熱工程）。これにより、通常の再生処理に比べ、缶体６４内のハニカム構造体６２の温度が早期に上昇する（図９参照）。その結果、流体Ｆを直接加熱したものと同様の効果を奏することができる。
【００７０】
更に、本発明の別例構成の排気ガス浄化装置８０として、図１０に示すようなものにできる。これによると、既に述べた排気ガス浄化装置７０と略同一の構成を示し、缶体６４の構造体収容空間６３に触媒担持ハニカム構造体８１が収容されている点が相違する。ここで、触媒担持ハニカム構造体８１とは、例えば、選択的還元触媒（ＳＣＲ触媒）、三元触媒、或いはＮＯｘ吸蔵型三元触媒等の中の少なくとも一種類をハニカム構造体の隔壁の隔壁表面及び／または隔壁内部に担持したものである。
【００７１】
これにより、係る触媒担持ハニカム構造体８１を採用した排気ガス浄化装置８０においても、上記と同様の再生処理の効果を奏することができる。例えば、図１１に示すように、ディーゼルエンジンのエンジン始動の開始前に発熱システム３０による反応熱を発生させることにより、良好な再生処理を行うことができる。
【００７２】
以下、本発明の発熱システム、排気ガス浄化装置、及びハニカム構造体の再生方法の実施例について説明するが、本発明の発熱システム等は、これらの実施例に限定されるものでない。
【実施例】
【００７３】
１．実施例１及び比較例１
（１）排気ガス浄化装置（図８参照）
ハニカム径１４４ｍｍ、ハニカム長さ１５２ｍｍのＳｉ／ＳｉＣ系のハニカム構造体（ＤＰＦ）を熱伝導性のスペーサ部材を介して、金属製の缶体内にキャニングした。更に、缶体の周囲に二重管構造の反応容器を有する発熱体を設置した。ここで、反応容器の内筒部及び外筒部の間隔（隙間間隔）は８．５ｍｍにした。反応容器内の格納空間に、発熱用固体として酸化カルシウム（ＣａＯ）を担持したＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体（以下、「ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体」と称す。）を格納した。ここで、多孔質体及び発熱反応用固体の体積比率は、１：１とし、全体の空隙率は２０％とした。【００７４】
（２）ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体の製造方法
厚さ８．５ｍｍ、長さ６３ｍｍ、気孔率６５％のドーナツ状のＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体を、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の粉末に水を加えたスラリー状の炭酸カルシウム水溶液に含浸させた後、１３００℃の加熱温度で１ｈｒの熱処理を行った。これにより、炭酸カルシウムが酸化カルシウムに変化し、ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体を得た。得られたＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体を２個直列に並べ、二重管構造に反応容器内に格納した。【００７５】
（３）実験方法
上記構成の排気ガス浄化装置（図８参照）を２０００ｃｃのディーゼルエンジン排気系に装着し、回転数：２０００ｒｐｍ、駆動トルク：８Ｎｍの条件で連続運転をすることで、ハニカム構造体（ＤＰＦ）内にススの堆積を行った。【００７６】
上記のススの堆積と並行し、発熱システムの注入部の注入バルブを閉状態とし、一方、排出部の排出バルブを開放し、排出ポンプを５分間稼働させることで、反応容器の格納空間の残存気体を排出した後、排出バルブを閉じて反応容器の格納空間を密閉状態とした。その後、ハニカム構造体の重量測定を行った後に、ハニカム構造体の再生処理を実施した。【００７７】
このとき、ハニカム構造体の再生処理の開始の３０ｓ前に、注入部の注入バルブを開状態とし、反応容器の格納空間に液体（水）を注入した。水の注入開始から３０ｓ経過後に、ハニカム構造体の再生処理を開始し、ハニカム構造体の一方の端面における温度（入口ガス温度）が６００℃となるように調整し、８分間の再生を行った。その後、ハニカム構造体の重量を再び測定し、ススの再生効率を計測した。上記条件で発熱システムを稼働させた場合を実施例１、発熱システムを稼働させなかった場合を比較例１とする。【００７８】
（４）実験結果
実施例１及び比較例１を対比すると、比較例１の再生効率が４０％であったのに対し、発熱システムを稼働させた実施例１は、再生効率が７０％となり、発熱システムの使用により再生効率が大幅に増加することが確認された。（１）排気ガス浄化装置、（２）ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体、（３）実験方法の条件、及び（４）実験結果をまとめたものを下記表１に示す。【００７９】
【表１】
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【００８０】
２．実施例２及び比較例２
（１）排気ガス浄化装置（図６参照）
ハニカム径１４４ｍｍ、ハニカム長さ１５２ｍｍのＳｉ／ＳｉＣ系のハニカム構造体（ＤＰＦ）を熱伝導性のスペーサ部材を介して、金属製の缶体内にキャニングした（実施例１及び比較例１と同様）。更に、ハニカム構造体の上流側に二重管構造の反応容器を有する発熱体を設置した。反応容器内の格納空間に、発熱用固体として酸化カルシウム（ＣａＯ）を担持したＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体（以下、「ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体」と称す。）を格納した。ここで、多孔質体及び発熱反応用固体の体積比率は、１：１とし、全体の空隙率は２０％とした。更に、反応容器の内周面に沿ってＳｉＣ製のハニカム構造体を熱交換部として装着した（図６参照）。【００８１】
（２）ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体の製造方法  
実施例１及び比較例１と同様のため説明を省略する。【００８２】
（３）実験方法
実施例１及び比較例１と同様のため説明を省略する。なお、実施例１及び比較例１と同様にハニカム構造体の再生処理の開始の３０ｓ前に注入部の注入バルブを開状態とし、反応容器の格納空間に液体（水）を注入することを行っている。上記条件で発熱システムを稼働させた場合を実施例２、発熱システムを稼働させなかった場合を比較例２とする。【００８３】
（４）実験結果
実施例２及び比較例２を対比すると、比較例１の再生効率が４０％であったのに対し、発熱システムを稼働させた実施例１は、再生効率が６０％となり、発熱システムの使用により再生効率が大幅に増加することが確認された。（１）排気ガス浄化装置、（２）ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体、（３）実験方法の条件、及び（４）実験結果をまとめたものを上記表１に示す。【００８４】
３．実施例３及び比較例３
（１）排気ガス浄化装置（図１０参照）
ハニカム径１１０ｍｍ、ハニカム長さ１００ｍｍのコージェライト製（Ｃｄ製）のハニカム構造体に、三元触媒を担持した触媒担持ハニカム構造体を熱伝導性のスペーサ部材を介して、金属製の缶体内にキャニングした。このとき、スペーサ部材の全長に対し、５０％の長さ部分を金属メッシュとし、触媒担持ハニカム構造体と缶体との間の熱伝導性を良好にする構造とした（被覆率：５０％）。更に、缶体の周囲に二重管構造の反応容器を有する発熱体を設置した。反応容器内の格納空間に、発熱用固体として酸化カルシウム（ＣａＯ）を担持したＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体（以下、「ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体」と称す。）を格納した。ここで、多孔質体及び発熱反応用固体の体積比率は、１：１とし、全体の空隙率は２０％とした。【００８５】
（２）ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体の製造方法  
厚さ８．５ｍｍ、長さ９０ｍｍ、気孔率６５％のドーナツ状のＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体を、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の粉末に水を加えたスラリー状の炭酸カルシウム水溶液に含浸させた後、１３００℃の加熱温度で１ｈｒの熱処理を行った。これにより、炭酸カルシウムが酸化カルシウムに変化し、ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体を得た。【００８６】
（３）実験方法
上記構成の排気ガス浄化装置（図１０参照）を２０００ｃｃのガソリンエンジン排気系に装着し、回転数：２０００ｒｐｍ、駆動トルク：５Ｎｍの条件で暖気運転を行った。【００８７】
上記暖気運転と並行し、発熱システムの注入部の注入バルブを閉状態とし、一方、排出部の排出バルブを開放し、排出ポンプを５分間稼働させることで、反応容器の格納空間の残存気体を排出した後、排出バルブを閉じて反応容器の格納空間を密閉状態とした。その後、エンジンを停止し、室温まで冷却放置した。次に、エンジンの始動運転を行い、触媒担持ハニカム構造体の中央位置の温度を熱電対で測定した。【００８８】
このとき、エンジン始動の１５ｓ前に、注入部の注入バルブを開状態とし、反応容器の格納空間に液体（水）を注入した。エンジンを始動してから、触媒担持ハニカム構造体の中央位置の温度が１８０℃に達するまでの時間を計測した。上記条件で発熱システムを稼働させた場合を実施例３、発熱システムを稼働させなかった場合を比較例３とする。【００８９】
（４）実験結果
実施例３及び比較例３を対比すると、比較例３の１８０℃到達時間が２０ｓであったのに対し、発熱システムを稼働させた実施例３の１８０℃到達時間が１５ｓとなり、発熱システムの稼働により、１８０℃到達時間が短くなることが確認された。すなわち、触媒担持ハニカム構造体がエンジン始動前から暖められることにより、担持された触媒の活性化する温度まで速やかに到達することができる。これにより、エンジン始動直後から高い触媒活性を維持した浄化処理を行うことができる。（１）排気ガス浄化装置、（２）ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体、（３）実験方法の条件、及び（４）実験結果をまとめたものを上記表１に示す。【００９０】
４．実施例４及び比較例４
（１）排気ガス浄化装置（図１０参照）
ハニカム径１１０ｍｍ、ハニカム長さ１００ｍｍのコージェライト製（Ｃｄ製）のハニカム構造体に、三元触媒を担持した触媒担持ハニカム構造体を熱伝導性のスペーサ部材を介して、金属製の缶体内にキャニングした。このとき、スペーサ部材の全長に対し、５０％の長さ部分を金属メッシュとし、触媒担持ハニカム構造体と缶体との間の熱伝導性を良好にする構造とした（被覆率：５０％）。更に、缶体の周囲に二重管構造の反応容器を有する発熱体を設置した。反応容器内の格納空間に、発熱用固体として酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）を担持したＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体（以下、「ＳｒＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体」と称す。）を格納した。ここで、多孔質体及び発熱反応用固体の体積比率は、１：１とし、全体の空隙率は２０％とした。【００９１】
（２）ＳｒＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体の製造方法
厚さ８．５ｍｍ、長さ９０ｍｍ、気孔率６５％のドーナツ状のＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体を、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）の粉末に水を加えたスラリー状の炭酸ストロンチウム水溶液に含浸させた後、１３００℃の加熱温度で１ｈｒの熱処理を行った。これにより、炭酸ストロンチウムが酸化ストロンチウムに変化し、ＳｒＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体を得た。【００９２】
（３）実験方法
上記構成の排気ガス浄化装置（図１０参照）を２０００ｃｃのガソリンエンジン排気系に装着し、回転数：２０００ｒｐｍ、駆動トルク：５Ｎｍの条件で暖気運転を行った。【００９３】
上記暖気運転と並行し、発熱システムの注入部の注入バルブを閉状態とし、一方、排出部の排出バルブを開放し、排出ポンプを５分間稼働させることで、反応容器の格納空間の残存気体を排出した後、排出バルブを閉じて反応容器の格納空間を密閉状態とした。その後、エンジンを停止し、室温まで冷却放置した。次に、エンジンの始動運転を行い、触媒担持ハニカム構造体の中央位置の温度を熱電対で測定した。【００９４】
このとき、エンジン始動の１５ｓ前に、注入部の注入バルブを開状態とし、反応容器の格納空間に液体（水）を注入した。エンジンを始動してから、触媒担持ハニカム構造体の中央位置の温度が１８０℃に達するまでの時間を計測した。上記条件で発熱システムを稼働させた場合を実施例４、発熱システムを稼働させなかった場合を比較例４とする。【００９５】
（４）実験結果
実施例４及び比較例４を対比すると、比較例４の１８０℃到達時間が２０ｓであったのに対し、発熱システムを稼働させた実施例４の１８０℃到達時間が１３ｓとなり、発熱システムの稼働により、１８０℃到達時間が短くなることが確認された。すなわち、発熱反応用固体を酸化カルシウム（ＣａＯ）から酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）に変更した場合であっても、同様の効果を奏することが確認された。（１）排気ガス浄化装置、（２）ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体、（３）実験方法の条件、及び（４）実験結果をまとめたものを上記表１に示す。【００９６】
５．実施例５及び比較例５
（１）排気ガス浄化装置（図１０参照）
ハニカム径１１０ｍｍ、ハニカム長さ１００ｍｍのコージェライト製（Ｃｄ製）のハニカム構造体に、三元触媒を担持した触媒担持ハニカム構造体を熱伝導性のスペーサ部材を介して、金属製の缶体内にキャニングした。このとき、スペーサ部材の全長に対し、５０％の長さ部分を金属メッシュとし、触媒担持ハニカム構造体と缶体との間の熱伝導性を良好にする構造とした（被覆率：５０％）。更に、缶体の周囲に二重管構造の反応容器を有する発熱体を設置した。反応容器内の格納空間に、発熱用固体として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を担持したＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体（以下、「ＭｇＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体」と称す。）を格納した。ここで、多孔質体及び発熱反応用固体の体積比率は、１：１とし、全体の空隙率は２０％とした。【００９７】
（２）ＭｇＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体の製造方法
厚さ８．５ｍｍ、長さ９０ｍｍ、気孔率６５％のドーナツ状のＳｉ／ＳｉＣ系多孔質体を、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）の粉末に水を加えたスラリー状の炭酸マグネシウム水溶液に含浸させた後、１３００℃の加熱温度で１ｈｒの熱処理を行った。これにより、炭酸マグネシウムが酸化マグネシウムに変化し、ＭｇＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体を得た。      【００９８】
（３）実験方法
上記構成の排気ガス浄化装置（図８参照）を２０００ｃｃのガソリンエンジン排気系に装着し、回転数：２０００ｒｐｍ、駆動トルク：５Ｎｍの条件で暖気運転を行った。【００９９】
上記暖気運転と並行し、発熱システムの注入部の注入バルブを閉状態とし、一方、排出部の排出バルブを開放し、排出ポンプを５分間稼働させることで、反応容器の格納空間の残存気体を排出した後、排出バルブを閉じて反応容器の格納空間を密閉状態とした。その後、エンジンを停止し、室温まで冷却放置した。次に、エンジンの始動運転を行い、触媒担持ハニカム構造体の中央位置の温度を熱電対で測定した。【０１００】
このとき、エンジン始動の１５ｓ前に、注入部の注入バルブを開状態とし、反応容器の格納空間に液体（水）を注入した。エンジンを始動してから、触媒担持ハニカム構造体の中央位置の温度が１８０℃に達するまでの時間を計測した。上記条件で発熱システムを稼働させた場合を実施例５、発熱システムを稼働させなかった場合を比較例５とする。【０１０１】
（４）実験結果
実施例５及び比較例５を対比すると、比較例５の１８０℃到達時間が２０ｓであったのに対し、発熱システムを稼働させた実施例５の１８０℃到達時間が１６ｓとなり、発熱システムの稼働により、１８０℃到達時間が短くなることが確認された。すなわち、発熱反応用固体を実施例３の酸化カルシウム（ＣａＯ）や実施例４の酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）から、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に変更した場合であっても、同様の効果を奏することが確認された。（１）排気ガス浄化装置、（２）ＣａＯ担持Ｓｉ／ＳｉＣ系多孔質体、（３）実験方法の条件、及び（４）実験結果をまとめたものを上記表１に示す。【０１０２】
上記示したように、本発明の発熱システム、排気ガス浄化装置、及びハニカム構造体の再生方法によれば、水等の液体と酸化カルシウム等の発熱反応用固体との接触により、発熱反応を生じさせ、得られた反応熱を用いて、ディーゼル燃料等の流体やハニカム構造体自体を加熱することができる。これにより、再生処理等を行うハニカム構造体や浄化処理等を行う触媒担持ハニカム構造体が暖まるまでの時間を短縮することができ、再生処理や浄化処理の開始直後から安定した効果を奏することができる。その結果、再生効率や浄化効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の発熱システムは、ＤＰＦ等を用いた排気ガス浄化装置における流体の加熱に用いることができ、本発明の排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジン等を搭載した自動車等に設置することができる。更に、ハニカム構造体の再生方法は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンを搭載した自動車等におけるハニカム構造体の再生処理に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１，２０，３０，４０，５０：発熱システム、２：貯液タンク、３，３１：発熱体、４：液体注入機構部、５：排出機構部、７：液体（水）、８：貯液空間、９，３４：格納空間、１０，３２：反応容器、１１，３５：多孔質体、１２：液体生成物、１３：気化物、１４：発熱反応用固体、１５：液体流通管、１６：注入バルブ（注入部）、１７：排出管、１８：排出バルブ（排出部）、１９：排出ポンプ（排出部）、２１：液化部、３３ａ：内筒部、３３ｂ：外筒部、３６ａ：内周面、３６ｂ：外周面、４１，５１：ハニカム熱交換部（熱交換部）、６０，７０，８０：排気ガス浄化装置、６１ａ：一方の端面、６１ｂ：他方の端面、６２：ハニカム構造体、６３：構造体収容空間、６４：缶体、６５，６７：スペーサ部材、６６：缶体外殻部、６６ａ：外殻部外面、８１：触媒担持ハニカム構造体、Ｆ，Ｆ’：流体。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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