(57)【要約】【課題】排ガスが熱交換部を通過するときに生じる圧力損失を低減させることができる排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】  排ガス浄化装置１は、エンジン２から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、エンジン２に接続された排気管３の途中に配置されたＤＯＣ５と、ＤＯＣ５の上流側の排気管３の内部に配置された熱交換器４と、排気管３の外部において熱交換器４の周囲に配置され、熱交換器４を加熱するための熱を発生させる化学蓄熱装置２０と、を備え、ＤＯＣ５の上流側の排気管３には、ＤＯＣ５に向かって円錐状に広がる拡径部３ａが設けられており、熱交換器４は、拡径部３ａの内部に配置されていると共に、拡径部３ａの広がりに沿って断面積が大きくなるように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、
前記内燃機関に接続された排気管の途中に配置された排ガス浄化部と、
前記排ガス浄化部の上流側の前記排気管の内部に配置された熱交換部と、
前記排気管の外部において前記熱交換部の周囲に配置され、前記熱交換部を加熱するための熱を発生させる加熱部と、
を備え、
前記排ガス浄化部の上流側の前記排気管には、前記排ガス浄化部に向かって円錐状に広がる拡径部が設けられており、
前記熱交換部は、前記拡径部の内部に配置されていると共に、前記拡径部の広がりに沿って断面積が大きくなるように形成されている、排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記熱交換部は、前記排ガスが流れる複数の流通孔を区画形成する隔壁を有し、
各前記流通孔の開口面積が、前記拡径部の広がりに沿って大きくなっている、
請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記隔壁は、断面格子状を呈している、
請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記隔壁は、前記排気管の内部における中心から前記排気管の内側面に向かって放射状に延びる部分を有する、
請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記加熱部は、
前記排気管の外部において前記熱交換部の周囲に設けられ、反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を有する反応器と、
前記反応器と接続され、前記反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、
を有する、
請求項１〜４の何れか一項に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の排ガス浄化装置として、例えば特許文献１に記載されているように、反応媒体としてアンモニア（ＮＨ３）を用いた化学反応により、車両の内燃機関の排気管内に配置された触媒を加熱し、当該触媒の温度を排ガスの浄化に適切な温度まで上昇させ、内燃機関の温度が十分上昇し排ガスの温度が高くなると反応媒体を回収する排ガス浄化装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８５０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載されている排ガス浄化装置において、従来、触媒の上流側で熱交換器を介して排ガスを加熱する構成を採用することがある。例えば、このような構成を採用した従来の排ガス浄化装置として、触媒の上流側の排気管内に配置された熱交換器と、排気管の外部において熱交換器の周囲に配置され、ＮＨ３と化学反応して熱を発生させる反応材を有する反応器と、ＮＨ３を貯蔵する貯蔵器と、を備えるものが知られている。この従来の排ガス浄化装置では、排ガスの温度が低い暖機運転時には、貯蔵器に貯蔵されたＮＨ３が導入管を通って反応器に導入され、導入されたＮＨ３と反応器内の反応材とが化学反応し、熱が発生する。当該熱により、排気管内における熱交換器が加熱され、熱交換器を介して排ガスが加熱される。
【０００５】
上記従来の排ガス浄化装置においては、熱交換性を高めるため熱交換器がフィン構造等を有しているので、内燃機関からの排ガスが排気管内の熱交換器を通過するとき、排ガスと排気管内との間の摩擦抵抗が大きくなることにより、圧力損失が高くなる。その結果、内燃機関の燃費悪化を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、排ガスが熱交換部を通過するときに生じる圧力損失を低減させることができる排気ガス浄化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】
【０００７】
本発明に係る排気ガス浄化装置は、内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、内燃機関に接続された排気管の途中に配置された排ガス浄化部と、排ガス浄化部の上流側の排気管の内部に配置された熱交換部と、排気管の外部において熱交換部の周囲に配置され、熱交換部を加熱するための熱を発生させる加熱部と、を備え、排ガス浄化部の上流側の排気管には、排ガス浄化部に向かって円錐状に広がる拡径部が設けられており、熱交換部は、拡径部の内部に配置されていると共に、拡径部の広がりに沿って断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る排ガス浄化装置では、排ガス浄化部の上流側の排気管に、排ガス浄化部に向かって円錐状に広がる拡径部が設けられていると共に、拡径部の内部に配置された熱交換部の断面積が、拡径部の広がりに沿って大きくなるように形成されている。よって、熱交換部を通過する排ガスの流路断面積が熱交換部の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるので、これに伴い熱交換部を通過する排ガスの流速が低下する。その結果、排ガスが熱交換部を通過するときに生じる圧力損失を低減させることができる。
【０００９】
熱交換部は、排ガスが流れる複数の流通孔を区画形成する隔壁を有し、各流通孔の開口面積が、拡径部の広がりに沿って大きくなっていてもよい。この場合、熱交換部における各流通孔を通過する排ガスの各流路断面積が熱交換部の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるので、これに伴い各流通孔を通過する排ガスの流速が低下する。その結果、排ガスが各流通孔を通過するときに生じる圧力損失を低減することができる。
【００１０】
隔壁は、断面格子状を呈していてもよい。この場合、熱交換部の隔壁を形成する際の加工性を向上させることができる。
【００１１】
隔壁は、排気管の内部における中心から排気管の内側面に向かって放射状に延びる部分を有してもよい。この場合、加熱部からの熱を、放射状に延びる隔壁を介し、排気管の内側面から排気管の内部における中心へと伝えることができる。これにより、熱交換部による熱交換性を向上させることができる。
【００１２】
加熱部は、排気管の外部において熱交換部の周囲に設けられ、反応媒体と化学反応して熱を発生させる反応材を有する反応器と、反応器と接続され、反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、を有してもよい。この場合、反応器において発生した熱を、熱交換部を介し、排気管内を流れる排ガスへ効率良く伝えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、排ガスが熱交換部を通過するときに生じる圧力損失を低減させることができる排気ガス浄化装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る熱交換器の斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る熱交換器の正面図である。
【図４】第１実施形態に係る熱交換器の背面図である。
【図５】第１実施形態に係る熱交換器の側断面図である。
【図６】第２実施形態に係る熱交換器の斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る熱交換器の正面図である。
【図８】第２実施形態に係る熱交換器の背面図である。
【図９】第２実施形態に係る熱交換器の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置を示す概略構成図である。同図において、排ガス浄化装置１は、車両の内燃機関であるディーゼルエンジン２（以下、単にエンジン２という）の排気系に配設され、エンジン２から排出される排ガス中に含まれる有害物質（環境汚染物質）を浄化する。
【００１７】
排ガス浄化装置１は、エンジン２と接続された排気通路である排気管３の途中に上流側から下流側に向けて順に配置された酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）５、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）６、選択還元触媒（ＳＣＲ：SelectiveCatalytic Reduction）７、及び酸化触媒（ＡＳＣ：Ammonia Slip Catalyst）８を備えている。
【００１８】
ＤＯＣ５は、排ガス中に含まれるＨＣ及びＣＯ等を酸化して浄化する。ＤＰＦ６は、排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して取り除く。ＳＣＲ７は、尿素またはアンモニア（ＮＨ３）によって、排ガス中に含まれるＮＯｘを還元して浄化する。ＡＳＣ８は、ＳＣＲ６をすり抜けてＳＣＲ６の下流側に流れたＮＨ３を酸化して浄化する。すなわち、ＤＯＣ５、ＤＰＦ６、ＳＣＲ７、及びＡＳＣ８は、エンジン２から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化部として機能する。
【００１９】
排ガス浄化装置１は、排気管３の内部に配置された熱交換部としての熱交換器４と、排気管３の外部に配置され、熱交換器４を加熱するための熱を発生させる化学蓄熱装置２０と、を備えている。化学蓄熱装置２０は、熱交換器４を加熱するための熱を発生させる加熱部として機能すると共に、熱交換器４を介して外部エネルギーレスで排ガスを加熱する。化学蓄熱装置２０は、通常は排ガスの熱（排熱）を蓄えておき、必要なときに蓄えた熱を使用する。化学蓄熱装置２０は、排気管３の外部において熱交換器４の周囲に配置された反応器９と、反応器９と接続された吸着器（貯蔵器）１０と、を有している。
【００２０】
排気管３は、円筒状（断面円形状）をなしている。排気管３は、各排ガス浄化部（ＤＯＣ５、ＤＰＦ６、ＳＣＲ７、及びＡＳＣ８）のそれぞれの上流側の入口部分と下流側の出口部分とに向かって円錐状に広がっている。すなわち、排気管３は、各排ガス浄化部を配設するために管径が広がっている部分（拡径部）を複数有している。なお、本実施形態でいう上流側及び下流側とは、排気管３内を排ガスが流れる方向の上流側及び下流側のことである。
【００２１】
ＤＯＣ５よりも上流側の排気管３には、エンジン２側からＤＯＣ５側に向かって円錐状に広がる拡径部３ａが設けられている。熱交換器４は、拡径部３ａの内部に配置されている。熱交換器４は、反応器９と排気管３内の排ガスとの間で熱の伝達を行う。熱交換器４は、拡径部３ａの広がりに沿ってエンジン２側からＤＯＣ５側に向かって断面積が大きくなるように形成されている。なお、熱交換器４の構造の詳細は、後述する。
【００２２】
反応器９は、気体の反応媒体であるＮＨ３と化学反応して熱を発生すると共に排熱を受けてＮＨ３を脱離させる反応材１３を有している。反応材１３には、反応材１３よりも熱伝導率が高く、反応材１３で発生した熱を熱交換器４に伝える熱伝導パスとなる熱伝導材料（図示せず）が含まれている。反応材１３は、例えば熱伝導材料が混合された成型ペレットとして構成されている。
【００２３】
反応材１３としては、組成式ＭＸａで表されるハロゲン化物が用いられる。ここで、Ｍは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の遷移金属である。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等である。ａは、Ｍの価数により特定される数であり、２〜３である。熱伝導材料としては、グラファイトシートのような薄いシート状の材料が用いられる。成型ペレットは、反応材１３と熱伝導材料とを型に入れて混合させた状態で、それらに対して同時にプレス成型加工を施して押し固めることによって作製される。なお、成型ペレットは、反応材１３及び熱伝導材料に加え、カーボンファイバ、カーボンブラック等の材料を混合させた状態でプレス成型加工されてもよい。
【００２４】
吸着器１０は、ＮＨ３の物理吸着による保持及び脱離が可能な吸着材１４を含んでいる。吸着材１４としては、活性炭、カーボンブラック、メソポーラスカーボン、ナノカーボン及びゼオライト等が用いられる。吸着器１０は、ＮＨ３を吸着材１４に物理吸着させることで、ＮＨ３を貯蔵する。
【００２５】
反応器９及び吸着器１０は、供給管１１を介して接続されている。供給管１１は、反応器９と吸着器１０との間をＮＨ３が流れる供給流路を構成している。供給管１１には、反応器９と吸着器１０との間の流路を開閉させる開閉弁である電磁弁１２が配設されている。
【００２６】
このような化学蓄熱装置２０において、エンジン２からの排ガスの温度が低いときは、電磁弁１２が開くことで、吸着器１０から反応器９にＮＨ３が供給管１１を通して供給され、反応器９の反応材１３（例えばＭｇＢｒ２）とＮＨ３とが化学反応して化学吸着（配位結合）し、反応材１３から熱が発生する。つまり、下記の反応式（Ａ）における左辺から右辺への反応（発熱反応）が起こる。反応器９で発生した熱によって熱交換器４が加熱され、熱交換器４を介して排ガスが暖められる。そして、暖められた排ガスによりＤＯＣ５が加熱される。
ＭｇＢｒ２＋ｘＮＨ３  ⇔  Ｍｇ（ＮＨ３）ｘＢｒ２＋熱      …（Ａ）
【００２７】
一方、エンジン２からの排ガスの温度が高くなると、排熱が反応器９の反応材１３に与えられることで、反応材１３とＮＨ３とが分離する。つまり、上記の反応式（Ａ）における右辺から左辺への反応（再生反応）が起こる。そして、反応材１３から脱離したＮＨ３は、供給管１１を通して吸着器１０に戻り、吸着器１０の吸着材１４に物理吸着（回収）される。
【００２８】
続いて、図２〜図５を参照して、第１実施形態に係る熱交換器４の構成について詳細に説明する。図２は、第１実施形態に係る熱交換器４の斜視図である。図３は、第１実施形態に係る熱交換器４の正面図である。図４は、第１実施形態に係る熱交換器４の背面図である。図５は、第１実施形態に係る熱交換器４の側断面図である。
【００２９】
図２〜図５に示すように、熱交換器４は、互いに対向する後端面４ａ及び前端面４ｂと、側面４ｃとを有する円錐台状に形成されている。後端面４ａは、ＤＯＣ５側に位置し、前端面４ｂは、エンジン２側に位置しており、側面４ｃは、排気管３の拡径部３ａの内側面３ｂに沿って延びている（図１参照）。熱交換器４の断面積は、前端面４ｂ側から後端面４ａ側に向かって徐々に大きくなっている。すなわち、熱交換器４の断面積は、拡径部３ａの広がりに沿って大きくなっている。
【００３０】
熱交換器４は、例えば、ＳｉＣ、Ａｌ、Ｃｕ、グラファイト、クラット材等の熱伝導率の高い材料で構成されている。熱交換器４は、排気管３の軸方向に延在し、排ガスが流れる複数の流通孔３０ａを区画形成する隔壁３０を有している。隔壁３０は、後端面４ａ側と前端面４ｂ側との間に延びる断面格子状の壁部材である。流通孔３０ａは、後端面４ａと前端面４ｂとを貫通し、前端面４ｂ側から後端面４ａ側に向かって開口面積が徐々に大きくなるように形成されている。すなわち、流通孔３０ａの開口面積は、排気管３の拡径部３ａの広がりに沿って放射状に広がるように大きくなっている（特に図５参照）。
【００３１】
熱交換器４の軸方向断面における流通孔３０ａの開口面積の割合を、その断面における流通孔３０ａの開口率と定義すると、流通孔３０ａの開口率は、前端面４ｂ側から後端面４ａ側に向かって徐々に大きくなっている。排気管３内を流れる排ガスは、流通孔３０ａを通過する。よって、流通孔３０ａの開口面積は、流通孔３０ａを通過する排ガスの流路断面積でもある。すなわち、各流通孔３０ａを通過する排ガスの各流路断面積が、排気管３の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなっている。排ガスの各流路断面積が大きくなるに従い、当該排ガスの流速は低下する。
【００３２】
熱交換器４は、断面格子状の壁部材である隔壁３０を有しているため、エンジン２からの排ガスが排気管３内の熱交換器４を通過するとき、排ガスと隔壁３０との間の摩擦抵抗によって、圧力損失が生じる。この圧力損失は、排気管３内を流通する排ガスの流路断面積に反比例すると共に、排気管３内を流通する排ガスの流速の２乗に比例する。本実施形態に係る熱交換器４では、各流通孔３０ａを通過する排ガスの流路断面積が排気管３の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるに従い、当該排ガスの流速が低下する。よって、本実施形態に係る排ガス浄化装置１においては、排ガスが熱交換器４を通過するときの圧力損失が低下する。
【００３３】
エンジン２からの排気管３内を流れる排ガスは、流通孔３０ａを通過することで、隔壁３０と接触する。これにより、排ガスと隔壁３０との間で熱交換が行われる。すなわち、化学蓄熱装置２０からの熱が、熱交換器４の隔壁３０を介して、排気管３内を流れる排ガスへと伝えられる。本実施形態に係る排ガス浄化装置１においては、熱交換器４を通過する排ガスの流路断面積が大きくなるに従い、当該排ガスの流速が低下するので、排ガスと隔壁３０との接触時間が長くなり、隔壁３０を介して化学蓄熱装置２０からの熱を排ガスへと伝え易くすることができる。
【００３４】
以上、本実施形態に係る排ガス浄化装置１によれば、ＤＯＣ５の上流側の排気管３に、ＤＯＣ５に向かって円錐状に広がる拡径部３ａが設けられていると共に、拡径部３ａの内部に設けられた熱交換器４の断面積が、拡径部３ａの広がりに沿って大きくなるように形成されている。よって、熱交換器４を通過する排ガスの流路断面積が熱交換器４の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるので、これに伴い熱交換器４を通過する排ガスの流速が低下する。その結果、排ガスが熱交換器４を通過するときに生じる圧力損失を低減させることができる。従って、エンジン２の燃費悪化を防ぐことができる。更に、熱交換器４を通過する排ガスの流速が低下するため、排ガスと熱交換器４との接触時間が長くなり、熱交換器４による熱交換性を向上させることができる。これにより、効率良く排ガス浄化を行うことができる。
【００３５】
特に、本実施形態に係る排ガス浄化装置１では、熱交換器４における各流通孔３０ａを通過する排ガスの各流路断面積が熱交換器４の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるので、これに伴い各流通孔３０ａを通過する排ガスの流速が低下する。その結果、排ガスが各流通孔３０ａを通過するときに生じる圧力損失を低減することができる。更に、排ガスが熱交換器４の隔壁３０に接触することにより、隔壁３０を介して化学蓄熱装置２０からの熱を排ガスへと伝え易くすることができると共に、排ガスの流速低下により排ガスと隔壁３０との接触時間が長くなり、熱交換器４による熱交換性を更に向上させることができる。このため、より効率良く排ガス浄化を行うことができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、隔壁３０が断面格子状を呈しているため、熱交換器４の隔壁３０を形成する際の加工性を向上させることができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、反応器９において発生した熱を、熱交換器４を介し、排気管３内を流れる排ガスへ効率良く伝えることが可能となる。
【００３８】
なお、熱交換器４は、拡径部３ａの広がりに沿って断面積が大きくなるように形成されているので、断面積が大きくなる分、排ガスとの接触面積も大きくすることができる。このため、熱交換器４は、従来よりも排気管３の軸方向で短い長さとしても、排ガスとの間での熱交換を十分に行うことができる。ここで、排ガスが熱交換器４を通過するときに生じる圧力損失は、排ガスの流路長さに比例する。よって、熱交換器４を従来よりも排気管３の軸方向で短い長さとすると、熱交換器４を通過する排ガスの流路長さが短くなるので、圧力損失を低減することが可能となる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る排ガス浄化装置の構成について説明する。第２実施形態に係る排ガス浄化装置は、第１実施形態に係る排ガス浄化装置１と同様、排ガス浄化部（ＤＯＣ５、ＤＰＦ６、ＳＣＲ７、及びＡＳＣ８）と、熱交換器４と、化学蓄熱装置２０とを備える。第２実施形態に係る排ガス浄化装置が第１実施形態に係る排ガス浄化装置１と異なる点は、熱交換器４が有する隔壁が、断面格子状ではなく、放射状に延びる部分を有する点である。以下、図６〜図９を参照して詳細に説明する。
【００４０】
図６は、第２実施形態に係る熱交換器４の斜視図である。図７は、第２実施形態に係る熱交換器４の正面図である。図８は、第２実施形態に係る熱交換器４の背面図である。図９は、第２実施形態に係る熱交換器４の側断面図である。
【００４１】
図６〜図９に示すように、熱交換器４は、後端面４ａ側と前端面４ｂ側との間に延びる壁部材である隔壁４０を有している。隔壁４０は、排気管３の内部における中心Ｐから排気管３の内側面３ｂ（図１参照）に向かって放射状に延びる複数の第一隔壁部分４１と、複数の第一隔壁部分４１の間を繋ぐように円弧状に延びる複数の第二隔壁部分４２と、を含んでいる。なお、本実施形態において、熱交換器４の軸中心は、排気管３の内部における中心Ｐと略一致する。
【００４２】
本実施形態においては、１２個の第一隔壁部分４１が中心Ｐからそれぞれ放射状に延びている。各第一隔壁部分４１は、略等間隔に配置されている。互いに隣接する第一隔壁部分４１同士の間隔は、中心Ｐから遠ざかるほど広がっている。
【００４３】
また、本実施形態においては、４個の第二隔壁部分４２が中心Ｐからそれぞれ所定間隔を有する位置で円弧状に延びている。各第二隔壁部分４２は、中心Ｐに対して同心円状となるように略等間隔に排気管３の径方向に並設されている。これにより、全部で４８個の第二隔壁部分４２が排気管３内に配置されている。
【００４４】
これらの第一隔壁部分４１及び第二隔壁部分４２を含む隔壁４０によって、複数の流通孔４０ａが区画形成されている。流通孔４０ａは、後端面４ａと前端面４ｂとを貫通し、前端面４ｂ側から後端面４ａ側に向かって開口面積が徐々に大きくなるように形成されている。すなわち、流通孔４０ａの開口面積は、排気管３の拡径部３ａの広がりに沿って放射状に広がるように大きくなっている（特に図９参照）。
【００４５】
熱交換器４の軸方向断面における流通孔４０ａの開口面積の割合を、その断面における流通孔４０ａの開口率と定義すると、流通孔４０ａの開口率は、前端面４ｂ側から後端面４ａ側に向かって徐々に大きくなっている。排気管３内を流れる排ガスは、流通孔４０ａを通過する。よって、流通孔４０ａの開口面積は、流通孔４０ａを通過する排ガスの流路断面積でもある。すなわち、各流通孔４０ａを通過する排ガスの各流路断面積が、排気管３の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなっている。排ガスの流路断面積が大きくなるに従い、排ガスの流速は低下する。
【００４６】
熱交換器４は、第一隔壁部分４１及び第二隔壁部分４２を含む隔壁４０を有しているため、エンジン２からの排ガスが排気管３内の熱交換器４を通過するとき、排ガスと隔壁４０との間の摩擦抵抗によって、圧力損失が生じる。この圧力損失は、排気管３内を流通する排ガスの流路断面積に反比例すると共に、排気管３内を流通する排ガスの流速の２乗に比例する。本実施形態に係る熱交換器４では、各流通孔４０ａを流通する排ガスの流路断面積が排気管３の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるに従い、当該排ガスの流速が低下する。よって、本実施形態に係る排ガス浄化装置１においては、排ガスが熱交換器４を通過するときの圧力損失が低下する。
【００４７】
エンジン２からの排気管３内を流れる排ガスは、流通孔４０ａを通過することで、隔壁４０と接触する。これにより、排ガスと隔壁４０との間で熱交換が行われる。すなわち、化学蓄熱装置２０からの熱が、熱交換器４の隔壁４０を介して、排気管３内を流れる排ガスへと伝えられる。本実施形態に係る排ガス浄化装置１おいては、熱交換器４を通過する排ガスの流路断面積が大きくなるに従い、当該排ガスの流速が低下するので、排ガスと隔壁４０との接触時間が長くなり、隔壁４０を介して化学蓄熱装置２０からの熱を排ガスへと伝え易くすることができる。
【００４８】
以上、本実施形態に係る排ガス浄化装置においても、上記排ガス浄化装置１と同様、排ガスが熱交換器４を通過するときに生じる圧力損失を低減させることができる。そして、熱交換器４による熱交換性を向上させることができるので、効率良く排ガス浄化を行うことができる。更に、本実施形態に係る排ガス浄化装置においては、化学蓄熱装置２０からの熱を、放射状に延びる第一隔壁部分４１を有する隔壁４０を介し、排気管３の内側面３ｂから排気管３の内部における中心Ｐへと伝えることができる。これにより、熱交換器４による熱交換性を更に向上させることができ、より効率良く排ガス浄化を行うことができる。
【００４９】
以上、本発明の種々の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定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００５０】
上記実施形態において、化学蓄熱装置２０が熱交換器４を加熱するための加熱部として機能するとしたが、これに限られず、加熱部は、化学蓄熱装置２０以外の構成、例えば電気ヒータにより実現してもよい。
【００５１】
本発明の効果を奏する限り、熱交換器４における全ての流通孔３０ａ，４０ａの開口面積が拡径部３ａの広がりに沿って大きくなっていなくてもよい。すなわち、熱交換器４は、拡径部３ａの広がりに沿って大きくならない開口面積を有する流通孔を有していてもよい。また、熱交換器４の表面の一部又は全部に触媒コート層が形成されていてもよい。
【００５２】
図１において、反応器９は、拡径部３ａの周囲で上流側から下流側にかけて略等しい幅を有しているが、これに限られず、上流側から下流側にかけて反応器９の幅を小さくしてＤＯＣ５が設けられた部分と面一になるようにしてもよい。この場合、本発明に係る排ガス浄化装置を車両に搭載する際に好適である。
【００５３】
反応器９に導入される反応媒体は、ＮＨ３に限られず、例えばＨ２Оとしてもよい。この場合には、Ｈ２Оと化学反応させる反応材としては、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯ、Ａｌ２Ｏ３等を使用する。
【００５４】
また、上記実施形態では、ディーゼルエンジン２の排気系に設けられた熱交換器４を介して排気ガスを加熱しているが、本発明は、特にそれには限られず、ガソリンエンジンの排気系に設けられた熱交換器を介して排気ガスを加熱する装置、エンジンの排気系以外に設けられた熱交換器を介して熱媒体を加熱する装置であってもよい。
【００５５】
上記実施形態において、熱交換器４は、ＤＯＣ５よりも上流側の排気管３に設けられた拡径部３ａの内部に配置されているが、これに限られない。例えば、熱交換器４は、ＤＯＣ５以外の他の排ガス浄化部であるＤＰＦ６、ＳＣＲ７、及びＡＳＣ８の少なくとも何れかよりも上流側の排気管３に設けられた拡径部の内部に配置されていてもよい。また、熱交換器４は複数設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…排ガス浄化装置、２…エンジン（内燃機関）、３…排気管、３ａ…拡径部、３ｂ…内側面、４…熱交換器（熱交換部）、５…ＤＯＣ（排ガス浄化部）、９…反応器、１０…吸着器（貯蔵器）、２０…化学蓄熱装置（加熱部）、３０，４０…隔壁、３０ａ，４０ａ…流通孔。
【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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