(57)【要約】【課題】  暖機性能の低下を抑制する。【解決手段】化学蓄熱装置１０は、ＮＨ３を貯蔵する第１貯蔵器１１及び第２貯蔵器２１と、第１反応材１６を有する第１反応器１２と、第１反応器１２と第１貯蔵器１１とを接続する第１供給管１３と、第２反応材２６を有する第２反応器２２と、第２反応器２２と第２貯蔵器２１とを接続する第２供給管２３と、第１貯蔵器１１から第１反応器１２へＮＨ３を供給する第１供給制御及び第２貯蔵器２１から第２反応器２２へＮＨ３を供給する第２供給制御を行うコントローラ３０と、を備え、第１反応器１２はＤＯＣ４を加熱可能に配置され、第２反応器２２は第１反応器１２の外周部に第１反応器１２を加熱可能に配置され、コントローラ３０は、ＤＯＣ４の加熱時において、第２供給制御を行った後、第１供給制御を行う。【選択図】図１
2016148482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、
反応媒体との化学反応により発熱すると共に加熱されると反応媒体を脱離して蓄熱する第１反応材を有する第１反応器と、
前記第１反応器と前記貯蔵器とを接続する第１供給管と、
反応媒体との化学反応により発熱すると共に加熱されると反応媒体を脱離して蓄熱する第２反応材を有する第２反応器と、
前記第２反応器と前記貯蔵器とを接続する第２供給管と、
前記貯蔵器から前記第１反応器へ反応媒体を供給する第１供給制御及び前記貯蔵器から前記第２反応器へ反応媒体を供給する第２供給制御を行う制御部と、
を備え、
前記第１反応器は、加熱対象を加熱可能に配置され、
前記第２反応器は、前記第１反応器の外周部に前記第１反応器を加熱可能に配置され、
前記制御部は、加熱対象の加熱時において、前記第２供給制御を行った後、前記第１供給制御を行う、化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記第２反応材の発熱温度は、前記第１反応材の発熱温度より低い、請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記第１供給管には、反応媒体の流路を開閉する第１バルブが配設され、
前記第２供給管には、反応媒体の流路を開閉する第２バルブが配設され、
前記制御部は、前記加熱対象の加熱時において、前記第２供給制御としての前記第２バルブの開制御を行ってから所定時間経過後に、前記第１供給制御としての前記第１バルブの開制御を行う、請求項１又は２に記載の化学蓄熱装置。
【請求項４】
前記第１反応材と前記第２反応材とは同じ材料であり、前記第１反応器における化学反応時の反応圧力と前記第２反応器における化学反応時の反応圧力とが互いに異なる、請求項１〜３の何れか一項に記載の化学蓄熱装置。
【請求項５】
前記貯蔵器は、前記第１反応器へ供給される反応媒体を貯蔵する第１貯蔵器と、前記第２反応器へ供給される反応媒体を貯蔵する第２貯蔵器とを備える、請求項１〜４の何れか一項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】
従来の化学蓄熱装置として、車両の内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムに適用される化学蓄熱装置が知られている。排気ガス浄化システムでは、内燃機関より排出される排気ガスの温度が低いときに、反応材と反応媒体（ＮＨ３）との発熱反応によって車両の内燃機関の排気系に設けられた触媒等を加熱するとともに、内燃機関の温度が十分上昇し排気ガスの温度が高くなると、排気ガスの熱を反応材に与えることで反応材から反応媒体を脱離させて、脱離した反応媒体を再び回収する。
【０００３】
上記の排気ガス浄化システムに適用される化学蓄熱装置では、内燃機関から排出された排気ガスの温度が暖機開始温度以下になると、貯蔵器に貯蔵されたＮＨ３が供給管を通って反応器に供給され、供給されたＮＨ３と反応器の反応材とが化学反応し、熱が発生する。この熱によって触媒等が加熱される。また、内燃機関から排出された排気ガスの温度がＮＨ３再生温度より高くなると、熱交換器を介して排気ガスの熱が反応器内の反応材に与えられ、反応器内においてＮＨ３が反応材から脱離する。そして、脱離されたＮＨ３が供給管を通って貯蔵器に回収される。
【０００４】
このような化学蓄熱装置として、例えば特許文献１には、第１吸着器から供給された第１反応媒体と化学反応して熱を発生させる第１反応材を収納する第１反応器と、第２吸着器から供給された第２反応媒体と化学反応して熱を発生させる第２反応材を収納する第２反応器とを有する化学蓄熱装置が開示されている。特許文献１に記載の化学蓄熱装置では、第２反応器が第１反応器に接触した状態で配置されており、第１反応器による発熱反応終了後に排気ガスの温度が低くて第１反応器から第１反応媒体を回収できない場合に、化学反応時に第１反応媒体よりも発熱量が大きい第２反応媒体が供給される第２反応器で第１反応器を加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−９５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、触媒などの暖機対象を加熱する化学蓄熱装置では、所望する加熱温度が高い場合、反応器には高圧の反応媒体が供給される。このため、反応器を構成する容器の板厚は、供給される高圧の反応媒体に耐え得るよう厚く構成される。反応器を構成する容器の板厚が厚くなると、反応器自体の熱容量が増加することとなる。その結果、反応材の化学反応時に発生した熱が、本来暖めたい暖機対象ではなく反応器自体を暖めるのに費やされ、化学蓄熱装置の暖機性能が低下してしまう可能性がある。
【０００７】
上記特許文献１に記載の化学蓄熱装置では、第１反応器を加熱するための第２反応器を有しているが、第２反応器によって第１反応器が加熱されるのは、第１反応器による発熱反応終了後の反応媒体の再生時である。上述したように、反応器を構成する容器の板厚を厚くすることにより反応器自体の熱容量が増加した場合には、反応媒体の再生前の発熱反応時における熱が反応器自体を加熱するのに費やされるため、上記特許文献１の化学蓄熱装置であっても、暖機性能の低下は免れない。
【０００８】
本発明は、暖機性能の低下を抑制することができる化学蓄熱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】
【０００９】
本発明に係る化学蓄熱装置は、反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、反応媒体との化学反応により発熱すると共に加熱されると反応媒体を脱離して蓄熱する第１反応材を有する第１反応器と、第１反応器と貯蔵器とを接続する第１供給管と、反応媒体との化学反応により発熱すると共に加熱されると反応媒体を脱離して蓄熱する第２反応材を有する第２反応器と、第２反応器と貯蔵器とを接続する第２供給管と、貯蔵器から第１反応器へ反応媒体を供給する第１供給制御及び貯蔵器から第２反応器へ反応媒体を供給する第２供給制御を行う制御部と、を備え、第１反応器は、加熱対象を加熱可能に配置され、第２反応器は、第１反応器の外周部に前記第１反応器を加熱可能に配置され、制御部は、加熱対象の加熱時において、第２供給制御を行った後、第１供給制御を行う。
【００１０】
本発明に係る化学蓄熱装置では、制御部により、加熱対象の加熱時において、第２供給制御が行われた後、第１供給制御が行われる。よって、貯蔵器から第１反応器へ反応媒体が供給される前に、まず貯蔵器から第２反応器へ反応媒体が供給され、第２反応器において反応媒体と第２反応材とが化学反応し、熱が発生する。この熱により、第２反応器と接触する第１反応器が加熱される。すなわち、第１反応器における発熱反応が生じる前に、第２反応器における発熱反応を生じさせ、当該発熱反応により生じた熱によって第１反応器を予備暖機することができる。その後、貯蔵器から反応媒体が第１反応器へ供給され、第１反応器において反応媒体と第１反応材とが化学反応し、熱が発生する。この際、第１反応器は予備暖機されているので、第１反応器自体を加熱するのに必要な熱量を減らすことができる。その結果、第１反応器において発生した熱を、効果的に加熱対象の加熱に用いることができる。以上より、本発明に係る化学蓄熱装置では、発熱反応時における暖機性能の低下を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る化学蓄熱装置において、第２反応材の発熱温度は、第１反応材の発熱温度より低くてもよい。この場合、加熱対象から第１反応器に加えられる熱で第１反応材から反応媒体を脱離させて再生を行うと同時に、加熱対象から第１反応器を介して第２反応器に加えられる熱で第２反応材から反応媒体を脱離させて再生を行うことができる。
【００１２】
本発明に係る化学蓄熱装置において、第１供給管には、反応媒体の流路を開閉する第１バルブが配設され、第２供給管には、反応媒体の流路を開閉する第２バルブが配設され、制御部は、加熱対象の加熱時において、第２供給制御としての第２バルブの開制御を行ってから所定時間経過後に、第１供給制御としての第１バルブの開制御を行ってもよい。この場合、例えば第２バルブの開制御を行ってから、第２反応器における発熱反応により生じた熱により第１反応器自体を予備暖機するのに十分な時間が確実に経過した後に、第１バルブの開制御を行うことができる。よって、第１反応器自体を加熱するのに必要な熱量をより確実に減らすことができる。その結果、第１反応器において発生した熱を、より効果的に加熱対象の加熱に用いることができる。以上より、本発明に係る化学蓄熱装置では、発熱反応時における暖機性能の低下をより確実に抑制することができる。
【００１３】
本発明に係る化学蓄熱装置において、第１反応材と第２反応材とは同じ材料であり、第１反応器における化学反応時の反応圧力と第２反応器における化学反応時の反応圧力とが互いに異なっていてもよい。このように、第１反応材と第２反応材とを同じ材料とする場合、第１反応材と第２反応材とが異なる材料の場合に比べて、コストを削減できる。
【００１４】
本発明に係る化学蓄熱装置において、貯蔵器は、第１反応器へ供給される反応媒体を貯蔵する第１貯蔵器と、第２反応器へ供給される反応媒体を貯蔵する第２貯蔵器とを備えていてもよい。この場合、第１反応器へ供給される反応媒体と、第２反応器へ供給される反応媒体とがそれぞれ独立した貯蔵器に貯蔵されるので、第１供給制御及び第２供給制御を好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、暖機性能の低下を抑制することができる化学蓄熱装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１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を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す化学蓄熱装置を詳細に示す図である。
【図３】図１に示すコントローラの処理手順として暖機時における第１バルブ１４及び第２バルブ２４の開閉制御処理手順の一例を示すフロー図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る化学蓄熱装置を示す図である。
【図５】図４に示すコントローラによる第１バルブ及び第２バルブの開閉制御のタイミングの一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明の第１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を説明する。図１は、本発明の第１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を示す概略構成図である。図２は、図１に示す化学蓄熱装置を詳細に示す図である。
【００１９】
排気ガス浄化システム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から排出される排気ガス中に含まれる有害物質（環境汚染物質）を浄化する。排気ガス浄化システム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）４、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）５、選択還元触媒（ＳＣＲ：SelectiveCatalytic Reduction）６、及び酸化触媒（ＡＳＣ：Ammonia Slip Catalyst）７を備えている。
【００２０】
ＤＯＣ４は、排ガス中に含まれるＨＣ及びＣＯ等を酸化して浄化する。ＤＰＦ５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。ＳＣＲ６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。ＡＳＣ７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。
【００２１】
ＤＯＣ４、ＳＣＲ６、及びＡＳＣ８の各触媒には環境汚染物質の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の始動直後等は、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り、各触媒の活性温度より低い場合がある。このような場合でも各触媒で浄化能力を発揮させるために、各触媒での温度を迅速に活性温度にする必要がある。
【００２２】
そこで、排気ガス浄化システム１は、最も上流に配置されるＤＯＣ４（加熱対象）を加熱して暖機するための化学蓄熱装置１０を備えている。なお、ＤＯＣ４の暖機を行うことによって、ＤＯＣ４の下流側には暖機されて温度が上昇した排気ガスが流れる。
【００２３】
化学蓄熱装置１０は、反応媒体としてＮＨ３を用いて、可逆的な化学反応を利用して、外部エネルギーレスで加熱対象であるＤＯＣ４を加熱（暖機）する。つまり、化学蓄熱装置１０は、通常は、後述する反応材（第１反応材１６、第２反応材２６）と反応媒体とを分離した状態にすることで装置内部に熱を蓄えておき、ＤＯＣ４の暖機が必要なときには、反応媒体を反応材に供給することで熱を発生させてＤＯＣ４を暖機する。化学蓄熱装置１０は、第１貯蔵器１１と、第１反応器１２と、第１供給管１３と、第１バルブ１４と、第２貯蔵器２１と、第２反応器２２と、第２供給管２３と、第２バルブ２４と、温度センサ４０と、圧力センサ４１と、コントローラ（制御部）３０とを有している。
【００２４】
第１貯蔵器１１は、反応媒体であるＮＨ３の物理吸着による保持及びＮＨ３の脱離が可能な吸着材１５を含んでいる。吸着材１５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。第１貯蔵器１１は、ＮＨ３を吸着材１５に物理吸着させることで、ＮＨ３を貯蔵する。
【００２５】
第１反応器１２は、排気管３におけるＤＯＣ４が設けられた部分に対応するように排気管３の周囲に配置されている。すなわち、第１反応器１２は、ＤＯＣ４を加熱可能に配置されている。図２に示すように、第１反応器１２は、排気管３を囲む断面円環形状を有している。この断面円環形状の断面は、第１反応器１２を排気管３における排気ガスの流れに沿って延在する方向に対して垂直に切った面である。第１反応器１２内の圧力は、第１貯蔵器１１から気体の反応媒体であるＮＨ３が供給されることにより高圧となる。第１反応器１２の外筒１２ａは、少なくともこの高圧に耐え得る厚みを有している。外筒１２ａの板厚は例えば３ｍｍ程度である。なお、第１反応器１２の内筒の板厚及び後述する第２反応器２２の外筒の板厚は、第１反応器１２の外筒１２ａの板厚と略同じである。
【００２６】
第１反応器１２は、ＮＨ３と化学反応して熱を発生すると共に、排気ガスの熱により加熱されることで蓄熱してＮＨ３を脱離する第１反応材１６を有している。よって、第１反応器１２においては、第１貯蔵器１１からＮＨ３が供給されると、当該ＮＨ３と第１反応材１６とが化学反応して、熱が生じる。また、第１反応器１２においては、所定温度以上の熱が加えられると第１反応材１６からＮＨ３が脱離して、ＮＨ３を放出し始める。その所定温度は、反応媒体（本実施形態ではＮＨ３）と第１反応材１６の組み合わせによって変わる。なお、第１反応材１６の詳細については、後述の第２反応器２２が有する第２反応材２６と対応させて説明する。
【００２７】
第１供給管１３は、第１反応器１２と第１貯蔵器１１とを接続する。第１供給管１３は、第１反応器１２と第１貯蔵器１１との間をＮＨ３が流通可能となる供給流路を構成している。第１バルブ１４は、第１供給管１３に配設されている。第１バルブ１４は、第１反応器１２と第１貯蔵器１１との間でＮＨ３の流路を開閉させるバルブである。第１バルブ１４の開閉制御は、コントローラ３０によって行われる。
【００２８】
第２貯蔵器２１は、反応媒体であるＮＨ３の物理吸着による保持及びＮＨ３の脱離が可能な吸着材２５を含んでいる。吸着材２５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。第２貯蔵器２１は、ＮＨ３を吸着材２５に物理吸着させることで、ＮＨ３を貯蔵する。
【００２９】
第２反応器２２は、第１反応器１２の外周部に、第１反応器１２と接触した状態で配置されている。換言すると、第２反応器２２は、第１反応器１２の外周面に沿って、第１反応器１２を加熱可能に配置されている。図２に示すように、第１反応器１２の外筒１２ａは、第２反応器２２の内筒を兼ねている。第２反応器２２は、第１反応器１２を囲む断面円環形状を有している。第２反応器２２の内側に第１反応器１２が配置されている。このように加熱対象であるＤＯＣ４を加熱するための反応器は、第１反応器１２及び第２反応器２２の二重構造となっている。
【００３０】
第２反応器２２は、ＮＨ３と化学反応して熱を発生すると共に、排気ガスの熱により加熱されることで蓄熱してＮＨ３を脱離する第２反応材２６を有している。よって、第２反応器２２においては、第２貯蔵器２１からＮＨ３が供給されると、当該ＮＨ３と第２反応材２６とが化学反応して、熱が生じる。また、第２反応器２２においては、所定温度以上の熱が加えられると第２反応材２６からＮＨ３が脱離して、ＮＨ３を放出し始める。その所定温度は、反応媒体（本実施形態ではＮＨ３）と第２反応材２６の組み合わせによって変わる。
【００３１】
ここで、第１反応材１６及び第２反応材２６の詳細について説明する。第１反応材１６としては、第１貯蔵器１１から第１反応器１２に供給されるＮＨ３との化学反応により発熱して、加熱対象を２３０〜２６０℃程度まで昇温可能な材料が用いられる。第２反応材２６としては、第２貯蔵器２１から第２反応器２２に供給されるＮＨ３との化学反応により発熱して、加熱対象を１５０〜１８０℃程度まで昇温可能な材料が用いられる。すなわち、第２反応器２２における発熱温度が、第１反応器１２における発熱温度よりも低くなるように、第１反応材１６及び第２反応材が選択されている。なお、発熱温度とは、ある圧力下において反応材が反応媒体と化学反応して発熱した際の、反応材の温度である。
【００３２】
具体的には、第１反応材１６及び第２反応材２６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、１〜３である。Ｍ、Ｘ、及びａの組み合わせによって、第１反応材１６及び第２反応材２６としてそれぞれ適切な材料が選択される。例えば、第１反応材１６がＭｇＢｒ２、又はＭｇＩ２であり、第２反応材２６がＭｇＣｌ２である組み合わせが選択され得る。また、第１反応材１６及び第２反応材２６は、上述したように第２反応器２２における発熱温度が第１反応器１２における発熱温度よりも低くなる組み合わせであればどのような組み合わせでもよい。例えば、第１反応材１６及び第２反応材２６は、いずれも同じ材料であってもよい。この場合、第１反応器１２にＮＨ３が供給されて化学反応する際の容器内圧力（すなわち、第１反応器１２における反応圧力）が、第２反応器２２にＮＨ３が供給されて化学反応する際の容器内圧力（すなわち、第２反応器２２における反応圧力）よりも高くなるように制御される。このように制御することで、同じ反応材を用いても、第２反応器２２における発熱温度を第１反応器１２における発熱温度よりも低くすることができる。
【００３３】
なお、第１反応材１６は、第１反応材１６よりも熱伝導率が高く、第１反応材１６で発生した熱をＤＯＣ４に伝える熱伝導パスとなる熱伝導材料（図示せず）を混入して成型ペレットとして構成してもよい。第２反応材２６は、第２反応材２６よりも熱伝導率が高く、第２反応材２６で発生した熱を第１反応器１２に伝える熱伝導パスとなる熱伝導材料（図示せず）を混入して成型ペレットとして構成してもよい。熱伝導材料としては、カーボンファイバ、カーボンブラック、又はグラファイトシートなどの材料が用いられる。成型ペレットは、第１反応材１６及び第２反応材２６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、第１反応材１６及び第２反応材２６に複数種類の熱伝導材料を混合させた状態でプレス成型加工されてもよい。
【００３４】
第２供給管２３は、第２反応器２２と第２貯蔵器２１とを接続する。第２供給管２３は、第２反応器２２と第２貯蔵器２１との間をＮＨ３が流通可能となる供給流路を構成している。第２バルブ２４は、第２供給管２３に配設されている。第２バルブ２４は、第２反応器２２と第２貯蔵器２１との間でＮＨ３の流路を開閉させるバルブである。第２バルブ２４の開閉制御は、コントローラ３０によって行われる。
【００３５】
温度センサ４０は、第１反応器１２の温度を検出する。温度センサ４０は、例えば第１反応器１２の外筒１２ａ（図２参照）に取り付けられ、当該外筒１２ａの温度を検出する。圧力センサ４１は、第２貯蔵器２１内の圧力を検出する。圧力センサ４１は、第２貯蔵器２１に取り付けられている。温度センサ４０により検出された第１反応器１２の温度情報、及び、圧力センサ４１により検出された第２貯蔵器２１内の圧力情報は、コントローラ３０に出力される。
【００３６】
なお、排気管３におけるＤＯＣ４の上流側及び下流側の少なくとも一方には、排気管３内を流れるエンジン２からの排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ（不図示）が配置されている。排気ガス温度センサにより検出された排気ガスの温度情報は、コントローラ３０に出力される。
【００３７】
コントローラ３０は、第１貯蔵器１１から第１反応器１２へＮＨ３を供給する第１供給制御、及び、第２貯蔵器２１から第２反応器２２へＮＨ３を供給する第２供給制御を行う。コントローラ３０は、ＤＯＣ４の加熱時において、第２供給制御を行った後、第１供給制御を行う。第２供給制御とは、例えば第２バルブ２４の開制御である。第１供給制御とは、例えば第１バルブ１４の開制御である。すなわち、コントローラ３０は、通常、排気ガス温度センサから出力された温度情報が示す排気ガスの温度に基づき、第１バルブ１４及び第２バルブ２４の開閉状態を制御する。さらに、コントローラ３０は、第１供給制御としての第２バルブ２４の開制御を行った後、第２供給制御としての第１バルブ１４の開制御を行う。
【００３８】
これにより、まず第２バルブ２４が開かれると、第２貯蔵器２１から第２反応器２２に第２供給管２３を通ってＮＨ３が供給され、第２反応器２２の第２反応材２６（例えばＭｇＣｌ２）とＮＨ３とが化学反応して化学吸着（配位結合）し、第２反応材２６から熱が発生する。つまり、下記の反応式（Ａ１）における左辺から右辺への反応（発熱反応）が起こる。そして第２反応器２２で発生した熱により、第１反応器１２が暖められる。この際、第２反応材２６の発熱温度は第１反応材１６の発熱温度より低いので、第１反応材１６の発熱温度より低い温度でも第２反応器２２における発熱反応が生じる。
ＭｇＣｌ２＋ｘＮＨ３  ⇔  Ｍｇ（ＮＨ３）ｘＣｌ２＋熱      …（Ａ１）
【００３９】
その後、第１バルブ１４が開かれると、第１貯蔵器１１から第１反応器１２に第１供給管１３を通ってＮＨ３が供給され、第１反応器１２の第１反応材１６（例えばＭｇＢｒ２）とＮＨ３とが化学吸着（配位結合）し、第１反応材１６から熱が発生する。つまり、下記の反応式（Ａ２）における左辺から右辺への反応（発熱反応）が起こる。そして第１反応器１２で発生した熱により、ＤＯＣ４が暖められる。
ＭｇＢｒ２＋ｘＮＨ３  ⇔  Ｍｇ（ＮＨ３）ｘＢｒ２＋熱      …（Ａ２）
【００４０】
以上のように、コントローラ３０は、第２反応器２２における発熱反応の後、第１反応器１２における発熱反応が生じるように、所定のタイミングで第１バルブ１４及び第２バルブ２４の開閉制御を行う。
【００４１】
なお、エンジン２からの排気ガスの温度が所定温度より高くなると、排気ガスの熱がＤＯＣ４を介して第１反応器１２及び第２反応器２２に与えられる。第２反応材２６の発熱温度は、第１反応材１６の発熱温度よりも低いため、第２反応材２６のＮＨ３再生可能温度も第１反応材１６のＮＨ３再生可能温度よりも低い。よって、排気ガスの熱により第１反応器１２が加熱されると、第１反応器１２を介して第２反応器２２も加熱される。このとき、第２反応器２２の第２反応材２６は第１反応器１２の第１反応材１６よりも再生可能温度が低いので、第２反応器２２が第１反応器１２を介して加熱されたとしても、十分に第２反応材２６からＮＨ３を脱離させて、第２貯蔵器２１にＮＨ３を回収することができる。つまり、第１反応器１２で上記の反応式（Ａ２）における右辺から左辺の反応（再生反応）が起こっているときには、第２反応器２２においても上記の反応式（Ａ１）における右辺から左辺の反応（再生反応）が起こっている。このように、第２反応器２２は、第１反応器１２に比べてＮＨ３の再生反応が起こり易い。第２反応材２６から脱離したＮＨ３は、第２反応器２２から第２供給管２３を通って第２貯蔵器２１に戻り、第２貯蔵器２１の吸着材２５に物理吸着（回収）される。
【００４２】
排気ガスからの熱によって第１反応器１２が暖められ、第１反応器１２内の温度がＮＨ３再生可能温度Ｂに達したとき、第１反応材１６からＮＨ３が脱離する。つまり、上記の反応式（Ａ２）における右辺から左辺の反応（再生反応）が起こる。そして、第１反応材１６から脱離したＮＨ３は、第１反応器１２から第１供給管１３を通って第１貯蔵器１１に戻り、第１貯蔵器１１の吸着材１５に物理吸着（回収）される。
【００４３】
続いて、暖機時におけるコントローラ３０による第１バルブ１４及び第２バルブ２４の制御方法を、より具体的に説明する。まず、コントローラ３０は、例えばエンジンの始動と同時に、第２バルブ２４の開制御を行う。なお、コントローラ３０は、エンジンの始動と同時ではなく、排気ガスの温度がある程度高くなってから、例えば排気ガスの温度が１２０℃程度となってから、第２バルブ２４の開制御を行ってもよい。排気ガスの温度を示す情報は、前述の排気ガス温度センサからコントローラ３０へ出力される。
【００４４】
その後、コントローラ３０は、所定のタイミングで第１バルブ１４の開制御を行う。例えば、コントローラ３０は、第２バルブ２４の開制御が行われてから予め設定しておいた所定時間ΔＴ経過後に、第１バルブ１４の開制御を行う。所定時間ΔＴとは、第２バルブ２４の開制御が行われてから、少なくとも第２反応器２２において第２貯蔵器２１からのＮＨ３との化学反応により発熱し、この熱により第１反応器１２が加熱されて予備温度ｔａにまで暖められる（すなわち、第１反応器１２が予備暖機される）のに必要な時間である。
【００４５】
ここで予備温度ｔａとは、少なくとも第２反応器２２における発熱反応が生じる前の第１反応器１２の初期温度ｔｂよりも高い所定の温度である。つまり、第１反応器１２は、第１バルブ１４の開制御が行われる際、第２反応器２２における発熱反応が生じる前よりも、Δｔ（＝ｔａ−ｔｂ）だけ暖められた状態とされている。すなわち、第１反応器１２は、予備暖機されている。
【００４６】
これにより、第１バルブ１４の開制御が行われる際には、初期温度ｔｂよりも高い予備温度ｔａにまで第１反応器１２が予備暖機された状態になっている。このため、第１反応器１２によるＤＯＣ４の暖機を行うために第１反応器１２自体を所定温度ｔｃまで暖める必要があると仮定すると（ただし、ｔｃ＞ｔａ＞ｔｂ）、初期温度ｔｂから所定温度ｔｃまで上昇させるのに必要な熱量に比べて、予備温度ｔａから所定温度ｔｃまで上昇させるのに必要な熱量は少ない。すなわち、第１反応器１２が予備暖機されることにより、第１反応器１２自体を暖めるのに必要な熱量を減らすことができる。よって、第１反応器１２における発熱反応により生じた熱を、第１反応器１２自体を暖めるのに殆ど費やすことなく、加熱対象であるＤＯＣ４の加熱へ有効利用することができる。予備温度ｔａが高いほど、第１反応器１２はより高い温度に予備暖機され、第１反応器１２自体を暖めるのに必要な熱量をより減らすことができる。
【００４７】
ここで、コントローラ３０が第１バルブ１４の開制御を行うタイミングは、第２バルブ２４の開制御が行われてから所定時間ΔＴ経過後に限られない。例えば、第１反応器１２の温度に基づき、第１バルブ１４の開制御を行ってもよい。すなわち、コントローラ３０は、温度センサ４０から出力された第１反応器１２の温度情報が示す第１反応器１２の温度が、例えば前述した予備温度ｔａとなったときに第１バルブ１４の開制御を行ってもよい。予備温度ｔａは、実験等により決定され、予め設定されていてもよい。
【００４８】
また、第２バルブ２４が開制御され、第２貯蔵器２１から第２反応器２２へＮＨ３が供給されると、第２貯蔵器２１内のＮＨ３が減り、第２貯蔵器２１内の圧力が減少する。よって、コントローラ３０は、第２貯蔵器２１内の圧力に基づき、第１バルブ１４の開制御を行ってもよい。すなわち、コントローラ３０は、圧力センサ４１から出力された圧力情報が示す第２貯蔵器２１内の圧力が、例えば所定の圧力以下となったときに第１バルブ１４の開制御を行ってもよい。所定の圧力とは、例えば少なくとも第２反応器２２における発熱反応が生じる前の第２反応器２２の圧力よりも低い圧力である。
【００４９】
次に、図３を参照して、化学蓄熱装置１０における動作の一例について説明する。ここでは、暖機時における化学蓄熱装置１０の動作について説明する。図３は、図１に示すコントローラ３０の処理手順として暖機時における第１バルブ１４及び第２バルブ２４の開閉制御処理手順の一例を示すフロー図である。
【００５０】
車両停止中、すなわちエンジン２の停止中は、第１バルブ１４及び第２バルブ２４は閉じられている。したがって、第１貯蔵器１１において吸着材１５からＮＨ３が分離していても、第１供給管１３を通ってＮＨ３が第１反応器１２に供給されない。同様に、第２貯蔵器２１において吸着材２５からＮＨ３が分離していても、第２供給管２３を通ってＮＨ３が第２反応器２２に供給されない。
【００５１】
図３に示すように、コントローラ３０は、エンジン２が始動したか否かを判定する（Ｓ１）。Ｓ１にてエンジン２が始動していないと判定されると（Ｓ１；ＮＯ）、Ｓ１に戻り、エンジン２が始動したと判定されるまでＳ１の判定が繰り返される。Ｓ１にてエンジン２が始動したと判定されると（Ｓ１；ＹＥＳ）、コントローラ３０は、第２バルブ２４の開制御を行う（Ｓ２）。これにより、第２バルブ２４が開かれる。このとき、第２貯蔵器２１内の圧力が第２反応器２２内の圧力よりも高く、ＮＨ３が第２貯蔵器２１から第２供給管２３を通って第２反応器２２へ供給される。そして第２反応器２２では、供給されたＮＨ３と第２反応材２６とが化学反応して熱が生じる。この熱によって第１反応器１２が予備暖機される。
【００５２】
Ｓ２に続き、コントローラ３０は、第２バルブ２４が開かれてから所定時間ΔＴが経過したか否かを判定する（Ｓ３）。Ｓ３にて所定時間ΔＴが経過していないと判定されると（Ｓ３；ＮＯ）、Ｓ３に戻り、所定時間ΔＴが経過したと判定されるまでＳ３の判定が繰り返される。Ｓ３にて所定時間ΔＴが経過したと判定されると（Ｓ３；ＹＥＳ）、コントローラ３０は、第１バルブ１４の開制御を行う（Ｓ４）。これにより、第１バルブ１４が開かれる。このとき、第１貯蔵器１１内の圧力が第１反応器１２内の圧力よりも高く、ＮＨ３が第１貯蔵器１１から第１供給管１３を通って第１反応器１２へ供給される。そして第１反応器１２では、供給されたＮＨ３と第１反応材１６とが化学反応して熱が生じる。この熱によってＤＯＣ４が暖機される。
【００５３】
Ｓ４にて第１バルブ１４の開制御が行われる際には、第１反応器１２が第２反応器２２によって予備暖機された状態であるので、第１反応器１２自体を暖めるのに必要な熱量を減らすことができる。よって、第１反応器１２における発熱反応により生じた熱を、加熱対象であるＤＯＣ４の加熱へ効果的に利用することができる。以上により、発熱反応時におけるコントローラ３０の制御が終了する。
【００５４】
以上、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０によれば、コントローラ３０により、ＤＯＣ４の加熱時において、第２供給制御が行われた後、第１供給制御が行われる。よって、第１貯蔵器１１から第１反応器１２へＮＨ３が供給される前に、まず第２貯蔵器２１から第２反応器２２へＮＨ３が供給され、第２反応器２２においてＮＨ３と第２反応材２６とが化学反応し、熱が発生する。この熱により、第２反応器２２と接触する第１反応器１２が加熱される。すなわち、第１反応器１２における発熱反応が生じる前に、第２反応器２２における発熱反応を生じさせ、当該発熱反応により生じた熱によって第１反応器１２を予備暖機することができる。その後、第１貯蔵器１１からＮＨ３が第１反応器１２へ供給され、第１反応器１２においてＮＨ３と第１反応材１６とが化学反応し、熱が発生する。この際、第１反応器１２は予備暖機されているので、第１反応器１２自体を加熱するのに必要な熱量を減らすことができる。その結果、第１反応器１２において発生した熱を、効果的にＤＯＣ４の加熱に用いることができる。以上より、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０では、発熱反応時における暖機性能の低下を抑制することができる。
【００５５】
本実施形態に係る化学蓄熱装置１０において、第２反応材２６の発熱温度は、第１反応材１６の発熱温度より低い。よって、ＤＯＣ４から第１反応器１２に加えられる熱で第１反応材１６からＮＨ３を脱離させて再生を行うと同時に、ＤＯＣ４から第１反応器１２を介して第２反応器２２に加えられる熱で第２反応材２６からＮＨ３を脱離させて再生を行うことができる。
【００５６】
本実施形態に係る化学蓄熱装置１０において、コントローラ３０は、ＤＯＣ４の加熱時において、第２供給制御としての第２バルブ２４の開制御を行ってから所定時間ΔＴ経過後に、第１供給制御としての第１バルブ１４の開制御を行う。よって、例えば第２バルブ２４の開制御を行ってから、第２反応器２２における発熱反応により生じた熱により第１反応器１２自体を予備暖機するのに十分な時間が確実に経過した後に、第１バルブ１４の開制御を行うことができる。よって、第１反応器１２自体を加熱するのに必要な熱量をより確実に減らすことができる。その結果、第１反応器１２において発生した熱を、より効果的にＤＯＣ４の加熱に用いることができる。以上より、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０では、発熱反応時における暖機性能の低下をより確実に抑制することができる。
【００５７】
本実施形態に係る化学蓄熱装置１０において、第１反応材１６と第２反応材２６とを同じ材料とする場合、コントローラ３０は、第１反応器１２における化学反応時の反応圧力と第２反応器２２における化学反応時の反応圧力とが互いに異なるように制御する。このように制御することで、同じ材料を用いても、第２反応材２６の発熱温度を第１反応材１６の発熱温度よりも低くすることができる。
【００５８】
本実施形態に係る化学蓄熱装置１０において、貯蔵器は、第１貯蔵器１１と第２貯蔵器２１とを備えている。よって、第１反応器１２へ供給されるＮＨ３と、第２反応器２２へ供給されるＮＨ３とがそれぞれ独立した貯蔵器に貯蔵されるので、第１供給制御及び第２供給制御を好適に行うことができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、図４を参照して、第２実施形態に係る化学蓄熱装置について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る化学蓄熱装置を示す図である。
【００６０】
第２実施形態に係る化学蓄熱装置１０Ａは、第１実施形態に係る化学蓄熱装置１０と同様、反応媒体としてＮＨ３を用いて、可逆的な化学反応を利用して、外部エネルギーレスで加熱対象であるＤＯＣ４を加熱（暖機）する。また、化学蓄熱装置１０Ａは、第１実施形態に係る化学蓄熱装置１０と同様、第１反応器１２と、第１供給管１３と、第１バルブ１４と、第２反応器２２と、第２供給管２３と、第２バルブ２４と、温度センサ４０と、圧力センサ４１と、コントローラ３０とを有している。
【００６１】
図４に示すように、第２実施形態に係る化学蓄熱装置１０Ａが第１実施形態に係る化学蓄熱装置１０と異なる点は、第１実施形態に係る第１貯蔵器１１と第２貯蔵器２１とが一つの貯蔵器２０として共通に構成されている点である。以下、第２実施形態に係る化学蓄熱装置１０Ａにおける第１実施形態に係る化学蓄熱装置１０と相違する点について主に説明する。
【００６２】
貯蔵器２０は、第１実施形態における第１貯蔵器１１及び第２貯蔵器２１と同様、反応媒体であるＮＨ３の物理吸着による保持及びＮＨ３の脱離が可能な吸着材を含んでいる。吸着材としては、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。貯蔵器２０は、ＮＨ３を吸着材に物理吸着させることで、ＮＨ３を貯蔵する。
【００６３】
貯蔵器２０は、第１反応器１２及び第２反応器２２の二つの反応器と、それぞれ第１供給管１３及び第２供給管２３によって接続されている。すなわち、貯蔵器２０と第１反応器１２とが第１供給管１３によって接続されていると共に、貯蔵器２０と第２反応器２２とが第２供給管２３によって接続されている。
【００６４】
第１供給管１３は、第１反応器１２と貯蔵器２０との間をＮＨ３が流通可能となる供給流路を構成している。第１バルブ１４は、第１反応器１２と貯蔵器２０との間でＮＨ３の流路を開閉させるバルブである。第１反応器１２においては、貯蔵器２０から第１供給管１３を通ってＮＨ３が供給されると、当該ＮＨ３と第１反応材１６とが化学反応して、熱が発生する。
【００６５】
第２供給管２３は、第２反応器２２と貯蔵器２０との間をＮＨ３が流通可能となる供給流路を構成している。第２バルブ２４は、第２反応器２２と貯蔵器２０との間でＮＨ３の流路を開閉させるバルブである。第２反応器２２においては、貯蔵器２０から第２供給管２３を通ってＮＨ３が供給されると、当該ＮＨ３と第２反応材２６とが化学反応して、熱が発生する。
【００６６】
本実施形態においても、第１反応材１６の発熱温度が第２反応材２６の発熱温度よりも高くなるように、第１反応器１２及び第２反応器２２が構成されている。ここで、コントローラ３０は、第２バルブ２４の開制御を行った後に、第１バルブ１４の開制御を行うので、第２バルブ２４が第１バルブ１４よりも先に開かれる。これにより、貯蔵器２０からのＮＨ３は、まず第２反応器２２に供給された後、第１反応器１２に供給される。よって、第２反応器２２に供給されるＮＨ３の圧力は、第１反応器１２に供給されるＮＨ３の圧力よりも高圧である。
【００６７】
このため、第２反応材２６としては、第１反応器１２内の圧力よりも高い圧力下における発熱温度が第１反応材１６よりも低い材料が用いられる。第１反応材１６としては、第２反応器２２内の圧力よりも低い圧力下における発熱温度が第２反応材２６よりも高い材料が用いられる。一般的に、同じ材料のときには、高い圧力下におけるほど反応材の発熱温度は高い。よって、本実施形態では、第１反応材１６と第２反応材２６とは同じ材料ではなく、互いに異なる材料が用いられる。
【００６８】
圧力センサ４１は、貯蔵器２０内の圧力を検出する。圧力センサ４１により検出された貯蔵器２０内の圧力情報は、コントローラ３０に出力される。
【００６９】
次に、図５を参照し、本実施形態に係るコントローラ３０による第１バルブ１４及び第２バルブ２４の制御方法をより具体的に説明する。図５は、図４に示すコントローラ３０による第１バルブ１４及び第２バルブ２４の開閉制御のタイミングの一例を示すグラフである。図５の横軸は時間ｔを示し、図５の縦軸は貯蔵器２０内の圧力Ｐを示す。
【００７０】
車両停止中（エンジン２の停止中）は、第１バルブ１４及び第２バルブ２４は閉じられている。したがって、貯蔵器２０において吸着材からＮＨ３が分離していても、第１供給管１３を通ってＮＨ３が第１反応器１２に供給されない。同様に、第２供給管２３を通ってＮＨ３が第２反応器２２に供給されない。このとき、貯蔵器２０内の圧力ＰはＰａとなっている。
【００７１】
図５に示すように、コントローラ３０は、エンジン２が始動するとき（時間ｔ＝ｔ１、圧力Ｐ＝Ｐａ）、第２バルブ２４の開制御を行う。これにより、第２バルブ２４が開かれると、貯蔵器２０から第２反応器２２に第２供給管２３を通ってＮＨ３が供給されることにより、貯蔵器２０内のＮＨ３が減少し、貯蔵器２０内の圧力ＰがＰａから減少する。
【００７２】
貯蔵器２０内から第２反応器２２へのＮＨ３の供給量が最大供給量となると、貯蔵器２０内から第２反応器２２へＮＨ３がそれ以上供給されなくなるので、貯蔵器２０内の圧力Ｐは、最大供給量になったときの圧力Ｐｂに保たれる。これにより、第２反応器２２において発熱反応が起こり、第２反応器２２で発生した熱により、第１反応器１２が予備暖機される。
【００７３】
コントローラ３０は、第１反応器１２の予備暖機後、すなわち時間ｔ＝ｔ２になり第１バルブ１４が開かれてから所定時間ΔＴが経過すると、第１バルブ１４の開制御を行う。これにより、第１バルブ１４が開かれると、貯蔵器２０から第１反応器１２に第１供給管１３を通ってＮＨ３が供給されることにより、貯蔵器２０内のＮＨ３が減少し、貯蔵器２０内の圧力ＰがＰｂから減少する。
【００７４】
貯蔵器２０内から第１反応器１２へのＮＨ３の供給量が最大供給量となると、貯蔵器２０内から第１反応器１２へＮＨ３がそれ以上供給されなくなるので、貯蔵器２０内の圧力Ｐは、最大供給量になったときの圧力Ｐｃに保たれる。これにより、第１反応器１２において発熱反応が起こり、第１反応器１２で発生した熱により、ＤＯＣ４が暖機される。
【００７５】
そして、ＤＯＣ４の暖機によってエンジン２からの排気ガスの温度が所定温度より高くなると、排気ガスの熱がＤＯＣ４を介して第１反応器１２及び第２反応器２２に与えられる。これにより、第１反応器１２及び第２反応器２２の温度が上昇する。第２反応器２２内の温度がＮＨ３再生可能温度に達すると、第２反応材２６からＮＨ３が脱離し、ＮＨ３の再生反応が起こる。
【００７６】
このとき、第２バルブ２４は開いたままであるので、第２反応材２６から脱離したＮＨ３は、第２反応器２２から第２供給管２３を通って貯蔵器２０に戻り、貯蔵器２０の吸着材に物理吸着（回収）される。第２反応器２２から貯蔵器２０にＮＨ３が回収されることにより、貯蔵器２０内の圧力ＰがＰｃから徐々に上昇していく。
【００７７】
コントローラ３０は、時間ｔ＝ｔ３のとき、第２バルブ２４を閉制御する。時間ｔ＝ｔ３は、例えば第２反応器２２から貯蔵器２０へのＮＨ３の回収が満回収となるときである。これにより、第２バルブ２４が閉じられて、貯蔵器２０に回収されたＮＨ３が再び第２供給管２３を通って第２反応器２２に供給されることなく、貯蔵器２０にＮＨ３が確実に回収される。
【００７８】
第１反応器１２及び第２反応器２２の温度が更に上昇し、第１反応器１２内の温度がＮＨ３再生可能温度に達すると、第１反応材１６からＮＨ３が脱離し、ＮＨ３の再生反応が起こる。このとき、第１バルブ１４は開いたままであるので、第１反応材１６から脱離したＮＨ３は、第１反応器１２から第１供給管１３を通って貯蔵器２０に戻り、貯蔵器２０の吸着材に物理吸着（回収）される。第１反応器１２から貯蔵器２０にＮＨ３が回収されることにより、貯蔵器２０内の圧力ＰがＰｂから徐々に上昇していく。
【００７９】
コントローラ３０は、時間ｔ＝ｔ４のとき、第１バルブ１４を閉制御する。時間ｔ＝ｔ４は、例えば第１反応器１２から貯蔵器２０へのＮＨ３の回収が満回収となるときである。これにより、第１バルブ１４が閉じられて、貯蔵器２０に回収されたＮＨ３が再び第１供給管１３を通って第１反応器１２に供給されることなく、貯蔵器２０にＮＨ３が確実に回収される。
【００８０】
以上、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０Ａにおいても、コントローラ３０により、ＤＯＣ４の加熱時において、第２供給制御が行われた後、第１供給制御が行われる。よって、貯蔵器２０から第１反応器１２へＮＨ３が供給される前に、貯蔵器２０から第２反応器２２へＮＨ３が供給され、第２反応器２２においてＮＨ３と第２反応材２６とが化学反応し、熱が発生する。この熱により、第２反応器２２と接触する第１反応器１２が加熱される。すなわち、第１反応器１２における発熱反応が生じる前に、第２反応器２２における発熱反応を生じさせ、当該発熱反応により生じた熱によって第１反応器１２を予備暖機することができる。その後、貯蔵器２０からＮＨ３が第１反応器１２へ供給され、第１反応器１２においてＮＨ３と第１反応材１６とが化学反応し、熱が発生する。この際、第１反応器１２は予備暖機されているので、第１反応器１２自体を加熱するのに必要な熱量を減らすことができる。その結果、第１反応器１２において発生した熱を、効果的にＤＯＣ４の加熱に用いることができる。以上より、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０Ａにおいても、発熱反応時における暖機性能の低下を抑制することができる。
【００８１】
また、本実施形態に係る化学蓄熱装置１０Ａによれば、一つの貯蔵器２０という簡易な構成で、第１反応器１２及び第２反応器２２へＮＨ３を供給し、各反応器１２，２２における発熱反応を実現可能である。また、一つの貯蔵器２０とすることで、各反応器１２，２２に対応する貯蔵器が複数ある場合に比べて省スペース化が可能となる。
【００８２】
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ず、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他に適用してもよい。
【００８３】
上記実施形態では、加熱対象をＤＯＣ４としたが、加熱対象としては、例えばＳＣＲ６等の他の触媒、又は排気管３を流れる排気ガスでもよい。
【００８４】
排気ガス浄化システム１において、エンジン２とＤＯＣ４との間の排気管３に熱交換器が配設されていてもよい。この場合、第１反応器１２は、排気管３における熱交換器が設けられた部分に対応するように排気管３の周囲に配置される。熱交換器は、エンジン２から排出された排気ガスと第１反応器１２との間で熱の伝達を行う。すなわち、加熱対象は熱交換器であってもよい。また、エンジンの排気系に設けられた熱交換器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。
【００８５】
上記実施形態では、第１反応器１２の外周面に沿って第２反応器２２を配置する構成としたが、第１反応器１２が加熱対象を加熱可能に配置され、第２反応器２２が第１反応器１２の外周部に第１反応器１２を加熱可能に配置されているのであれば、他の配置でもよい。
【００８６】
上記実施形態では、第１反応器１２の内筒の板厚及び第２反応器２２の外筒の板厚は、第１反応器１２の外筒１２ａの板厚と略同じとしたが、これに限られない。例えば第２反応器２２に供給されるＮＨ３の圧力が第１反応器１２に供給されるＮＨ３の圧力に比べて高い場合には、第２反応器２２を構成する板厚の方が第１反応器１２を構成する板厚よりも厚くてもよい。
【００８７】
温度センサ４０及び圧力センサ４１の位置は、上記実施形態に限られない。例えば、温度センサ４０は、第１反応器１２内に設けられてもよい。また、化学蓄熱装置１０，１０Ａは、温度センサ４０及び圧力センサ４１を必ずしも備えていなくてもよい。
【００８８】
上記第２実施形態において、第１反応器１２における発熱反応終了後も第１バルブ１４が開いたままとしたが、当該発熱反応終了後に第１バルブ１４を一旦閉じてから、第１反応器１２内のＮＨ３を貯蔵器２０に回収するときに第１バルブ１４を開いてもよい。同様に、第２反応器２２における発熱反応終了後も第２バルブ２４が開いたままとしたが、当該発熱反応終了後に第２バルブ２４を一旦閉じてから、第２反応器２２内のＮＨ３を貯蔵器２０に回収するときに第２バルブ２４を開いてもよい。
【００８９】
第１反応器１２及び第２反応器２２に導入される反応媒体は、ＮＨ３に限られず、例えばＨ２О、アルコール、ＣＯ２等でもよい。
【００９０】
上記実施形態では、化学蓄熱装置は、車両の内燃機関であるディーゼルエンジン２に適用されるとしたが、これに限られない。例えば、化学蓄熱装置は、ガソリンエンジンの排気系に設けられた触媒等の加熱対象を加熱する装置であってもよい。
【００９１】
また、化学蓄熱装置は、エンジンの排気系以外に設けられた加熱対象を加熱する装置であってもよい。そのような加熱対象としては、エンジンオイル、冷却水、又は空気等の種々の熱媒体等であってもよい。このとき、熱媒体が流れる経路上に熱交換器を配置して、その熱交換器を化学蓄熱装置で加熱するとしてもよい。さらに、化学蓄熱装置は、エンジン以外に適用するとしてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１０，１０Ａ…化学蓄熱装置、１１…第１貯蔵器、１６…第１反応材、１２…第１反応器、１３…第１供給管、１４…第１バルブ、２１…第２貯蔵器、２６…第２反応材、２２…第２反応器、２３…第２供給管、２４…第２バルブ、３０…コントローラ（制御部）、２０…貯蔵器、ΔＴ…所定時間。
【図１】
2016148482.tif 000003
【図２】
2016148482.tif 000004
【図３】
2016148482.tif 000005
【図４】
2016148482.tif 000006
【図５】
2016148482.tif 000007