(57)【要約】【課題】加熱器において膨張圧に対するケースの耐圧性を確保しつつ重量増を抑制できる化学蓄熱装置を提供することを課題とする。【解決手段】加熱対象物（例えば、ＤＯＣ４）を加熱する化学蓄熱装置であって、加熱対象物の外周部に配置され、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１１ａをケース１１ｂ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、所定の厚みを有する板状の部材であり、ケース１１ｂの外周面１１ｃに所定間隔を空けて配置される複数の補強部材２３と、複数の補強部材２３を支持する支持部（例えば、フランジ２０，２１及び外筒２２）とを備える。【選択図】図３
2016023868.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、
前記加熱対象物の外周部に配置され、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、
所定の厚みを有する板状の部材であり、前記ケースの外周面に所定間隔を空けて配置される複数の補強部材と、
前記複数の補強部材を支持する支持部と、
を備える、化学蓄熱装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記ケースの外周面と対向する内周面を有する筒状の外筒と、前記外筒の軸方向の両端にそれぞれ配置されるフランジとを有し、
前記複数の補強部材は、前記ケースの外周面と前記外筒の内周面との間に配置され、
前記外筒の両端部は、前記フランジにそれぞれ取り付けられる、請求項１に記載の化学蓄熱装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記ケースの外周面に沿って一方向に延在する前記複数の補強部材を保持する一対のフランジを有し、
前記補強部材の両端部は、前記フランジにそれぞれ取り付けられる、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】
化学蓄熱装置には、加熱対象物を外周側から加熱するものがある。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環状のケースに収容した加熱器が配置され、蓄熱材とアンモニアとが化学反応して発生した熱により外周側から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】
蓄熱材は、アンモニアと化学反応すると膨張する。この膨張による圧力が蓄熱材を収容するケースに付加されるので、ケースには膨張圧に耐える構造が必要となる。この耐圧構造として環状のケースの板厚を厚くした場合、ケースの重量が増加することとなり、結果として加熱器の重量が増大する。そこで、本技術分野においては、加熱器において膨張圧に対するケースの耐圧性を確保しつつ重量増を抑制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】
【０００５】
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、加熱対象物の外周部に配置され、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、所定の厚みを有する板状の部材であり、ケースの外周面に所定間隔を空けて配置される複数の補強部材と、複数の補強部材を支持する支持部とを備える。
【０００６】
この化学蓄熱装置は、加熱器のケースの外周面に複数の補強部材が配置されているので、ケースに蓄熱材の膨張圧が付加されても、複数の補強部材によってケースを外周側から抑えることができる。そのため、膨張圧に対する耐圧性を確保でき、ケースの板厚を厚くする必要がない。したがって、この化学蓄熱装置は、加熱器において膨張圧に対するケースの耐圧性を確保しつつ重量増を抑制できる。
【０００７】
一実施形態の化学蓄熱装置では、支持部は、ケースの外周面と対向する内周面を有する筒状の外筒と、外筒の軸方向の両端にそれぞれ配置されるフランジとを有し、複数の補強部材は、ケースの外周面と外筒の内周面との間に配置され、外筒の両端部は、フランジにそれぞれ取り付けられる。この構成により、両端部がフランジで固定された外筒によって複数の補強部材をしっかりと支持できる。また、外筒によってケースの外側に空間を形成できるので、加熱器からの放熱を抑制でき、断熱効果がある。
【０００８】
一実施形態の化学蓄熱装置では、支持部は、ケースの外周面に沿って一方向に延在する複数の補強部材を保持する一対のフランジを有し、補強部材の両端部は、フランジにそれぞれ取り付けられる。この構成により、両端のフランジで複数の補強部材を直接支持できる。また、外筒が無いので、重量増を更に抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加熱器において膨張圧に対するケースの耐圧性を確保しつつ重量増を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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１に示すＤＯＣとヒータ周辺の斜視図である。
【図３】図１に示すＤＯＣとヒータ周辺の断面図であり、（ａ）が側断面図であり、（ｂ）が正断面図である。
【図４】他の実施形態に係るＤＯＣとヒータ周辺の断面図であり、（ａ）が側断面図であり、（ｂ）が正断面図である。
【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[SelectiveCatalytic 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おり、この化学蓄熱装置によりＤＯＣを外周側から加熱する。
【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や下流側が規定される。
【００１５】
ＤＯＣ４は、排気ガス中に含まれるＨＣやＣＯ等を酸化する触媒である。このＤＯＣ４の構造については、後で説明する。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、インジェクタ６ａによって排気管３内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の始動直後などは、エンジン２から排出された直後の排気ガスの温度は比較的低温であり、その活性温度より低い場合がある。そこで、エンジン２の始動直後などでも、各触媒４，６，７で浄化能力を発揮させるために、各触媒４，６，７での温度を迅速に活性温度にする必要がある。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の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（排熱）を蓄熱材から脱離した反応媒体に蓄えておく。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、エンジン２から排気ガスが流れる最も上流に位置する触媒であるＤＯＣ４を外周側から暖機する。最も上流のＤＯＣ４を暖機することによって、暖機で昇温した排気ガスが下流の触媒（ＳＣＲ６、ＡＳＣ７）の内部にも流れ、下流の触媒も暖機できる。この実施形態では、ＤＯＣ４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〜図３を参照して、ＤＯＣ４と化学蓄熱装置１０について詳細に説明する。図２は、ＤＯＣ４と化学蓄熱装置１０のヒータ周辺の斜視図である。図３は、ＤＯＣ４と化学蓄熱装置１０のヒータ周辺の断面図であり、（ａ）が側断面図であり、（ｂ）が正断面図である。
【００２０】
ＤＯＣ４は、ハニカム基材４ａに酸化触媒が担持された構造である。ハニカム基材４ａは、円柱形状である。ハニカム基材４ａは、配管４ｂ内に配設されている。配管４ｂは、円筒形状である。配管４ｂの内径は、ハニカム基材４ａの外径に応じた径である。ＤＯＣ４（ハニカム基材４ａ）は上流側や下流側の排気管３よりも大きい径を有しているので、配管４ｂの径も排気管３の径よりも大きい。配管４ｂの排気ガスの流れる方向の長さは、ハニカム基材４ａの長さよりも長い長さである。配管４ｂの材料は、排気管３と同じ材料であり、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ等）である。
【００２１】
径が異なる排気管３に接続するために、配管４ｂの上流側と下流側にはコーン部３ａ，３ａが配設されている。コーン部３ａは、配管４ｂを排気管３に繋ぐ部分であり、径が徐々に変化する部材である。コーン部３ａと配管４ｂとを接続するために、配管４ｂの上流端にはフランジ２０が設けられ、下流端にはフランジ２１が設けられている。フランジ２０，２１は、所定の厚みを有する円環状の部材である。フランジ２０，２１の内径は、配管４ｂの径と同程度の径である。配管４ｂは、上流端部がフランジ２０の内周端部に溶接やロウ付け等で接合され、下流端部がフランジ２１の内周端部に接合されている。フランジ２０，２１には、周方向に沿って複数のボルト孔２０ａ，２１ａがそれぞれ形成されている。ボルト孔２０ａ．２１ａは、フランジ２０，２１と各コーン部３ａのフランジとをボルトで締結するための孔である。
【００２２】
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等を備えている。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。
【００２３】
ヒータ１１は、ＤＯＣ４（ハニカム基材４ａ）を収容する配管４ｂの外周面の全周に配設される。ヒータ１１は、断面形状がＤＯＣ４を囲む円環状である。ヒータ１１は、蓄熱材１１ａを有しており、この蓄熱材１１ａがケース１１ｂに収容されている。ヒータ１１では、アンモニアと蓄熱材１１ａとが化学反応（化学吸着または配位結合）して、熱を発生させる。また、ヒータ１１では、排気ガスの排熱を受けて蓄熱材１１ａが所定温度以上になると蓄熱材１１ａとアンモニアとが脱離して、アンモニアを放出し、アンモニアの回収が可能となる。この所定温度は、ヒータ１１で用いられる蓄熱材１１ａと反応媒体との組み合わせなどによって決まる。
【００２４】
蓄熱材１１ａは、配管４ｂの外周面の全周に接するように配設される。蓄熱材１１ａが配置される箇所は、配管４ｂ内にハニカム基材４ａが配置される箇所を十分に含む箇所である。蓄熱材１１ａ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、ＤＯＣ４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。なお、蓄熱材１１ａには、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、カーボンファイバ、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、高分子ファイバである。
【００２５】
ケース１１ｂは、ヒータ１１の外周面及びヒータ１１の上流端と下流端の各側面を構成するケースである。ヒータ１１の内周面は、配管４ｂの一部で構成される。ケース１１ｂの具体的な構造としては、例えば、上流端の円環状プレートと下流端の円環状プレートが配管４ｂに嵌められ、各環状プレートの内周端部と配管４ｂとが溶接やロウ付け等で接合され、この上下流端の環状プレート間に円筒部材が配置され、円筒部材の両端部と各環状プレートの外周端部とが接合された構造である。ケース１１ｂは、配管４ｂとの間で密閉された空間を形成し、その中に蓄熱材１１ａを封入している。このように、蓄熱材１１ａは密閉空間内に封入されているので、アンモニアと繰り返し化学反応できる。ケース１１ｂの材料は、例えば、ステンレス鋼である。ケース１１ｂの板厚は、軽量化のために薄く、例えば、１ｍｍである。
【００２６】
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１１ａ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やメソポーラスアルミナ等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。
【００２７】
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。接続管１３のヒータ１１側の一端部は、ケース１１ｂの外周面１１ｃを貫通して、外周面１１ｃの開口部に繋がっている。
【００２８】
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]等の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。
【００２９】
ヒータ１１では、蓄熱材１１ａがアンモニアと化学反応すると膨張する。蓄熱材１１ａが膨張すると、蓄熱材１１ａの周辺に膨張による圧力を付加する。この膨張圧は、ケース１１ｂの外周面１１ｃや各側面１１ｄ，１１ｄに付加される。特に、ケース１１ｂの外周面１１ｃ側は、側面１１ｄ側に比べて膨張圧を受ける面積が非常に大きいので、膨張圧によって撓みやすい。そこで、ケース１１ｂの外周面１１ｃ側の膨張圧に対する耐圧性を確保するために、化学蓄熱装置１０は、外周面１１ｃを補強する補強構造を有している。以下に、この補強構造について説明する。
【００３０】
この補強構造は、外筒２２、複数の補強部材２３及び上記の一対のフランジ２０，２１によって構成される。この実施形態では、外筒２２及びフランジ２０，２１が特許請求の範囲に記載の支持部に相当し、外筒２２が特許請求の範囲に記載の外筒に相当し、フランジ２０，２１が特許請求の範囲に記載のフランジに相当し、補強部材２３が特許請求の範囲に記載の補強部材に相当する。
【００３１】
外筒２２は、複数の補強部材２３を支持するための部材の一つである。外筒２２は、ケース１１ｂの外周側に配置される。外筒２２は、ケース１１ｂの外周面１１ｃと対向する内周面を有する円筒形状である。外筒２２の厚みは、軽量化のために薄く、例えば、１ｍｍである。外筒２２の内径は、配管４ｂの外径にヒータ１１及び補強部材２３の径方向の長さ分を加えた径である。外筒２２の排気ガスの流れる方向の長さは、配管４ｂよりも若干長い長さである。外筒２２の材料は、例えば、ステンレス鋼である。外筒２２の軸方向（排気ガスが流れる方向に相当）の両端には、フランジ２０，２１がそれぞれ配置されている。外筒２２は、上流端部がフランジ２０に取り付けられ、下流端部がフランジ２１に取り付けられる。
【００３２】
補強部材２３は、ケース１１ｂの外周面１１ｃを外側から補強する部材である。補強部材２３は、外周面１１ｃと外筒２２の内周面との間に配置され、排気ガスが流れる方向に延在する。補強部材２３は、板状の部材である。補強部材２３の厚みは、軽量化のために薄く、例えば、１ｍｍである。補強部材２３の幅（径方向の長さ）は、補強部材２３の厚み以上の長さである。補強部材２３の排気ガスの流れる方向の長さは、ケース１１ｂの排気ガスの流れる方向の長さと同程度の長さである。補強部材２３の材料は、外筒２２と同じ材料であり、例えば、ステンレス鋼である。複数の補強部材２３は、外筒２２の内周面側に設けられ、周方向に沿って等角度間隔を空けて配置される。補強部材２３は、外筒２２に一体で設けられてもよいし、別体で設けられてもよい。一体の場合、補強部材２３は、外筒２２の内周面にリブとして一体で形成される。別体の場合、補強部材２３は、外筒２２の内周面に溶接やロウ付け等で接合される。なお、補強部材２３は、ケース１１ｂの外周面１１ｃに溶接やロウ付け等で接合されてもよい。
【００３３】
なお、補強部材２３の個数や厚み及び幅は、ケース１１ｂの外周面１１ｃに付加される膨張圧に対する耐圧設計で適宜決めればよい。膨張圧は、ヒータ１１内の蓄熱材１１ａの量やケース１１ｂの内部の容積等によって変わる。図３に示す例の場合、補強部材２３の個数が８個であり、８個の補強部材２３が４５°間隔で配置されている。外筒２２の径は、補強部材２３の先端がケース１１ｂの外周面１１ｃに接触する位置になるように設定される。
【００３４】
フランジ２０，２１は、複数の補強部材２３を支持するための部材としても機能する。そのために、フランジ２０，２１には、ボルト孔２０ａ，２１ａよりも外周側に溝２０ｂ，２１ｂが形成されている。溝２０ｂ，２１ｂは、外筒２２の各端部を嵌め込むための溝である。溝２０ｂ，２１ｂは、外筒２２の形状に応じた円環状の溝であり、外筒２２の厚みに応じた幅を有する。フランジ２０，２１の各溝２０ｂ，２１ｂに外筒２２の各端部が嵌め込まれることによって、外筒２２がフランジ２０，２１に取り付けられる。したがって、複数の補強部材２３は、両端部がフランジ２０，２１で固定された外筒２２によって支持される。なお、外筒２２のフランジ２０，２１への取り付け方法としては、溶接やロウ付け等の他の方法でもよい。
【００３５】
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。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内の圧力がヒータ１１内の圧力よりも高く、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、接続管１３の一端部からヒータ１１のケース１１ｂの内部に供給される。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。
【００３６】
ヒータ１１では、この供給された量のアンモニアと蓄熱材１１ａとが化学反応して熱を発生する。この熱は、ヒータ１１を暖めると配管４ｂに伝わり、伝熱効果によって配管４ｂの内部のハニカム基材４ａにまで伝わる。この加熱により、ハニカム基材４ａに担持されるＤＯＣ４の触媒が昇温するとともに、ハニカム基材４ａの内部を流れる排気ガスも昇温する。さらに、この昇温された排気ガスが下流側に流れ、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。
【００３７】
特に、ケース１１ｂ内の蓄熱材１１ａは、アンモニアと化学反応するとその体積を膨張させる。この膨張による圧力が、ケース１１ｂに付加される。ケース１１ｂの外周面１１ｃは膨張圧によって外側に撓み易いが、外周面１１ｃの外側には複数の補強部材２３が等間隔で配置されているので、この複数の補強部材２３によって外周面１１ｃを外側から均等に抑えることができる。そのため、膨張圧による外周面１１ｃの撓みは、抑制される。この際、複数の補強部材２３は、ケース１１ｂの外周面１１ｃと外筒２２とで挟持された状態である。ケース１１ｂの各側面１１ｄは、膨張圧によって殆ど撓まない。また、ヒータ１１の内周面となる配管４ｂは、内部のハニカム基材４ａで支持されているので、膨張圧によって殆ど撓まない。その結果、蓄熱材１１ａが膨張しても、ケース１１ｂと配管４ｂで形成される空間内で拘束できる。
【００３８】
なお、補強部材２３は、板厚が薄い部材なので、外周面１１ｃに接触する面積が小さい。そのため、補強部材２３は、外周面１１ｃを介して圧力を受けても、変形し難く。したがって、補強部材２３によって、外周面１１ｃを確実に抑えることができる。
【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１１ａ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、ヒータ１１内の圧力がストレージ１２内の圧力よりも高く、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１１ａとアンモニアの組み合わせによって決まる蓄熱材１１ａ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、薄い板状の複数の補強部材２３とそれを支持するための薄い外筒２２及びフランジ２０，２１からなる補強構造により、ヒータ１１における膨張圧に対する耐圧性を確保でき、ケース１１ｂの板厚を厚くする必要がない。その結果、ヒータ１１において膨張圧に対するケース１１ｂの耐圧性を確保しつつ重量増を抑制できる。
【００４１】
また、化学蓄熱装置１０によれば、複数の補強部材２３が設けられる外筒２２の両端部を各フランジ２０，２１に取り付けることにより、両端部がフランジ２０，２１で固定された外筒２２で複数の補強部材２３をしっかりと支持できる。また、化学蓄熱装置１０によれば、外筒２２によってケース１１ｂの外側に空間を形成できるので、ヒータ１１からの放熱を抑制でき、断熱効果がある。
【００４２】
なお、従来の化学蓄熱装置の場合、ヒータのケースは、膨張圧に対する耐圧性を確保するために、少なくとも外周面の板厚を厚くする必要がある（例えば、板厚を４ｍｍ）。ケースの外周面は、円筒状であるので、板厚が厚いとその体積が非常に大きくなる。そのため、ケース（ヒータ）の重量が増大し、従来の化学蓄熱装置では耐圧性を確保するために重量増を招いていた。このような従来の化学蓄熱装置での重量増に比べて、化学蓄熱装置１０では重量増を抑制できる。
【００４３】
ケース１１ｂの外周面１１ｃを補強する補強構造としては、外筒が無い構造のものを適用してもよい。図４を参照して、この他の実施形態の補強構造について説明する。図４は、他の実施形態に係るＤＯＣ４とヒータ１１周辺の断面図であり、（ａ）が側断面図であり、（ｂ）が正断面図である。
【００４４】
この補強構造は、一対のフランジ３０，３１、複数の補強部材３３によって構成される。この実施形態では、一対のフランジ３０，３１が特許請求の範囲に記載の支持部及び一対のフランジに相当し、補強部材３３が特許請求の範囲に記載の補強部材に相当する。
【００４５】
補強部材３３は、ケース１１ｂの外周面１１ｃを外側から補強する部材である。補強部材３３は、上記の補強構造の補強部材２３と同様の板状の部材であるが、以下に示す点が異なる。補強部材３３の排気ガスの流れる方向の長さは、配管４ｂよりも若干長い長さである。複数の補強部材３３は、ケース１１ｂの外周面１１ｃに設けられ、周方向に沿って等角度間隔を空けて配置される。補強部材３３は、外周面１１ｃの外面側に溶接やロウ付け等で接合される。なお、補強部材３３を外周面１１ｃに一体で形成することが可能であれば、一体でもよい。また、補強部材３３が外周面１１ｃに結合していない構成としてもよい。
【００４６】
フランジ３０，３１は、複数の補強部材３３を支持するための部材としても機能する。そのために、フランジ３０，３１には、ボルト孔３０ａ，３１ａよりも外周側に溝３０ｂ，３１ｂが複数形成されている。溝３０ｂ，３１ｂは、補強部材３３の各端部を嵌め込むための溝である。溝３０ｂ，３１ｂは、補強部材３３の形状に応じた矩形状の溝である。フランジ３０，３１の複数の各溝３０ｂ，３１ｂに複数の補強部材３３の各端部がそれぞれ嵌め込まれることによって、複数の補強部材３３がフランジ３０，３１に取り付けられて、支持される。
【００４７】
この他の実施形態の補強構造を適用した場合でも、薄い板状の複数の補強部材３３とそれを支持するためのフランジ３０，３１からなる補強構造により、ヒータ１１における膨張圧に対する耐圧性を確保でき、その耐圧性を確保するための重量増を抑制できる。特に、この補強構造を適用した場合、複数の補強部材３３の各両端部をフランジ３０，３１に取り付けることにより、両端のフランジ３０，３１で複数の補強部材３３を直接支持できる。また、外筒が無いので、重量増を更に抑制できる。
【００４８】
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。
【００４９】
例えば、上記実施形態では触媒として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したが、他の構成の排気ガス浄化システムに適用してもよく、例えば、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や、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。
【００５０】
また、上記実施形態では加熱対象物としてＤＯＣとしたが、加熱対象物としては他のものでよく、例えば、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し、あるいは、ＤＯＣの上流側に熱交換器を設け、その熱交換器を加熱対象物としてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態で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。
【００５２】
また、上記実施形態では外筒が有する補強構造の場合には補強部材の長さをケースと同程度の長さとしたが、これ以外の長さとしてもよい。例えば、補強部材の長さを外筒と同じ長さとし、補強部材の両端部もフランジに形成された溝に嵌め込むようにしてもよい。この構成の場合、補強部材がフランジで直接支持されるので、補強部材を強固に支持できる。また、補強部材による補強性能が損なわれない範囲内で補強部材の長さをケースの長さよりも短くしてもよい。この場合、補強部材の重量を低減できる。
【００５３】
また、上記実施形態では補強部材を排気ガスが流れる方向に延在する平板状の部材としたが、補強部材をケースの外周面を取り囲む方向に延在する環状の部材としてもよい。この環状の補強部材の場合、外筒と一対のフランジによって支持される。
【符号の説明】
【００５４】
１…排気ガス浄化システム、２…エンジン、３…排気管、３ａ…コーン部、４…ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、４ａ…ハニカム基材、４ｂ…配管、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）、６ａ…インジェクタ、７…アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、１０…化学蓄熱装置、１１…ヒータ、１１ａ…蓄熱材、１１ｂ…ケース、１１ｃ…外周面、１１ｄ…側面、１２…ストレージ、１２ａ…吸着材、１３…接続管、１４…バルブ、２０，２１，３０，３１…フランジ、２０ａ，２１ａ，３０ａ，３１ａ…ボルト孔、２０ｂ，２１ｂ，３０ｂ，３１ｂ…溝、２２…外筒、２３，３３…補強部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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