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1、10申请公布号CN104303005A43申请公布日20150121CN104303005A21申请号201380025979122申请日20130516201211428620120518JPF28D20/00200601C09K5/16200601F01N3/2420060171申请人株式会社丰田自动织机地址日本爱知县72发明人针生聪山崎贵文久保秀人74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人刘航段承恩54发明名称蓄热装置57摘要一种蓄热装置10，具备反应器11，其配置于排气系统中，具有与氨进行化学反应而产生热的成形体15；和氨贮藏器13，其与反应器11连接，贮藏氨。在氨贮藏器13。
2、中，内置有与氨进行物理吸附的吸附材料。氨贮藏器13具有热交换结构，通过与外部热介质的热交换来调整温度。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014111886PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/0636902013051687PCT国际申请的公布数据WO2013/172422JA2013112151INTCL权利要求书1页说明书6页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图5页10申请公布号CN104303005ACN104303005A1/1页21一种蓄热装置，其将配置于车辆内燃机的排气系统中的催化剂加热，该蓄热装置具备反应器，其。
3、配置于所述排气系统中，具有与氨进行化学反应而产生热的成形体；和氨贮藏器，其与所述反应器连接，贮藏所述氨，在所述氨贮藏器中，内置有与所述氨进行物理吸附的吸附材料，所述氨贮藏器，具有热交换结构，通过与外部热介质的热交换来调整温度。2根据权利要求1所述的蓄热装置，所述氨贮藏器配置于所述车辆的车身前部、发动机舱、和后备厢的任一个中。3根据权利要求2所述的蓄热装置，所述氨贮藏器在配置于所述发动机舱中的散热片的下游侧与所述散热片相邻地配置。4根据权利要求1或2所述的蓄热装置，所述氨贮藏器与在所述车辆的空气制动装置中使用的压缩空气的排出部相邻地配置。5根据权利要求2所述的蓄热装置，所述氨贮藏器配置于所述发动。
4、机舱内或所述后备厢内，通过与作为所述外部热介质的冷却水的热交换来调整温度。6根据权利要求2所述的蓄热装置，所述氨贮藏器在配置于所述后备厢内的散热片的下游侧与所述散热片相邻地配置。权利要求书CN104303005A1/6页3蓄热装置技术领域0001本发明涉及设置于车辆的内燃机的排气系统中的蓄热装置。背景技术0002作为蓄热装置，已知例如专利文献1中记载的蓄热装置。专利文献1中记载的蓄热装置，具备收纳蓄热部件的反应容器，所述蓄热部件与反应介质可逆性地产生放热反应和吸热反应；贮藏反应介质的贮藏容器；使反应容器与贮藏容器连通，能够在反应容器与贮藏容器之间流通反应介质的连通路；和将贮藏容器内的反应介质加。
5、热的加热器。0003在先技术文献0004专利文献1日本特开2011208865号公报发明内容0005例如，在使用氨NH3作为反应介质，且与氨进行物理吸附的吸附材料内置于贮藏容器氨贮藏器中的情况下，存在以下问题。在从蓄热部件产生热时，如果氨从氨贮藏器的吸附材料分离，则氨贮藏器的温度下降。如果氨贮藏器的温度下降，则难以从氨贮藏器向蓄热部件供给氨。因此，需要预先将氨贮藏器的温度保持在所希望的温度。但是，如上述以往技术那样为了氨贮藏器的温度调整而使用加热器的情况下，需要用于使加热器工作的动力，因此招致能量损失。0006本发明的目的是提供不使用多余的动力而能够进行氨贮藏器的温度调整的蓄热装置。0007本。
6、发明为一种蓄热装置，该蓄热装置将配置于车辆内燃机的排气系统中的催化剂加热，其具备0008反应器，其配置于排气系统中，具有与氨进行化学反应而产生热的成形体；和0009氨贮藏器，其与反应器连接，贮藏氨，0010在氨贮藏器中，内置有与氨进行物理吸附的吸附材料，0011氨贮藏器具有热交换结构，通过与外部热介质的热交换来调整温度。0012在本发明的蓄热装置中，通过氨物理吸附在内置于氨贮藏器中的吸附材料上，氨被贮藏于氨贮藏器中。具有热交换结构的氨贮藏器，通过与外部热介质的热交换来调整温度。如果氨贮藏器通过与外部热介质的热交换而被加热，则氨从吸附材料分离。分离了的氨，从氨贮藏器被供给到反应器中。在反应器中，。
7、发生成形体和氨的化学反应，从成形体产生热。氨贮藏器，通过与外部热介质的热交换而被保持在所希望的温度，因此氨从吸附材料分离的作用被促进。因此，不使用需要动力的装置例如加热器等就能够利用与外部热介质的热交换将氨贮藏器的温度调整为所希望的温度。0013氨贮藏器可以配置于车辆的车身前部、发动机舱、和后备厢的任一个中。反应器配置于位于车身下部的排气系统中。由于作为与成形体进行化学反应的介质使用气体氨，因此能够在车身前部、发动机舱、或后备厢这些远离反应器的位置配置氨贮藏器。说明书CN104303005A2/6页40014氨贮藏器可以在配置于发动机舱中的散热片的下游侧与该散热片相邻地配置。该情况下，通过与由。
8、配置于发动机舱中的散热片送的空气的热交换，能够调整氨贮藏器的温度。氨贮藏器配置于即使车辆不行驶时也产生空气流的位置。因此，不需要新设置用于调整氨贮藏器的温度的装置。0015氨贮藏器可以与车辆的空气制动装置中所使用的压缩空气的排出部相邻地配置。该情况下，通过与压缩空气的热交换，能够调整氨贮藏器的温度。由于利用空气制动器中所使用的压缩空气，因此不需要另行追加产生压缩空气的设备。因此，能够简化蓄热装置的构成。可在即使车辆不行驶时也产生空气流的位置配置氨贮藏器。因此，不需要新设置用于调整氨贮藏器的温度的装置。0016氨贮藏器可以配置于发动机舱内或后备厢内，通过与作为外部热介质的冷却水的热交换来调整温度。
9、。该情况下，通过与在发动机舱内或后备厢内流通的冷却水的热交换，能够调整氨贮藏器的温度。0017氨贮藏器可以在配置于后备厢内的散热片的下游侧与该散热片相邻地配置。后备厢空间有余裕，因此有利于氨贮藏器的配置。因此，通过在后备厢内配置散热片，并且在该散热片的下游侧配置氨贮藏器，能够通过与由该散热片送的空气的热交换，来调整氨贮藏器的温度。0018根据本发明，能够提供不使用多余的动力而进行氨贮藏器的温度调整的蓄热装置。附图说明0019图1是表示具备本发明的实施方式涉及的蓄热装置的排气净化系统的概略构成图。0020图2是表示本实施方式涉及的蓄热装置的构成图。0021图3是表示图2所示的氨贮藏器的主视图及其。
10、变形例的图。0022图4是表示本实施方式的变形例涉及的蓄热装置的构成图。0023图5是表示具备本实施方式的另一变形例涉及的蓄热装置的排气净化系统的概略构成图。具体实施方式0024以下，对本发明的优选的实施方式，参照附图进行详细说明。再者，在说明中，同一要素或具有同一功能的要素，使用同一标记，省略重复的说明。0025图1是表示具备本实施方式涉及的蓄热装置的排气净化系统的概略构成图。图2是表示本实施方式涉及的蓄热装置的构成图。在各图中，排气净化系统1配置于车辆S的发动机2在此为柴油发动机的排气系统中。排气净化系统1，将从发动机2排出的排气中所包含的有害物质环境污染物质净化。0026排气净化系统1，。
11、从与发动机2连接的排气通路3的上游侧向下游侧，具有柴油氧化催化剂DOC4、柴油排气微粒除去过滤器DPF5、以及选择还原催化剂SCR6。DOC4将排气中所包含的HC、CO等氧化。DPF5将排气中所包含的PM捕集并除去。SCR6，由添加阀7供给尿素和/或氨，将排气中所包含的NOX还原净化。说明书CN104303005A3/6页50027DOC4和SCR6，存在用于环境污染物质的净化能力活化的最佳温度。例如，DOC4的最佳温度为150左右，SCR6的最佳温度为180左右。因此，为了使DOC4和SCR6的温度成为最佳温度以上，需要将DOC4和SCR6加热。0028排气净化系统1具有本实施方式的蓄热装置。
12、10。蓄热装置10是将催化剂加热的化学蓄热装置。蓄热装置10通常预先贮藏排气的热废热，在需要时使用热。0029蓄热装置10具备反应器11和氨贮藏器13。反应器11配置于DOC4的外周部。氨贮藏器13经由管路12与反应器11连接，并贮藏氨NH3。在管路12中配置有开关阀14。0030反应器11具有成形体15。成形体15含有与氨进行化学反应的固体状或粉末状的反应材料。作为反应材料，可举出CACL2、MGCL2、NICL2、ZNCL2、或SRCL2等。0031氨贮藏器13配置于车辆S的车身前部参照图1。作为与成形体15含有的反应材料进行化学反应的介质，使用了氨。由此，能够将管路12的长度设定得较长，。
13、能够提高设定氨贮藏器13的配置部位的自由度。氨贮藏器13优选配置于车身底部。在车身底部，配置氨贮藏器13的空间充分空旷。另外，配置于车身底部中的氨贮藏器13容易受到行驶风。0032在氨贮藏器13中内置有活性炭来作为与氨进行物理吸附的吸附材料。因此，在氨贮藏器13中，氨以与活性炭物理吸附了的状态被贮藏。0033氨贮藏器13，如图2和图3A所示，具有矩形形状的基部16、和与该基部16一体化了的多枚薄板散热片热交换翼片17。氨贮藏器13，为扩大表面积，具有呈梳型的热沉形状的热交换结构。在基部16中，配置有与管路12连接的氨出入部18。氨贮藏器13配置于车辆S的车身前部，使得各薄板散热片17的顶端朝下。
14、侧。0034作为氨贮藏器13的热交换结构，不特别限于上述结构。例如，如图3B所示，为了进一步增加氨贮藏器13的表面积，也可以在各薄板散热片17的侧面配置多个小的散热片31。如图3C所示，也可以氨贮藏器13为例如长方体状，并在氨贮藏器13中形成有多个贯通孔32。该情况下也能够扩大氨贮藏器13的表面积。0035在使氨与活性炭物理吸附的情况下，优选遍及吸附开始前后地将氨贮藏器13的温度维持在所希望的温度。在使氨从活性炭分离的情况下，也优选遍及分离开始前后地将氨贮藏器13的温度维持在所希望的温度。通过氨贮藏器13具有表面积大的热交换结构，能够利用车辆行驶时产生的行驶风来调整氨贮藏器13的温度。具体而言。
15、，由于由行驶风带来的空气外部热介质与各薄板散热片17热交换，因此能够将氨贮藏器13的温度维持在所希望的温度。0036在排气通路3中的DOC4的上游侧，配置有压缩空气供给部19，该压缩空气供给部19喷射用于将来自发动机2的排气冷却的压缩空气。压缩空气供给部19，将空气制动装置30中所使用的压缩空气向排气通路3中的DOC4的上游侧喷射。空气制动装置30具备用于供给压缩空气的压缩机未图示。在空气制动装置30中，使用由压缩机供给的压缩空气作为制动力源。即，经由管路等将由压缩机供给的压缩空气从空气制动装置30导入压缩空气供给部19。0037如果来自发动机2的排气的温度过于变高，则内置于反应器11中的成形。
16、体15有可能熔化，或者与成形体15含有的反应材料例如CACL2等进行反应的氨有可能分解。含有反应材料的成形体15的熔化温度为700左右，氨的分解温度为400左右。0038因此，优选利用压缩空气来将排气冷却，使得排气的温度变得低于400。如果排说明书CN104303005A4/6页6气的温度低于400，则反应器11的温度变得低于氨的分解温度。其结果，可防止成形体15的熔化和氨的分解。0039压缩空气，具体而言，经由与空气制动装置30具备的压缩机或贮存器均未图示等连接的管路被导入到压缩空气供给部19中。在该管路中配置有控制阀未图示。在将来自发动机2的排气冷却时，通过控制阀被控制为打开，压缩空气被导。
17、入到压缩空气供给部19中。由此，在需要排气的冷却时，能够将所希望的量的压缩空气导入到压缩空气供给部19中。也可以通过控制控制阀的开度，来调节向压缩空气供给部19导入的压缩空气的量。作为从空气制动装置30导入的压缩空气，也可以向压缩空气供给部19导入在制动器被释放时从空气制动装置30排出的压缩空气。该情况下，由于通常排出的压缩空气被利用，因此能够谋求能源的有效利用。0040在具备蓄热装置10的排气净化系统1中，在车辆S行驶时，来自发动机2的排气的温度低于规定值时，贮藏于氨贮藏器13内的氨经由管路12向反应器11供给。反应器11的成形体15中所包含的反应材料例如CACL2与氨NH3进行化学反应而化。
18、学吸附配位结合，从成形体15产生热。即，引起下述的反应式中的从左向右的反应。通过从成形体15产生的热，DOC4和SCR6被升温至适合于污染物质的净化的温度。00410042随着氨从氨贮藏器13的活性炭分离，氨贮藏器13的温度下降。在本实施方式中，通过氨贮藏器13与行驶风的热交换，氨贮藏器13的温度的下降被抑制。因此，由于从氨贮藏器13向反应器11顺畅地供给氨，因此能够防止从成形体15产生热需要时间。0043来自发动机2的排气的温度高于规定值时，通过向反应器11的成形体15给予废热，使CACL2与氨NH3分离。也就是说，引起上述的反应式中的从右向左的反应。分离了的氨，从反应器11经由管路12返回。
19、到氨贮藏器13内。返回到氨贮藏器13内的氨，与内置于氨贮藏器13中的活性炭物理吸附。0044如以上那样，根据本实施方式，具有热交换结构的氨贮藏器13配置于车辆S的车身前部，通过由车辆S行驶时产生的行驶风带来的空气来调整氨贮藏器13的温度使得其变为所希望的温度以上或所希望的温度范围内。由于这样调整氨贮藏器13的温度，因此不需要用于加热氨贮藏器13的加热器，也不需要使加热器工作的动力。因此，能够抑制起因于使加热器工作的动力的能量损失。0045由于利用由车辆S的行驶风带来的空气，因此不需要产生用于调整氨贮藏器13的温度的空气的机构。因此，能够利用简单的构成进行氨贮藏器13的温度调整。在使用水等液体作。
20、为化学反应的介质的情况下，不能够使贮藏器和反应器大大地远离地配置。例如，在日本特开2011106355号公报中，贮藏器和反应器一体地构成。该情况下，即使贮藏器的温度调整想要利用行驶风，根据车辆地板下的排气通路和反应器周围的布局LAYOUT，贮藏器的薄板散热片未必触碰到充分的行驶风。在本实施方式中，由于使用气体氨作为化学反应的介质，因此也能够使氨贮藏器13和反应器11之间距离1M以上而配置。因此，不管反应器11的配置如何，能够将氨贮藏器13的薄板散热片17配置于触碰充分的行驶风的位置，进行氨贮藏器13的温度调整。0046图4是表示本实施方式的变形例涉及的蓄热装置的构成图。如图4所示，本实施说明书。
21、CN104303005A5/6页7方式的蓄热装置10还具备压缩空气排出部20。压缩空气排出部20将用于调整氨贮藏器13的温度的压缩空气外部热介质对氨贮藏器13喷射。氨贮藏器13与压缩空气排出部20相邻地配置。压缩空气排出部20，与上述的压缩空气供给部19同样地，喷射在空气制动装置30中所使用的压缩空气。压缩空气经由管路等从空气制动装置30导入到压缩空气排出部20中。因此，不需要另行追加生成压缩空气的设备。0047通过压缩空气积极地与氨贮藏器13触碰，压缩空气被氨贮藏器13热交换。因此，能够将氨贮藏器13的温度保持在所希望的温度以上。0048从压缩空气排出部20对氨贮藏器13喷射压缩空气。因此，。
22、与上述实施方式同样地，不使用使加热器工作的动力就能够调整氨贮藏器13的温度。0049压缩空气，具体而言，经由与空气制动装置30具备的压缩机或贮存器均未图示等连接的管路被导入到压缩空气排出部20中。在该管路中，配置有控制阀未图示。在调整氨贮藏器13的温度时，通过控制阀被控制为打开，压缩空气被导入到压缩空气排出部20中。由此，在需要调整氨贮藏器13的温度时，能够将所希望的量的压缩空气导入到压缩空气排出部20中。也可以通过控制控制阀的开度，来调节向压缩空气排出部20导入的压缩空气的量。也可以向压缩空气排出部20导入在制动器被释放时从空气制动装置30排出的压缩空气来作为从空气制动装置30导入的压缩空气。
23、。该情况下，由于通常排出的压缩空气被利用，因此能够谋求能源的有效利用。0050能够在难以受到车辆S的行驶风的位置配置氨贮藏器13。在车辆S的发动机被驱动着的状态下，即使由于车辆S停止而不产生行驶风时，也能够进行氨贮藏器13的温度调整。由于氨贮藏器13配置于即使车辆不行驶时也产生空气流的部位，因此不需要新设置用于调整氨贮藏器13的温度的装置。0051图5是表示具备本实施方式的另一变形例涉及的蓄热装置的排气净化系统的概略构成图。如图5所示，氨贮藏器13配置于车辆S的发动机舱E中。在发动机舱E内，配置有用于向散热器送风的散热片33。作为散热片33，可使用比加热器功耗低的散热片。0052氨贮藏器13在。
24、散热片33的下游侧与散热片33相邻地配置。该情况下，由于从散热片33送向散热器的空气外部热介质的一部分被氨贮藏器13热交换，因此能够将氨贮藏器13的温度保持在所希望的温度以上。由于在车辆行驶时以外也产生空气流的部位配置氨贮藏器13，因此不需要新设置用于调整氨贮藏器13的温度的装置。0053可以在发动机舱E中的冷却水流动的流路附近配置氨贮藏器13。该情况下，由于冷却水的热被氨贮藏器13进行交换，因此能够将氨贮藏器13的温度保持在所希望的温度以上。0054车辆S的后备厢N空间有余裕。因此，可以在后备厢N中另行配置散热片，并在该散热片的下游侧配置氨贮藏器13。可以在后备厢N的内部使冷却水外部热介质流。
25、动，并在该冷却水流动的流路附近配置氨贮藏器13。0055以上，对本发明涉及的蓄热装置的优选的实施方式进行了一些说明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，蓄热装置10具备的反应器11设置在DOC4的外周部，但不限于此。具有与氨进行化学反应的成形体的反应器，也可以配置在排气通路3中的DOC4的上游侧。0056产业上的利用可能性说明书CN104303005A6/6页80057本发明能够应用在将配置于内燃机例如柴油发动机等的排气系统中的催化剂暖机的蓄热装置中。0058附图标记说明00592发动机内燃机、3排气通路排气系统、4柴油氧化催化剂DOC、6选择还原催化剂SCR、10蓄热装置、11反应器、13氨贮藏器、15成形体、17薄板散热片热交换翼片、20压缩空气排出部、S车辆、E发动机舱、N后备厢。说明书CN104303005A1/5页9图1说明书附图CN104303005A2/5页10图2说明书附图CN104303005A103/5页11图3说明书附图CN104303005A114/5页12图4说明书附图CN104303005A125/5页13图5说明书附图CN104303005A13。