[发明专利]多孔质蜂窝蓄热结构体

说明书

本发明的课题在于提供一种响应性高的多孔质蜂窝蓄热结构体，所述多孔质蜂窝蓄热结构体与水等反应介质的扩散性优异、可以抑制局部发热、能够进行迅速的蓄热以及放热。蓄热结构体(1)具备：蜂窝结构体(20)，其具有多孔质的隔壁(23)，该隔壁(23)区划形成从一个端面(21a)延伸至另一个端面(21b)的多个隔室(22)、并且内部能够流通液体；和蓄热部(25)，其是将通过与液体的可逆化学反应进行蓄热以及放热的蓄热材料(24)填充于至少一部分隔室(22)而形成的，在蜂窝结构体(20)的与轴向正交的蜂窝截面上，蓄热部(25)的面积相对于截面积的面积比率为60％～90％的范围。

技术领域

本发明涉及多孔质蜂窝蓄热结构体，进一步详细而言，涉及利用了蓄热材料的多孔质蜂窝蓄热结构体，所述蓄热材料能够通过与反应介质的化学反应或物理性吸附脱离进行响应性特别优异的蓄热以及放热。

背景技术

以往，提出了各种关于蓄热结构体(蓄热部件、蓄热系统等)的技术方案，该蓄热结构体利用蓄热材料而对汽车等的废热进行回收以及储藏，并将所储备的热用于下一次引擎启动时的催化剂(废气处理催化剂)的活化(例如参照专利文献1～3)。根据这些技术，将蓄热结构体回收以及储藏的热在适当的时机放出，从而可以迅速地使催化剂升温至催化活性温度，可以缩短显示出高催化活性的时间。

由此，可以从引擎刚启动后催化剂就发挥出高催化活性，能够提高废气的净化效率。专利文献1所示的蓄热装置使用了能够进行“蓄热”、进而能够进行将该热释放或放出的“放热”的“化学蓄热材料”作为蓄热材料，该“化学蓄热材料”的“蓄热”是通过与反应介质(水等液体)的可逆化学反应来进行热的回收以及储藏。需要说明的是，也可以使用不属于利用化学反应的蓄热材料的、能够通过物理性吸附以及脱离来进行上述蓄热以及放热的蓄热材料。

另外，近年来，为了保护自然环境而积极地进行了大量的努力和活动。例如，为了防止全球气候变暖，在各国的产业活动中要求削减二氧化碳的排放量。

为了达成上述目的，尝试了进一步有效地活用通过燃烧煤炭、石油等化石燃料而得到的能量，抑制化石燃料的消耗，直接削减二氧化碳的排放量。在这些努力之中，促进上述蓄热材料的有效利用尤其在汽车领域等中进行了研究，该蓄热材料可以有效地储备热能，而且可以根据需要使用所储备的热能。

此处，化学蓄热材料是指，能够通过化学反应进行热的吸收(蓄热)以及放出(放热，发热)的物质或材料。化学蓄热材料能够高效地回收热并长期进行储藏，还能够根据需要将该热释放。进一步，能够可逆地实施该蓄热过程以及放热过程。因此，化学蓄热材料能够反复实行蓄热以及放热，可以在上述的汽车领域中特别有效地使用。

关于化学蓄热材料，进一步示例出具体例，例如作为构成该化学蓄热材料的主成分，主要使用碱土金属氧化物等(例如氧化钙(CaO)等)。进一步，使用水(H₂O)等液体作为反应介质，通过使它们互相接触而发生化学反应。该情况下，通过氧化钙以及水的接触而生成氢氧化物(氢氧化钙(Ca(OH)₂))。此时，在生成氢氧化物(生成物)的同时产生热(生成热)。通过利用该产生的热，能够使催化剂等物质的温度上升。

另一方面，若从外部对氢氧化物施加热，则会生成氧化钙(CaO)以及水(H₂O)，发生吸热反应。此时，所生成的水呈高温，从而相转变为气体(水蒸气)。通过这些原理，化学蓄热材料可以反复进行蓄热过程以及放热过程。

另一方面，本申请的申请人对使用了如上所述的化学蓄热材料的新型结构的蓄热结构体进行了研究，并已提出了技术方案(参照专利文献4)。由此，提出了一种蓄热结构体，其使用了具有隔壁的陶瓷制蜂窝结构体，该隔壁区划形成了作为流体流路的多个隔室，按照每隔一个交替配设的方式向该蜂窝结构体的隔室填充蓄热材料，对填充有蓄热材料的隔室的两端进行封孔，从而将蓄热材料封入一部分隔室。

现有技术文献

专利文献