JP2005291087A

JP2005291087A - 車両用還元剤タンク

Info

Publication number: JP2005291087A
Application number: JP2004107182A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Osaku; 靖司尾作; Toshio Kondo; 俊男近藤; Kiyoshi Fukuda; 喜代史福田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】水面計内で凍結した還元剤の体積膨張を吸収することによって、水面計の破損を防止しようとする車両用還元剤タンクを提供する。
【解決手段】エンジンの排気系に配設され、排気中の窒素酸化物を還元剤により還元浄化する還元触媒に対し、前記還元剤を供給するために該還元剤を貯蔵する車両用還元剤タンク１であって、タンク本体１ａの側面外部に、上部及び下部をタンク本体１ａ内部と連通し、該タンク本体１ａ内部の還元剤の水位を計測する水面計２を備え、前記水面計２の上部の一部に、該水面計２内で凍結した前記還元剤の体積膨張を吸収する体積膨張吸収手段５を設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの排気系に配設され、排気中の窒素酸化物を還元剤により還元浄化する還元触媒に対し、還元剤を供給するために該還元剤を貯蔵する車両用還元剤タンクに関し、詳しくは、タンク本体の側面外部に設けた水面計の上部の一部に体積膨張吸収手段を設け、水面計内で凍結した還元剤の体積膨張を吸収することによって、水面計の破損を防止しようとする車両用還元剤タンクに係るものである。

一般に、タンク内に貯蔵された液体の水位を測るためには水面計が用いられる。この種の水面計は、例えば、貯蔵タンクの側面外部に設けられ、上下部位にそれぞれ上部接続管及び下部接続管を接続し、貯蔵タンク内部と連通させて貯蔵タンク内の液体の水位が外部から容易に観測できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

車両用還元剤タンクにおいても、その内部に貯蔵された還元剤、例えば尿素水の水位も上述の水面計を用いて外部から容易に計測することができる。この場合、図５に示すように、車両用還元剤タンク１は、タンク本体１ａの側面外部に水面計２を備え、該水面計２の上下部位をそれぞれ上部接続管３及び下部接続管４で接続してタンク本体１ａ内部と連通させたものが考えられる。
特開平９−１０１００４号公報

しかし、このような従来の水面計２を取り付けた車両用還元剤タンク１においては、水面計２がその上下部位に屈曲した上部接続管３及び下部接続管４を接続しただけのものであるので、例えば車両用還元剤タンク１に尿素水を満タン状態に貯蔵した移動車両が冬季に傾斜路や坂道に停車すると、図６に示すように水面計２及び上部接続管３並びに下部接続管４内に尿素水が満たされ、この状態で尿素水が凍結する虞がある。この場合、水面計２及び上部接続管３並びに下部接続管４内で尿素水が凍結すると、尿素水が体積膨張して水面計２の内壁部に膨張力が作用して、図７に示すように水面計２を破損させる虞がある。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、水面計内で凍結した還元剤の体積膨張を吸収することによって、水面計の破損を防止しようとする車両用還元剤タンクを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による車両用還元剤タンクは、エンジンの排気系に配設され、排気中の窒素酸化物を還元剤により還元浄化する還元触媒に対し、前記還元剤を供給するために該還元剤を貯蔵する車両用還元剤タンクであって、タンク本体の側面外部に、上部及び下部をタンク本体内部と連通し、該タンク本体内部の還元剤の水位を計測する水面計を備え、前記水面計の上部の一部に、該水面計内で凍結した前記還元剤の体積膨張を吸収する体積膨張吸収手段を設けたものである。

このような構成により、タンク本体の側面外部に、上部及び下部をタンク本体と連通して水面計を備え、該水面計でタンク本体内部の還元剤の水位を計測可能とし、該水面計の上部の一部に設けた体積膨張吸収手段により上記水面計内で凍結した還元剤の体積膨張を吸収する。これにより、水面計の破損を防止する。

また、前記体積膨張吸収手段は、前記水面計の上部の上壁部から上方に突出して設けられ、上端部に孔を形成した突出管と、該突出管の内壁に摺接し上下動可能に設けられた弁と、該弁を下方に付勢する付勢手段とを備えたものである。これにより、付勢手段で弁を下方に付勢し、水面計の上部の上壁部から上方に突出して設けられた突出管で弁を上下動可能に収容する。

そして、前記弁は、上方に延びる軸部を有し、該軸部を前記突出管の上端部の孔に通して外側に突出させたものである。これにより、弁の上方に延びる軸部を突出管の上端部の孔から外側に突出させる。

請求項１に係る発明によれば、タンク本体の側面外部に備えた水面計の上部の一部に体積膨張吸収手段を設けたことにより、上記水面計内で凍結した還元剤の体積膨張を吸収することができる。したがって、満タン状態の還元剤が冬季に水面計内で凍結して水面計を破損させるのを防止することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、水面計上部の上壁部に上方に突出して設けた突出管内で付勢手段により下方に付勢されて上下動する弁を設けたことにより、上記弁で凍結した還元剤の体積膨張を吸収することができる。

そして、請求項３に係る発明によれば、上記弁に、上方に延びる軸部を設け、該軸部を突出管の上端部に形成した孔に通して外側に突出させたことにより、上記軸部の突出量を計測すれば還元剤の凍結状態を容易に知ることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による車両用還元剤タンクの実施形態を示す要部拡大断面図である。この車両用還元剤タンク１は、エンジンの排気系に配設され、排気中のＮＯｘを還元剤により還元浄化する還元触媒に対し、上記還元剤を供給するために該還元剤を貯蔵するものであり、タンク本体１ａの側面外部に水面計２を備えて、内部に貯蔵した還元剤としての尿素水の水位を外部から計測できるようになっている。

上記水面計２は、その上下部位をそれぞれ上部接続管３及び下部接続管４で接続してタンク本体１ａ内部と連通させて設けられており、上部接続管３を尿素水の水面上方部位に通じ、下部接続管４を尿素水の水部に通じて連通管作用によりタンク本体１ａ内部の尿素水の水位が水面計２に現れるようになっている。

また、上記上部接続管３の上壁部３ａには、体積膨張吸収手段５が設けられている。この体積膨張吸収手段５は、上記水面計２及び上部接続管３内で凍結した尿素水の体積膨張を吸収して、水面計２の内壁に膨張力が作用して水面計２を破損させるのを防止するためのものであり、上記上部接続管３の上壁部３ａから上方に突出して設けられ、上端部に孔６を形成して上記上部接続管３と一体的に形成した突出管７と、該突出管７の内壁に摺接し上下動可能に設けられた弁８と、該弁８を下方に付勢する付勢手段としてのコイルスプリング９とを備えている。

さらに、上記弁８は、上方に延びる軸部１０を有し、該軸部１０を上記孔６に通して突出管７の外側に突出させており、軸部１０の上端部にストッパー１１を設けて弁８がコイルスプリング９により付勢されて下降した際に、略上記上部接続管３の上壁部３ａの位置に留まるように上記突出管７の上端面７ａに係止するようになっている。

そして、このように構成した車両用還元剤タンク１は、移動車両に搭載されて図２に示すエンジン１２の排気浄化装置の一部を構成する。ここで、本実施形態の車両用還元剤タンク１を搭載したエンジンの排気浄化装置を、図２を参照して説明する。
図２に示すエンジンの排気浄化装置は、移動車両に搭載のディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等から排出されるＮＯｘを、例えば尿素水を用いて還元除去するものである。ガソリンあるいは軽油を燃料とするエンジン１２の排気は、排気マニフォールド１３から排気通路としての排気管１４を経由して大気中に排出される。詳細には、上記排気管１４には排気上流側から順に一酸化窒素（ＮＯ）の酸化触媒１５、ＮＯｘの還元触媒１６、アンモニアスリップ用酸化触媒１７が配設されている。

次に、本実施形態の車両用還元剤タンク１の動作を、図３及び図４を参照して説明する。
尿素水を満タン状態に貯蔵した車両用還元剤タンク１を搭載して移動車両が、例えば冬季に傾斜路や坂道に停車すると、図３に示すように水面計２及び上部接続管３並びに下部接続管４内は、尿素水によって満たされる。

この状態で尿素水が凍結すると、尿素水の体積は水面計２及び上部接続管３並びに下部接続管４内で膨張する。この場合、図４に示すように尿素水の体積が膨張することによって、体積膨張吸収手段５の弁８が体積膨張する尿素水に押されてコイルスプリング９の付勢力に抗して上方に押し上げられる。このとき、突出管７の上端部には孔６が形成されているので、突出管７の空気は、弁８が上昇すると上記孔６を通して外部に押し出される。それ故、弁８に対して下方に作用する力は、コイルスプリング９の付勢力のみである。従って、コイルスプリング９の付勢力を、凍結して体積膨張する尿素水によって水面計２が破壊される力よりも小さく設定すれば、尿素水が凍結しても上記弁８が尿素水に押されて上昇して上記体積膨張を吸収する。これにより、水面計２の内壁面に作用する膨張力が減少し、水面計２の破損を防止することができる。

このように、本実施形態によれば、満タン状態の車両用還元剤タンク１内で尿素水が凍結しても、凍結した尿素水によって体積膨張吸収手段５の弁８が上方に押し上げられ、尿素水の体積膨張を吸収することができる。従って、水面計２の内壁面に作用する尿素水の膨張力が減少し、水面計２の破損を防止することができる。

また、弁８に上方に延びる軸部１０を形成し、該軸部１０を突出管７の上端部から外側に突出させて設けたことにより、該軸部１０の上記突出管７の上端部から突出する突出量を計測すれば尿素水の凍結状態を知ることができる。

なお、本実施形態において、体積膨張吸収手段５は、上述のような上部接続管３の上壁部３ａに上方に突出して設けた突出管７内にコイルスプリング９により付勢されて上下動可能に保持された弁８を備えたものに限られず、水面計２の上部の一部に設けられ、水面計２内で凍結した還元剤の体積膨張を吸収することができるものであればいかなるものであってもよい。例えば、上記接続管３の上壁部３ａに弾性部材を設けたものであってもよいし、上部接続管３を弾性部材で形成してもよい。

本発明による車両用還元剤タンクの実施形態を示す要部拡大断面図である。上記車両用還元剤タンクを搭載したエンジンの排気浄化装置の構成を示す概念図である。上記車両用還元剤タンクの水面計が尿素水で満たされた状態を示す断面図である。上記車両用還元剤タンクの水面計内で尿素水が凍結した状態を示す断面図である。従来の水面計を適用した車両用還元剤タンクの構成を示す断面図である。上記車両用還元剤タンクの水面計内に尿素水が満たされた状態を示す断面図である。上記車両用還元剤タンクの水面計内で尿素水が凍結した状態を示す断面図である。

符号の説明

１…車両用還元剤タンク
１ａ…タンク本体
２…水面計
５…体積膨張吸収手段
６…孔
７…突出管
８…弁
９…コイルスプリング（付勢手段）
１０…軸部
１２…エンジン
１４…排気管（排気通路）

Claims

エンジンの排気系に配設され、排気中の窒素酸化物を還元剤により還元浄化する還元触媒に対し、前記還元剤を供給するために該還元剤を貯蔵する車両用還元剤タンクであって、
タンク本体の側面外部に、上部及び下部をタンク本体内部と連通し、該タンク本体内部の還元剤の水位を計測する水面計を備え、
前記水面計の上部の一部に、該水面計内で凍結した前記還元剤の体積膨張を吸収する体積膨張吸収手段を設けたことを特徴とする車両用還元剤タンク。
前記体積膨張吸収手段は、前記水面計の上部の上壁部から上方に突出して設けられ、上端部に孔を形成した突出管と、該突出管の内壁に摺接し上下動可能に設けられた弁と、該弁を下方に付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の車両用還元剤タンク。
前記弁は、上方に延びる軸部を有し、該軸部を前記突出管上端部の孔に通して外側に突出させたことを特徴とする請求項２記載の車両用還元剤タンク。