JP2009103069A - タンク装置および排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】アンモニア貯蔵部から漏出するアンモニアを捕集し、アンモニアの大気中への放出の防止を図るタンク装置を提供する。
【解決手段】タンク装置３０は、内側容器３１および外側容器３２を備える二重構造である。アンモニアは、内側容器３１の内部に形成されているアンモニア貯蔵部３３に貯えられる。内側容器３１と外側容器３２との間には流体貯蔵部３４が形成され、流体貯蔵部３４には水が貯えられる。アンモニアは水に対する溶解度が非常に大きいため、アンモニア貯蔵部３３から漏出したアンモニアは流体貯蔵部３４に貯えられている水に捕集される。そのため、内側容器３１に破損が生じても、漏出したアンモニアは流体貯蔵部３４の水で捕集される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タンク装置および排気浄化システムに関し、特に窒素酸化物を還元する排気浄化システムにおいて還元剤であるアンモニアを貯えるタンク装置およびこのタンク装置を備える排気浄化システムに関する。

内燃機関、特にディーゼルエンジンから排出されるＮＯｘを還元する排気浄化装置として、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが公知である。ＳＣＲシステムを用いた排気浄化装置は、例えば尿素やアンモニアなどを還元剤として噴射することにより、排気に含まれるＮＯｘを選択的に窒素や水に還元する（特許文献１参照）。一方、アンモニアは臭気をともなうため、外部への漏出を防止する必要がある。例えば排気通路には、排気の流れ方向においてＳＣＲ触媒の下流側に酸化触媒が設けられる。ＳＣＲ触媒を通過した余剰のアンモニアは、酸化触媒で酸化される。これにより、排気系から外部へのアンモニアの漏出の防止が図られている。
特開２００６−１３２３９３号公報

しかしながら、アンモニアを貯えるタンク装置では、特に漏出の防止を図る措置は講じられていない。アンモニアは、取り扱いを容易にするため、加圧して液化した状態でタンク装置に貯えられている。そのため、タンク装置の容器に例えば亀裂などが生じた場合、その部分から気化したアンモニアが大気中へ放出されるという問題がある。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、アンモニア貯蔵部から漏出するアンモニアを捕集し、アンモニアの大気中への放出の防止を図るタンク装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、排気に含まれるアンモニアを捕集し、アンモニアの大気中への放出の防止を図る排気浄化システムを提供することにある。

請求項１記載の発明では、内側容器と外側容器とを備える二重構造である。この二重となった内側容器と外側容器との間に、流体貯蔵部が形成されている。そのため、アンモニア貯蔵部を内部に形成する内側容器は、その外側を流体貯蔵部が覆っている。流体貯蔵部には、アンモニアを溶解して捕集する流体が貯えられる。これにより、アンモニア貯蔵部に貯えられているアンモニアが内側容器から漏出しても、漏出したアンモニアは流体貯蔵部に貯えられている流体に溶解し、捕集される。したがって、アンモニアの大気中への放出防止を図ることができる。

請求項２記載の発明では、内側容器の破損を検出する破損検出手段を備えている。これにより、アンモニア貯蔵部に貯えられているアンモニアの漏出を早期に発見することができ、例えば内側容器の交換などを促すことができる。
請求項３記載の発明では、破損検出手段は圧力センサを有している。圧力センサは、アンモニア貯蔵部の圧力を検出する。アンモニア貯蔵部に貯えられているアンモニアの圧力は、アンモニアが排気に添加されることにより低下する。このアンモニアの圧力の変化は、排気へのアンモニアの添加量によって推定可能である。一方、内側容器に破損が生じているとき、アンモニア貯蔵部ではアンモニアの添加による圧力変化の推定を超えた圧力の変化が生じる。したがって、圧力センサでアンモニア貯蔵部の圧力を検出することによって内側容器の破損を早期に検出することができる。

請求項４記載の発明では、破損検出手段はｐＨセンサを有している。ｐＨセンサは、流体貯蔵部に貯えられている流体のｐＨを検出する。アンモニアが溶解した流体は、ｐＨが大きくなる。そのため、内側容器が形成するアンモニア貯蔵部からアンモニアが漏出すると、漏出したアンモニアが流体貯蔵部に貯えられている流体に溶解し、流体貯蔵部の流体のｐＨは大きくなる。したがって、ｐＨセンサで流体貯蔵部のｐＨを検出することによって内側容器の破損を早期に検出することができる。
請求項５記載の発明では、流体は水を含んでいる。アンモニアは水に対する溶解度が非常に大きい。そのため、流体として水を含むことにより、アンモニアを容易に溶解して捕集することができる。また、水は安価である。したがって、高価な流体を用いることなく、大気中へ排出されるアンモニアを低減することができる。

請求項６記載の発明では、流体噴射弁を備えている。流体噴射弁は、排気通路において還元触媒の内燃機関とは反対側、すなわち排気の流れ方向において還元触媒の下流側に設けられている。排気に還元剤であるアンモニアを添加する場合、還元触媒から未反応のアンモニアが排出されるおそれがある。流体貯蔵部に貯えられている流体は、アンモニアを溶解して捕集する。そこで、流体噴射弁は、還元触媒を通過した排気にアンモニアが含まれているとき、タンク装置の流体貯蔵部に貯えられている流体を排気に噴射する。これにより、還元触媒を通過した未反応のアンモニアは、流体噴射弁から噴射された流体に捕集される。したがって、アンモニアの大気中への放出防止を図ることができる。また、請求項６記載の発明では、排気に含まれるアンモニアを捕集する流体としてタンク装置の流体貯蔵部に貯えられている流体を利用している。そのため、内側容器から漏出するアンモニアを捕集するための流体と、排気中のアンモニアを捕集するための流体とが共用される。したがって、部品点数の増大および構造の複雑化を招くことなく、タンク装置から大気中および排気から大気中へ放出されるアンモニアを低減することができる。

請求項７記載の発明では、アンモニア酸化触媒を備えている。これにより、還元触媒を通過した排気に含まれるアンモニアは、まずアンモニア酸化触媒において酸化処理される。一方、アンモニア酸化触媒の処理能力が低下すると、アンモニア酸化触媒を通過するアンモニアは増大する。そこで、制御部は、アンモニア酸化触媒の処理能力が低下したとき、流体噴射弁から流体を噴射する。したがって、排気中のアンモニアを捕集することができ、大気中へのアンモニアの放出防止を図ることができる。

以下、本発明による排気浄化システムの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による排気浄化システムを図１に示す。排気浄化システム１０は、内燃機関としてのディーゼルエンジン１１の排気系１２に設けられている。排気浄化システム１０は、排気管部１３、酸化触媒１４、インジェクタ１５、タンク装置３０、制御部１６、ＳＣＲ触媒１７、ＮＯｘセンサ１８およびアンモニア酸化触媒１９を備えている。排気管部１３は、ディーゼルエンジン１１から排出された排気が流れる排気通路２０を形成する。ディーゼルエンジン１１から排出された排気は、排気通路２０を経由して酸化触媒１４へ流入する。酸化触媒１４では、排気中に含まれる（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が酸化され、水（Ｈ_２Ｏ）または二酸化炭素（ＣＯ_２）が生成する。なお、ディーゼルエンジン１１と酸化触媒１４との間、または酸化触媒１４のディーゼルエンジン１１の反対側などには、排気系にＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を設けてもよい。

インジェクタ１５は、排気の流れ方向において、酸化触媒１４の下流側かつＳＣＲ触媒１７の上流側に設けられている。すなわち、インジェクタ１５は、ＳＣＲ触媒１７のディーゼルエンジン１１側に設けられている。インジェクタ１５は、排気通路２０を流れる排気にタンク装置３０に貯えられているアンモニアを噴射する。インジェクタ１５は、図示しないボディの内側を軸方向へ往復移動する図示しない可動部を有している。可動部は、電磁駆動部２１によって駆動される。インジェクタ１５は、ボディの先端すなわち排気通路２０側にアンモニアを噴射する噴孔２２を有している。電磁駆動部２１により可動部を往復駆動することにより、噴孔２２が開閉され、アンモニアの噴射が断続される。インジェクタ１５は、排気管部１３に固定されている。インジェクタ１５は、噴孔２２側の先端が排気通路２０に露出している。これにより、インジェクタ１５から噴射されたアンモニアは、排気通路２０を流れる排気に吹き付けられる。

制御部１６は、インジェクタ１５によるアンモニアの噴射を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御部１６は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータで構成されている。制御部１６は、図示しない車内ＬＡＮを経由してディーゼルエンジン１１の図示しない他の制御装置と接続している。ＳＣＲ触媒１７では、排気に含まれるＮＯｘが選択的に還元される。具体的には、排気に含まれるＮＯｘは、ＳＣＲ触媒１７においてインジェクタ１５から噴射されたアンモニアによって窒素（Ｎ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）とに変換される。

ＮＯｘセンサ１８は、排気通路２０においてＳＣＲ触媒１７の下流側すなわちディーゼルエンジン１１とは反対側に設けられている。ＮＯｘセンサ１８は、排気通路２０を流れる排気に含まれるＮＯｘの濃度を検出する。ＮＯｘセンサ１８は、検出したＮＯｘの濃度を電気信号として制御部１６へ出力する。制御部１６は、ＮＯｘセンサ１８で検出したＮＯｘ濃度、および車内ＬＡＮを経由して取得したディーゼルエンジン１１の運転状態に関する種々のデータに基づいて、インジェクタ１５から噴射されるアンモニアの量すなわちインジェクタ１５の開弁時間を制御する。

アンモニア酸化触媒１９は、アンモニアを酸化する。排気に含まれるＮＯｘを還元する際に、還元剤であるアンモニアを過剰に供給したり、ＳＣＲ触媒１７での反応が不十分なとき、未反応のアンモニアが大気中へ放出されるおそれがある。アンモニアは刺激臭のある気体であり、大気中へ放出されると、環境に影響を与えるおそれがある。そこで、過剰または未反応のアンモニアは、アンモニア酸化触媒１９によって酸化された後、大気中へ排出される。

タンク装置３０は、インジェクタ１５から噴射するアンモニアを貯えている。タンク装置３０は、図２に示すように内側容器３１と外側容器３２とを備えている。タンク装置３０は、内側容器３１の外側が外側容器３２で覆われている。すなわち、タンク装置３０は、内側容器３１が外側容器３２の内部に収容された二重構造を有している。タンク装置３０は、内側容器３１の内部に形成されたアンモニア貯蔵部３３を備えている。アンモニア貯蔵部３３には、液化したアンモニアが貯えられる。また、タンク装置３０は、内側容器３１と外側容器３２との間に形成された流体貯蔵部３４を備えている。流体貯蔵部３４には、流体として水が貯えられる。

タンク装置３０は、圧力センサ３５を備えている。圧力センサ３５は、内側容器３１に設けられている。圧力センサ３５は、内側容器３１の内部に形成されているアンモニア貯蔵部３３の圧力を検出する。圧力センサ３５は、検出したアンモニア貯蔵部３３の圧力を電気信号として制御部１６へ出力する。制御部１６は、圧力センサ３５で検出したアンモニア貯蔵部３３の圧力に基づいて内側容器３１の破損の有無を検出する。すなわち、圧力センサ３５および制御部１６は、特許請求の範囲の破損検出手段を構成している。

制御部１６は、上述のようにＮＯｘセンサ１８で検出した排気中のＮＯｘ濃度、および車内ＬＡＮを経由して取得したディーゼルエンジン１１の運転状態に応じてインジェクタ１５からのアンモニアの噴射量を設定する。ディーゼルエンジン１１から排出されるＮＯｘの量は、ディーゼルエンジン１１の負荷すなわちディーゼルエンジン１１の燃料噴射量に相関する。そこで、制御部１６は、例えば車内ＬＡＮを経由して取得したディーゼルエンジン１１の燃料噴射量に基づいてアンモニアの基礎的な噴射量を算出する。そして、制御部１６は、算出したアンモニアの基礎的な噴射量に対し、ＮＯｘセンサ１８で検出したＳＣＲ触媒１７の下流側におけるＮＯｘ濃度をフィードバックし、ＮＯｘ濃度が所定値以下となるようにアンモニアの噴射量を設定する。制御部１６は、設定したアンモニアの噴射量に応じて、インジェクタ１５の電磁駆動部２１に駆動信号を出力する。これにより、インジェクタ１５からは、排気中のＮＯｘの濃度に応じて所定量のアンモニアが噴射される。

排気浄化システム１０は、図１に示すようにアンモニア供給部２３を備えている。アンモニア供給部２３は、タンク装置３０とインジェクタ１５とを接続している。アンモニア供給部２３は、供給管部２４および調圧部２５を有している。供給管部２４は、タンク装置３０とインジェクタ１５とを接続し、内部にアンモニアが流れる供給通路を形成している。タンク装置３０からインジェクタ１５へ供給される液体のアンモニアは、調圧部２５において気化し、かつ調圧される。こうして、インジェクタ１５には、調圧された気体のアンモニアが供給される。なお、アンモニア供給部２３には、インジェクタ１５へ供給するアンモニアを加圧するポンプを設けてもよい。

次に、上記の構成による排気浄化システム１０のタンク装置３０および排気浄化システム１０の作動について詳細に説明する。
タンク装置３０の内側容器３１は、腐食あるいは経年的な劣化などにより破損が生じるおそれがある。内側容器３１に破損が生じると、内側容器３１が形成するアンモニア貯蔵部３３に貯えられているアンモニアは内側容器３１の外部へ漏出する。一方、内側容器３１は、外側容器３２との間に形成されている流体貯蔵部３４に覆われている。流体貯蔵部３４には、水が貯えられている。アンモニアは、水に対する溶解度が非常に大きい。そのため、アンモニア貯蔵部３３から漏出したアンモニアは、流体貯蔵部３４に貯えられている水に溶解する。その結果、漏出したアンモニアは、流体貯蔵部３４の水に捕集される。

ところで、アンモニアが溶解した水は、アルカリ性（塩基性）を示す。すなわち、アンモニア貯蔵部３３から漏出したアンモニアが流体貯蔵部３４の水に溶解すると、流体貯蔵部３４に貯えられている水は塩基性となる。そのため、タンク装置３０を構成する内側容器３１および外側容器３２は、材質によって腐食を招くおそれがある。したがって、内側容器３１の破損にともなうアンモニアの漏出は早期に検出することが望ましい。

本実施形態の場合、制御部１６は、図３に示す手順にしたがって内側容器３１の破損を検出する。すなわち、制御部１６は、圧力センサ３５によって内側容器３１の内部に形成されているアンモニア貯蔵部３３の圧力を検出している。インジェクタ１５から排気通路２０を流れる排気へアンモニアを噴射することにより、アンモニア貯蔵部３３の圧力は低下する。すなわち、アンモニア貯蔵部３３の圧力は、インジェクタ１５からのアンモニアの噴射量に相関する。そこで、制御部１６は、アンモニア貯蔵部３３の圧力を検出する（Ｓ１０１）。

そして、制御部１６は、検出したアンモニア貯蔵部３３の圧力が正常であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。上述のようにアンモニア貯蔵部３３の圧力は、インジェクタ１５からのアンモニアの噴射量に相関する。制御部１６は、インジェクタ１５からのアンモニア噴射量を設定することにより、アンモニアの噴射によるアンモニア貯蔵部３３の圧力の変化を推定する。制御部１６は、インジェクタ１５からのアンモニアの噴射前後において、圧力センサ３５で検出したアンモニア貯蔵部３３における圧力の変化が推定した圧力の変化と近似するとき、アンモニア貯蔵部３３の圧力が正常であると判定する。一方、インジェクタ１５からのアンモニアの噴射の前後において、アンモニア貯蔵部３３における圧力の変化が推定した圧力の変化よりも大きいとき、内側容器３１に異常すなわち破損が生じていると判定する。また、制御部１６は、インジェクタ１５からアンモニアを噴射していないにも関わらず、アンモニア貯蔵部３３の圧力が低下する場合も内側容器３１に破損が生じていると判定する。

制御部１６は、ステップＳ１０２においてに内側容器３１に破損が生じていると判定したとき、警告を発する（Ｓ１０３）。制御部１６は、図１に示す警告部２６を駆動してディーゼルエンジン１１の操作者、例えばディーゼルエンジン１１を搭載した車両の搭乗者にタンク装置３０の異常を警告する。警告部２６は、例えばダッシュボードにおけるランプの点滅などの視覚的警告や、ブザーの鳴動などの聴覚的警告など任意の警告手法が適用される。これにより、例えば車両の搭乗者などディーゼルエンジン１１の操作者は、タンク装置３０の異常を早期に認識する。

以上説明したように、本発明の第１実施形態では、内側容器３１および外側容器３２からなる二重構造のタンク装置３０を備えている。そのため、内側容器３１の内部に形成されているアンモニア貯蔵部３３から漏出したアンモニアは、内側容器３１と外側容器３２との間に形成される流体貯蔵部３４に貯えられている水に捕集される。したがって、内側容器３１に破損が生じても、漏出したアンモニアを流体貯蔵部３４の水で捕集することができ、アンモニアの大気中への放出防止を図ることができる。

また、第１実施形態では、制御部１６は、圧力センサ３５で検出したアンモニア貯蔵部３３における圧力の変化に基づいて内側容器３１の破損の有無を検出する。そして、制御部１６は、内側容器３１の破損を検出したとき、警告部２６を経由してディーゼルエンジン１１の操作者にタンク装置３０の異常を警告する。したがって、タンク装置３０の破損を早期に検出することができ、アンモニアの大気中への放出防止を図ることができる。

なお、第１実施形態では、流体貯蔵部３４に流体として水を貯える例について説明した。しかし、流体貯蔵部３４には、水に代えて他の流体を貯えてもよい。例えば、流体として水を主成分とする流体、酸性の流体、あるいは酸性の水溶液などを適用することができる。アンモニアは、水に溶解することによる塩基性を示す。そこで、流体貯蔵部３４に酸性の流体を貯えることにより、アンモニアをより確実に捕集することができる。また、流体は、水などの液体に代えて例えば酸性の気体などのように、アンモニアを捕集可能な気体であってもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による排気浄化システムを図４に示す。
第２実施形態では、タンク装置３０の破損検出手段が第１実施形態と異なる。第２実施形態では、タンク装置３０は、ｐＨセンサ３６を備えている。ｐＨセンサ３６は、外側容器３２に設けられている。ｐＨセンサ３６は、内側容器３１と外側容器３２との間に形成されている流体貯蔵部３４のｐＨを検出する。ｐＨセンサ３６は、検出した流体貯蔵部３４のｐＨを電気信号として制御部１６へ出力する。制御部１６は、ｐＨセンサ３６で検出した流体貯蔵部３４のｐＨに基づいて内側容器３１の破損の有無を検出する。すなわち、第２実施形態では、ｐＨセンサ３６および制御部１６は、特許請求の範囲の破損検出手段を構成している。

次に、上記の構成による排気浄化システム１０のタンク装置３０および排気浄化システム１０の作動について詳細に説明する。
第２実施形態の場合、制御部１６は、図５に示す手順にしたがって内側容器３１の破損を検出する。すなわち、制御部１６は、ｐＨセンサ３６によって流体貯蔵部３４のｐＨを検出している（Ｓ２０１）。流体貯蔵部３４の水は、アンモニアが溶解しない限り中性であり、ｐＨがほぼ７となる。一方、内側容器３１に破損などの異常が生じると、アンモニア貯蔵部３３から漏出したアンモニアは流体貯蔵部３４の水に溶解する。その結果、アンモニアが溶解した流体貯蔵部３４の水のｐＨは７より大きくなる。

そこで、制御部１６は、ｐＨセンサ３６で検出した流体貯蔵部３４のｐＨが正常であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。制御部１６は、ｐＨセンサ３６で検出した流体貯蔵部３４のｐＨが７付近であるとき、内側容器３１に破損が生じていないと判定する。一方、制御部１６は、ｐＨセンサ３６で検出した流体貯蔵部３４のｐＨが７より大きいとき、内側容器３１に破損が生じていると判定する。制御部１６は、ステップＳ２０２において内側容器３１に破損が生じていると判定したとき、警告部２６から警告を発する（Ｓ２０３）。

第２実施形態では、制御部１６は、ｐＨセンサ３６で検出した流体貯蔵部３４に貯えられている水のｐＨに基づいて内側容器３１の破損の有無を検出する。そして、制御部１６は、内側容器３１の破損を検出したとき、警告部２６を経由してディーゼルエンジン１１の操作者にタンク装置３０の異常を警告する。したがって、タンク装置３０の破損を早期に検出することができ、アンモニアの大気中への放出防止を図ることができる。なお、流体貯蔵部３４に水に代えて酸性の流体を貯える場合も、アンモニアが溶解することにより流体貯蔵部３４のｐＨは大きくなる。したがって、水以外の流体を適用する場合でも、ｐＨセンサ３６で内側容器３１の破損などを検出することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による排気浄化システムを図６に示す。
第３実施形態では、排気浄化システム１０は、流体噴射弁４１およびアンモニアセンサ４２を備えている。流体噴射弁４１およびアンモニアセンサ４２は、アンモニア酸化触媒１９のディーゼルエンジン１１とは反対側すなわち排気の流れ方向においてアンモニア酸化触媒１９の下流側に設けられている。流体噴射弁４１は、アンモニアを噴射するインジェクタ１５と同様に電磁駆動部４３を有している。制御部１６から電磁駆動部４３への通電を断続することにより、流体噴射弁４１の先端すなわち排気通路２０側に設けられている噴孔４４からの水の噴射が断続される。流体噴射弁４１は、噴孔４４側の端部が排気通路２０に露出している。これにより、流体噴射弁４１は、排気通路２０を流れる排気に水を噴射する。アンモニアセンサ４２は、排気通路２０を流れる排気に含まれるアンモニアの濃度を検出する。アンモニアセンサ４２は、検出したアンモニアの濃度を電気信号として制御部１６へ出力する。

流体噴射弁４１は、水供給部５０を経由してタンク装置３０に接続している。水供給部５０は、供給管部５１およびポンプ５２を有している。供給管部５１は、タンク装置３０から流体噴射弁４１へ水を供給する水供給通路を形成している。ポンプ５２は、タンク装置３０から流体噴射弁４１へ供給する水を加圧する。供給管部５１は、タンク装置３０の内側容器３１と外側容器３２との間に形成されている流体貯蔵部３４に接続している。これにより、流体噴射弁４１には、タンク装置３０の流体貯蔵部３４から水が供給される。

次に、上記の構成による排気浄化システム１０の流体噴射弁４１の作動について説明する。
制御部１６は、図７に示す手順にしたがって流体噴射弁４１からの水の噴射を制御する。制御部１６は、アンモニアセンサ４２で排気中のアンモニア濃度を検出する（Ｓ３０１）。制御部１６は、ステップＳ３０１で検出した排気中のアンモニア濃度に基づいて、検出したアンモニア濃度が正常な範囲にあるか否かを判定する（Ｓ３０２）。

インジェクタ１５から噴射されたアンモニアは、通常、ＳＣＲ触媒１７において排気中のＮＯｘを還元する。そのため、アンモニアは、その多くがＳＣＲ触媒１７において消費される。一方、インジェクタ１５から噴射されたアンモニアが過剰であったり、ＳＣＲ触媒１７におけるＮＯｘの還元反応が不十分な場合、未反応のアンモニアがＳＣＲ触媒１７を通過する、いわゆるアンモニアスリップが生じることがある。ＳＣＲ触媒１７を通過したアンモニアは、排気の流れ方向においてＳＣＲ触媒１７の下流側に設けられているアンモニア酸化触媒１９によって酸化される。しかし、何らかの原因でアンモニア酸化触媒１９の処理能力が低下したとき、未反応のアンモニアがアンモニア酸化触媒１９を通過するおそれがある。未反応のアンモニアがアンモニア酸化触媒１９を通過した場合、排気中のアンモニアは排気とともに大気中へ放出される。

そこで、制御部１６は、アンモニアセンサ４２で検出した排気中のアンモニアの濃度が正常な範囲外にあるとき、ポンプ５２および流体噴射弁４１を駆動する（Ｓ３０３）。これにより、流体噴射弁４１は、タンク装置３０の流体貯蔵部３４に貯えられている水を排気に噴射する（Ｓ３０４）。上述のように、アンモニアは、水に対する溶解度が非常に大きい。そのため、流体噴射弁４１から排気へ水を噴射することにより、排気に含まれるアンモニアは水に溶解する。その結果、排気中のアンモニアは、流体噴射弁４１から噴射された水によって捕集される。排気通路２０を流れる排気に噴射された水は、図示しない排水貯蔵部に貯えられ、所定の時期に廃棄される。また、アンモニアが溶解した水は、排水貯蔵部に貯えることなく、そのまま排気浄化システム１０の外部へ廃棄してもよい。

第３実施形態では、排気に水を噴射する流体噴射弁４１を備えている。そのため、例えば破損あるいは反応温度不足などによりアンモニア酸化触媒１９の処理能力が低下し、アンモニア酸化触媒１９を未反応のアンモニアが通過する場合でも、未反応のアンモニアは流体噴射弁４１から噴射された水によって捕集される。したがって、排気に含まれる未反応のアンモニアの大気中への放出防止を図ることができる。

また、第３実施形態では、流体噴射弁４１はタンク装置３０の流体貯蔵部３４に貯えられている水を噴射する。そのため、流体噴射弁４１から噴射する水を貯えるための貯蔵部を別途設ける必要がない。すなわち、流体噴射弁４１から噴射される水は、タンク装置３０においてアンモニア貯蔵部３３から漏出するアンモニアを捕集する水と共用される。したがって、部品点数の増加および構造の複雑化を抑制しつつ、大気中へのアンモニアの放出防止を図ることができる。なお、流体貯蔵部３４に水以外の流体を貯える場合、流体噴射弁４１から水以外の流体を噴射してもよい。この場合、排気中のアンモニアは流体噴射弁４１から噴射された流体に捕集される。したがって、排気に含まれるアンモニアの放出を低減することができる。

（その他の実施形態）
以上説明した複数の実施形態では、排気浄化システム１０に各実施形態を個別に適用する例について説明した。しかし、複数の実施形態を組み合わせて適用してもよい。例えば、第４実施形態による排気浄化システム１０に第１実施形態および第２実施形態の警告部２６を組み合わせてもよい。
このように、以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の第１実施形態による排気浄化システムを示す概略図 本発明の第１実施形態による排気浄化システムのタンク装置の概略を示す断面図 本発明の第１実施形態による排気浄化システムの作動の流れを示す概略図 本発明の第２実施形態による排気浄化システムを示す概略図 本発明の第２実施形態による排気浄化システムの作動の流れを示す概略図 本発明の第３実施形態による排気浄化システムを示す概略図 本発明の第３実施形態による排気浄化システムの作動の流れを示す概略図

符号の説明

図面中、１０は排気浄化システム、１１はディーゼルエンジン（内燃機関）、１３は排気管部、１５はインジェクタ（アンモニア添加弁）、１６は制御部（破損検出手段）、１７はＳＣＲ触媒（還元触媒）、１９はアンモニア酸化触媒、３０はタンク装置、３１は内側容器、３２は外側容器、３３はアンモニア貯蔵部、３４は流体貯蔵部、３５は圧力センサ（破損検出手段）、３６はｐＨセンサ（破損検出手段）、４１は流体噴射弁を示す。

Claims (7)

1. 排気中の窒素酸化物を還元する排気浄化システムにおいて、排気に添加されるアンモニアを貯えるタンク装置であって、
   内側容器と、
   前記内側容器の外側を覆う外側容器と、
   前記内側容器の内部に形成され、アンモニアを貯えるアンモニア貯蔵部と、
   前記内側容器と前記外側容器との間に形成され、アンモニアを溶解して捕集する流体を貯える流体貯蔵部と、
   を備えることを特徴とするタンク装置。
2. 前記内側容器の破損を検出する破損検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のタンク装置。
3. 前記破損検出手段は、前記アンモニア貯蔵部の圧力を検出する圧力センサを有することを特徴とする請求項２記載のタンク装置。
4. 前記破損検出手段は、前記流体貯蔵部に貯えられている流体のｐＨを検出するｐＨセンサを有することを特徴とする請求項２記載のタンク装置。
5. 前記流体貯蔵部に貯えられている流体は、水を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の排気浄化システム。
6. 請求項１から５のいずれか一項記載のタンク装置と、
   内燃機関からの排気が流れる排気通路を形成する排気管部と、
   前記排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を還元する還元触媒と、
   前記排気通路において前記還元触媒の前記内燃機関側に設けられ、前記排気通路を流れる排気に前記アンモニア貯蔵部に貯えられているアンモニアを噴射するアンモニア添加弁と、
   前記排気通路において前記還元触媒の前記内燃機関と反対側に設けられ、前記還元触媒を通過した排気にアンモニアが含まれているとき、前記排気通路を流れる排気に前記流体貯蔵部に貯えられている流体を噴射する流体噴射弁と、
   を備えることを特徴とする排気浄化システム。
7. 前記排気通路において前記還元触媒の前記内燃機関と反対側に設けられ、排気に含まれるアンモニアを酸化するアンモニア酸化触媒と、
   前記流体噴射弁からの流体の噴射を制御し、前記アンモニア酸化触媒の処理能力が低下したとき、前記流体噴射弁からの流体の噴射を許容する制御部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の排気浄化システム。

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