JP2012002120A - タンク断熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで無駄なくタンク底部の尿素水の凍結を防止できるタンク断熱構造を提供する。
【解決手段】液体還元剤を貯蔵するタンク本体１１の底部１６に断熱材１５を、底部１６のみが断熱材１５で覆われるように設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体還元剤を貯蔵する還元剤タンクのタンク断熱構造に関するものである。

ＳＣＲシステムは、尿素を還元剤として使用し排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するものである。尿素水は還元剤タンクに貯蔵され排気管内に適宜供給されるが、極寒地では長時間の車両停車中等に還元剤タンク中の尿素水が凍結しＳＣＲシステムの作動が不可能になることがあった。尿素水は約−１１℃で凍結する。

なお、特許文献１には、尿素水の解凍性能を高めるために還元剤タンクの底部にエンジン冷却水が循環する冷却水パイプを巡らせる技術が開示されている。

特開２００５−８３２２３号公報

ところで、尿素水の吸込管や温度、品質センサの検出部はタンク底部に設けられるため底部の尿素水が凍結するとシステムの作動が不可能になるが、凍結はタンクの内壁近辺から始まるため底部も早く凍結し易い。しかし単純に還元剤タンクを断熱材で覆う構造では凍結対策には優れるもののコスト高になる。また、重要なのは底部の尿素水凍結防止であり、タンク全体を覆うやり方では無駄が多いという課題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、低コストで無駄なくタンク底部の尿素水の凍結を防止できるタンク断熱構造を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、液体還元剤を貯蔵するタンク本体の底部に断熱材を、上記底部のみが断熱材で覆われるように設けたものである。

また、液体還元剤を貯蔵するタンク本体の底部と下方側部に断熱材を、上記底部と上記下方側部のみが断熱材で覆われるように設けたものである。

上記タンク本体の下方側部に設けられる断熱材の高さがタンク本体の高さの１／３以下にされるとよい。

本発明によれば、低コストで無駄なくタンク底部の尿素水の凍結を防止できる。

図１は本発明の実施形態を示す還元剤タンクの斜視説明図である。 図２は他の実施形態を示す還元剤タンクの斜視説明図である。 図３はＳＣＲシステムの概略図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図３に本実施形態に係る還元剤タンク（尿素タンク）１０が用いられるＳＣＲシステム１を示す。このＳＣＲシステム１は、車両に搭載されるエンジン２に適用されるものである。

図３に示すように、エンジン（例えば、ディーゼルエンジン）２に接続された排気管３には、排気上流側から順に、液体還元剤たる尿素水を排気管３内に噴射する尿素噴射ノズル４と、排気管３内に噴射された尿素水から生成されるアンモニアで排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元浄化するＳＣＲ触媒（選択還元触媒）５とが配設される。尿素水は還元剤タンク１０に貯蔵される。還元剤タンク１０は、第１尿素供給配管６を介して尿素供給ポンプ７の吸込み側に接続されると共に尿素戻り配管６ａを介して尿素供給ポンプ７の吐出側に接続されており、還元剤タンク１０内の尿素水を常に循環させるようになっている。また、尿素供給ポンプ７の吐出側には第２尿素供給配管９を介して尿素噴射ノズル４が接続されており、尿素噴射ノズル４に常に一定の圧力で尿素水を供給するようになっている。尿素噴射ノズル４は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット乃至電子制御ユニット）８により制御されるインジェクタ部（図示せず）を有する。ＥＣＵ８は、排気温度センサ（図示せず）で検知されるＳＣＲ触媒５の入口の排気温度がＳＣＲ触媒５の活性温度に達したとき、尿素噴射ノズル４のインジェクタ部を作動させ、排気ガス中のＮＯｘの量に見合った量の尿素水を尿素噴射ノズル４から噴射するようになっている。

図１に示すように、還元剤タンク１０は、還元剤たる尿素水を貯蔵するタンク本体１１と、タンク本体１１に上方から貫通して設けられタンク本体１１内から尿素水を取り出すための吸込管１２と、タンク本体１１内の尿素水を暖めるべくエンジン冷却水を循環させるための媒体パイプ１４と、タンク本体１１に設けられタンク本体１１内の尿素水の温度を検知する温度センサ１３と、タンク本体１１の底部に設けられた断熱材１５とを備える。

タンク本体１１は、略直方体状に形成されており、略水平な底部１６と、底部１６の外周から略垂直に延びる側部１７と、天板部１８とを備える。天板部１８には、着脱可能な天蓋１９が形成される。タンク本体１１は金属からなる。

吸込管１２は、天蓋１９に上下に貫通して設けられている。

媒体パイプ１４は、伝熱性と耐食性に優れた金属管からなり、天蓋１９に上方から貫通して設けられると共にタンク本体１１内の底部１６近傍で反転するように折り返されて天蓋１９に上方に貫通して設けられている。図３に示すように、媒体パイプ１４とエンジン２を接続する冷却水配管２０には、ＥＣＵ８からの制御信号で開閉する弁２１が設けられている。

図１に示すように、温度センサ１３は、天蓋１９上に取り付けられた基部２２と、基部２２から天蓋１９を貫通してタンク本体１１内に垂下する延出部２３と、延出部２３の下端部に形成され温度を検知する検知部２４とからなる。検知部２４は、吸込管１２の吸込口２５に近接して配置される。

断熱材１５は、発泡ウレタン等の保温材からなり、タンク本体１１の底部１６の外面（下面）に底部１６のみを覆うように貼り付けられている。すなわち、タンク本体１１の天板部１８と側部１７は露出され、タンク本体１１の底部１６のみが断熱材１５で覆われている。

次に本実施の形態の作用を述べる。

図３に示すように、還元剤タンク１０内の尿素水は、尿素供給ポンプ７によって常に吸込管１２及び第１尿素供給配管６に吸い上げられると共に尿素戻り配管６ａを介して還元剤タンク１０内に戻されている。

ＥＣＵ８は、ＳＣＲ触媒５の入口の排気温度がＳＣＲ触媒５の活性温度に達したとき、尿素噴射ノズル４のインジェクタ部を作動させ、排気ガス中のＮＯｘの量に見合った量の尿素水を尿素噴射ノズル４から噴射する。

一般に還元剤タンク１０内の尿素水が減少すると尿素水は体積に対する表面積の割合が増えて気温の影響を受けやすくなるが、タンク本体１１の底部１６には断熱材１５が設けられているため底部１６から奪われる熱は僅かであり、尿素水が凍結することはない。

また、ＥＣＵ８は、温度センサ１３で検知されるタンク本体１１内の尿素水の温度が所定温度より低くなったとき、冷却水配管２０に設けられた弁２１を開く。媒体パイプ１４にはエンジン冷却水が供給され、エンジン冷却水と熱交換をした尿素水の温度が上昇する。また、ＥＣＵ８は、尿素水が所定温度以上になったとき、弁２１を閉じる。これにより、媒体パイプ１４へのエンジン冷却水の供給が停止され、エンジンの過度な冷却が防止される。

このように、液体還元剤を貯蔵するタンク本体１１の底部１６に断熱材１５を、底部１６のみが断熱材１５で覆われるように設けたため、尿素水の凍結を低コストで無駄なく防止できる。

次に他の実施の形態について述べる。

図２は上述の還元剤タンク１０の断熱材１５に変更を加えたものである。上述と同様の構成については図面に同符号を付し、説明を省略する。

図２に示すように、断熱材３０は、タンク本体１１の底部１６の外面（下面）に底部１６を覆うように貼り付けられると共に、タンク本体１１の下方側部（側部１７の下部）の外面（側面）に下方側部を覆うように貼り付けられている。すなわち、タンク本体１１の天板部１８と側部１７の上部及び上下方向の中間部は露出され、タンク本体１１の底部１６と下方側部のみが断熱材で覆われている。タンク本体１１の下方側部に設けられる断熱材３０の高さはタンク本体１１の高さの約１／３に設定されている。

このように、液体還元剤を貯蔵するタンク本体１１の底部１６と下方側部に断熱材３０を、底部１６と下方側部のみが断熱材３０で覆われるように設けることにより、より気温の低い極寒地に対応できると共に、尿素水の凍結を低コストで無駄なく防止できる。

また、一般に尿素水の水位がタンク本体１１の高さの１／３より高いとき、尿素水は凍結し難い。このため、タンク本体１１の下方側部に設けられる断熱材３０の高さは、タンク本体１１の高さの１／３以下にするとよい。尿素水の凍結を無駄なく防止できる。

１１ タンク本体
１５ 断熱材
１６ 底部
１７ 側部
３０ 断熱材

Claims (3)

1. 液体還元剤を貯蔵するタンク本体の底部に断熱材を、底部のみが断熱材で覆われるように設けたことを特徴とするタンク断熱構造。
2. 液体還元剤を貯蔵するタンク本体の底部と下方側部に断熱材を、底部と下方側部のみが断熱材で覆われるように設けたことを特徴とするタンク断熱構造。
3. 上記タンク本体の下方側部に設けられる断熱材の高さがタンク本体の高さの１／３以下にされた請求項２記載のタンク断熱構造。

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