JP2013194666A - Cooling system of urea water for exhaust gas purification - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ガス浄化用尿素水の冷却システムに係り、特に建設機械の排気ガス浄化用尿素水の冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system for urea water for purifying exhaust gas, and more particularly to a cooling system for urea water for purifying exhaust gas of construction machinery.
従来、内燃機関の排気ガス浄化装置として、NOx選択還元触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)を設けるとともに、このNOx選択還元触媒の上流側にて排気ガス中に還元剤としての尿素水を供給し、尿素水から得られるアンモニアと排気ガス中のNOxとを反応させ、NOxを窒素と酸素に分解して浄化することが知られている。尿素水は、尿素水タンクから供給管を通して供給弁に送られ、供給弁から排気ガス中に供給される。 Conventionally, as an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, a NOx selective reduction catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction) is provided, and urea water as a reducing agent is supplied into the exhaust gas upstream of the NOx selective reduction catalyst. It is known that ammonia obtained from urea water reacts with NOx in exhaust gas, and NOx is decomposed into nitrogen and oxygen to be purified. The urea water is sent from the urea water tank to the supply valve through the supply pipe, and is supplied into the exhaust gas from the supply valve.
この際、供給弁に送り込まれた尿素水の温度が高温になり過ぎると、種々の不具合が発生することから、この不具合の発生を防止するために、供給管に冷却装置を設けたり、あるいは供給弁から尿素水タンクへ尿素水を戻す返戻管に冷却装置を設けたりすることが提案されている(例えば、特許文献1の図1、図2参照)。 At this time, if the temperature of the urea water sent to the supply valve becomes too high, various problems occur. Therefore, in order to prevent the problem from occurring, a cooling device is provided in the supply pipe or the supply is performed. It has been proposed to provide a cooling device in a return pipe for returning urea water from the valve to the urea water tank (see, for example, FIGS. 1 and 2 of Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の冷却装置は、供給管や返戻管の一部により形成されているうえ、冷却媒体として車両の走行風を利用しているため、このような装置を建設機械に適用することは困難である。すなわち、例えば、油圧ショベルで代表されるように、建設機械では、作業現場内を高速で移動することがなく、走行風自体が得られ難いため、冷却装置を十分に冷却できず、尿素水の温度を低減できないという問題がある。 However, since the cooling device of Patent Document 1 is formed by a part of the supply pipe and the return pipe and uses the traveling wind of the vehicle as a cooling medium, such a device is applied to a construction machine. It is difficult. That is, for example, as represented by a hydraulic excavator, the construction machine does not move at a high speed in the work site and the traveling wind itself is difficult to obtain. There is a problem that the temperature cannot be reduced.
また、建設機械において、内燃機関であるエンジンの排気系は、前記NOx選択還元触媒を含むほぼ全体がエンジンルーム内に収容されており、供給管や返戻管もエンジンルーム内に配管されるため、供給管や返戻管の温度が他の走行車両と比較して高温になり易い。このため、そのような供給管や返戻管の一部で冷却装置を形成すると、冷却装置もエンジンルーム内に配置されることになり、走行風が得られ難い状況では、冷却装置を益々冷却し難くなるという問題がある。 Further, in the construction machine, the exhaust system of the engine which is an internal combustion engine is almost entirely contained in the engine room including the NOx selective reduction catalyst, and the supply pipe and the return pipe are also piped in the engine room. The temperature of the supply pipe and the return pipe tends to be higher than that of other traveling vehicles. For this reason, if a cooling device is formed by a part of such a supply pipe or a return pipe, the cooling device is also arranged in the engine room, and in a situation where traveling wind is difficult to obtain, the cooling device is further cooled. There is a problem that it becomes difficult.
本発明の目的は、尿素水を良好に冷却できる排気ガス浄化用尿素水の冷却システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a urea water cooling system for exhaust gas purification that can cool urea water well.
第1発明に係る排気ガス浄化用素水の冷却システムは、エンジンのエンジン冷却回路とは独立した尿素水冷却回路が設けられ、前記尿素水冷却回路は、尿素水を尿素水タンクから尿素水供給バルブに供給する尿素水供給チューブを冷却する冷却チューブと、前記冷却チューブに冷却水を供給するポンプと、前記冷却チューブから流出する冷却水が流入する放熱器とを備え、前記放熱器から流出した冷却水が前記ポンプに戻って循環する構成であることを特徴とする。 The cooling system for purifying exhaust gas according to the first invention is provided with a urea water cooling circuit independent of the engine cooling circuit of the engine, and the urea water cooling circuit supplies urea water from a urea water tank. A cooling tube for cooling the urea water supply tube supplied to the valve; a pump for supplying cooling water to the cooling tube; and a radiator into which cooling water flowing out from the cooling tube flows in. The cooling water is configured to circulate back to the pump.
第2発明に係る排気ガス浄化用尿素水の冷却システムでは、前記尿素水冷却回路は、前記エンジン冷却回路からのエンジン冷却水と前記尿素水冷却回路中の冷却水との熱交換を行う熱交換器と、冷却水の前記熱交換器への流れと前記放熱器への流れとを切り換える流路切換手段とを備えていることを特徴とする。 In the urea water cooling system for exhaust gas purification according to the second invention, the urea water cooling circuit exchanges heat between the engine cooling water from the engine cooling circuit and the cooling water in the urea water cooling circuit. And a flow path switching means for switching between a flow of cooling water to the heat exchanger and a flow to the radiator.
第3発明に係る排気ガス浄化用尿素水の冷却システムでは、前記流路切換手段は、サーモバルブであることを特徴とする。
第4発明に係る排気ガス浄化用尿素水の冷却システムでは、前記流路切換手段は、電磁バルブであり、前記電磁バルブの上流側の流路に設けられた冷却水温度検出手段と、前記冷却水温度検出手段からの検出信号に基づいて、前期電磁バルブへの流路切換信号を出力する制御装置とを備えることを特徴とする。
In the exhaust gas purification urea water cooling system according to the third aspect of the present invention, the flow path switching means is a thermo valve.
In the cooling system for urea water for exhaust gas purification according to the fourth aspect of the invention, the flow path switching means is an electromagnetic valve, the cooling water temperature detecting means provided in the flow path upstream of the electromagnetic valve, and the cooling And a control device that outputs a flow path switching signal to the previous electromagnetic valve based on a detection signal from the water temperature detection means.
第5発明に係る排気ガス浄化用尿素水の冷却システムでは、前記冷却チューブは、前記尿素水供給チューブの一端側に対応して設けられた冷却水の流入部および流出部と、前記尿素水供給チューブの他端側に対応して設けられた折返し部とを有するとともに、前記尿素水供給チューブに添って配置されていることを特徴とする。 In the urea water cooling system for exhaust gas purification according to a fifth aspect of the invention, the cooling tube includes an inflow portion and an outflow portion of cooling water provided corresponding to one end side of the urea water supply tube, and the urea water supply. And a folded portion provided corresponding to the other end of the tube, and is disposed along the urea water supply tube.
第6発明に係る排気ガス浄化用尿素水の冷却システムでは、前記折返し部は、前記尿素水供給バルブに配置されていることを特徴とする。 In the urea water cooling system for exhaust gas purification according to the sixth aspect of the present invention, the folding portion is disposed in the urea water supply valve.
第7発明に係る排気ガス浄化用尿素水の冷却システムでは、前記冷却チューブは、前記尿素水供給チューブの一端側に対応して設けられた冷却水の流入部と、前記尿素水供給チューブの他端側に対応して設けられた冷却水の流出部とを有するとともに、前記尿素水供給チューブを覆う2重管構造を形成していることを特徴とする。 In the urea water cooling system for exhaust gas purification according to the seventh aspect of the present invention, the cooling tube includes a cooling water inflow portion provided corresponding to one end side of the urea water supply tube, and the urea water supply tube. And a cooling water outflow portion provided corresponding to the end side, and a double pipe structure that covers the urea water supply tube is formed.
第8発明に係る排気ガス浄化用尿素水の冷却システムでは、前記冷却チューブは、前記尿素水供給チューブの一端側に対応して設けられた冷却水の流入部と、前記尿素水供給チューブの他端側に対応して設けられた冷却水の流出部とを有するとともに、前記尿素水供給チューブに添うように配置されていることを特徴とする。 In the urea water cooling system for exhaust gas purification according to the eighth aspect of the invention, the cooling tube includes a cooling water inflow portion provided corresponding to one end of the urea water supply tube, and the urea water supply tube. It has a cooling water outflow portion provided corresponding to the end side, and is arranged so as to follow the urea water supply tube.
第1発明によれば、尿素水供給チューブを冷却水にて強制冷却する専用の尿素水冷却回路を設けるので、尿素水供給チューブをエンジンルーム内に配置したり、走行風が得られ難くかったりする建設機械の場合でも、尿素水を良好に冷却でき、排気ガスの浄化を確実に実施できる。 According to the first aspect of the invention, the dedicated urea water cooling circuit for forcibly cooling the urea water supply tube with the cooling water is provided. Therefore, the urea water supply tube is disposed in the engine room, and it is difficult to obtain traveling wind. Even in the case of a construction machine, the urea water can be cooled well and the exhaust gas can be purified reliably.
第2発明によれば、尿素水冷却回路には、エンジン冷却水と尿素水冷却用の冷却水との熱交換を行う熱交換器を設けるとともに、冷却水の放熱器への流れと熱交換器への流れとを切り換える流路切換手段を設けるので、尿素水が凍結するおそれのある環境下では、流路切換手段により冷却水を熱交換器へ流し、冷却水と温度の高いエンジン冷却水との間で熱交換すればよく、温度が上昇した冷却水により尿素水を温めることができて、尿素水の凍結を防止できる。 According to the second invention, the urea water cooling circuit is provided with a heat exchanger for exchanging heat between the engine cooling water and the cooling water for cooling the urea water, and the flow of the cooling water to the radiator and the heat exchanger In the environment where urea water may be frozen, the flow path switching means causes the cooling water to flow to the heat exchanger, and the cooling water and the high-temperature engine cooling water are provided. It is only necessary to exchange heat between the two, and the urea water can be warmed by the cooling water whose temperature has risen, and freezing of the urea water can be prevented.
第3発明によれば、流路切換手段としてサーモバルブを用いるので、構成が簡素であるうえ、信頼性および耐久性を良好にできる。
第4発明によれば、流路切換手段として電磁バルブを用い、電磁バルブでの流路切換制御を冷却水温度検出手段での検出信号に基づいて制御装置が行うので、流路を切り換えるための設定温度をソフトウェアの変更等により容易に実施でき、経年的に尿素水のアンモニアへの変質温度や凍結温度にばらつきが生じ、冷却水温度との関係にずれが生じた場合でも、切換設定温度を変更することで容易に対応でき、尿素水の変質や凍結をより確実に防止できる。
According to the third invention, since the thermo valve is used as the flow path switching means, the configuration is simple and the reliability and durability can be improved.
According to the fourth invention, the electromagnetic valve is used as the flow path switching means, and the control device performs the flow path switching control by the electromagnetic valve based on the detection signal from the cooling water temperature detection means. The set temperature can be easily implemented by changing the software, etc., and even if the change temperature of the urea water to ammonia or the freezing temperature varies over time, and the deviation from the relationship with the cooling water temperature occurs, the switch set temperature can be set. By changing, it can be easily handled, and the alteration and freezing of urea water can be more reliably prevented.
第5発明によれば、冷却チューブを折返し部で折り返して使用することにより、冷却チューブでの冷却水の流入部および流出部が尿素水供給チューブの一端側に集約されるので、冷却水を供給する流路を尿素水供給チューブの他端側まで延ばす必要がなく、冷却チューブの取り回しを容易にできる。 According to the fifth aspect of the present invention, the cooling tube is folded and used at the folded portion, so that the cooling water inflow portion and the outflow portion in the cooling tube are concentrated on one end side of the urea water supply tube. It is not necessary to extend the flow path to the other end side of the urea water supply tube, and the cooling tube can be easily handled.
第6発明によれば、尿素水冷却回路を用いられる冷却水により、尿素水供給バルブを冷却することができ、尿素水供給バルブ内に供給された尿素水を尿素水冷却回路の冷却水にて冷却できる。 According to the sixth aspect of the invention, the urea water supply valve can be cooled by the cooling water using the urea water cooling circuit, and the urea water supplied into the urea water supply valve is used as the cooling water of the urea water cooling circuit. Can be cooled.
第7発明によれば、尿素水供給チューブを内管とし、冷却チューブを外管とする2重管構造となり、冷却チューブ内の冷却水を尿素水供給チューブの外面に直接接触させて尿素水を冷却でき、冷却を効率的に行える。 According to the seventh invention, the urea water supply tube is an inner tube and the cooling tube is an outer tube, and a double tube structure is formed. The cooling water in the cooling tube is brought into direct contact with the outer surface of the urea water supply tube, and urea water is supplied. Cooling can be performed efficiently.
第8発明によれば、構造を簡素にしつつ、本発明の目的を達成できる。また、尿素水供給チューブおよび冷却チューブの合計数によっては、尿素水供給チューブ回りに冷却チューブを配置した場合の各チューブの配置位置を安定させることができる。 According to the eighth invention, the object of the present invention can be achieved while simplifying the structure. Further, depending on the total number of urea water supply tubes and cooling tubes, the arrangement position of each tube when the cooling tubes are arranged around the urea water supply tube can be stabilized.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第2、第3、第4実施形態において、以下に説明する第1実施形態と同じ部材には同一符号を付し、第2、第3、第4実施形態でのそれらの説明を省略または簡略化する。
図1は、本実施形態に係る冷却システム10の尿素水冷却回路11を示す図である。図1において、冷却システム10は、建設機械に搭載の排気ガス浄化装置に供給される尿素水を冷却するシステムである。
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the second, third, and fourth embodiments to be described later, the same members as those in the first embodiment described below are denoted by the same reference numerals, and the descriptions in the second, third, and fourth embodiments are given. Is omitted or simplified.
FIG. 1 is a diagram illustrating a urea
ここで、建設機械としては、例えば、油圧ショベル、ホイールローダ、ブルドーザ、ダンプトラック、モーターグレーダ等が挙げられる。
排気ガス浄化装置としては、排気ガス中のパーティキュレートを捕集するスートフィルタが内蔵された上流側浄化装置と、ゼオライト、バナジウム等の卑金属からなる尿素脱硝触媒(SCRの一種)を用いた下流側浄化装置とから構成される。上流側浄化装置の下流側に下流側浄化装置が配置される。これらの浄化装置は、建設機械に搭載されたエンジンからの排気管の途中に設けられる。上流側および下流側とは、排気ガスの流れ方向での上流側および下流側のことである。
Here, examples of the construction machine include a hydraulic excavator, a wheel loader, a bulldozer, a dump truck, and a motor grader.
As an exhaust gas purification device, an upstream purification device incorporating a soot filter that collects particulates in exhaust gas and a downstream side using a urea denitration catalyst (a type of SCR) made of a base metal such as zeolite or vanadium. It consists of a purification device. A downstream purification device is disposed downstream of the upstream purification device. These purification apparatuses are provided in the middle of the exhaust pipe from the engine mounted on the construction machine. The upstream side and the downstream side are the upstream side and the downstream side in the exhaust gas flow direction.
このうちの下流側浄化装置は、図1に示す尿素水供給部1を備える。尿素水供給部1は、尿素水タンク2に貯留された尿素水を、サプライモジュールを構成する尿素水ポンプ3によって吸引し、尿素水供給チューブ4を通してドージングモジュールを構成する尿素水供給バルブ5に供給する。
Of these, the downstream purification apparatus includes the urea water supply unit 1 shown in FIG. 1. The urea water supply unit 1 sucks the urea water stored in the urea water tank 2 by the urea water pump 3 constituting the supply module, and supplies it to the urea
また、尿素水供給バルブ5は、尿素水を排気管中に噴出する構成である。噴出された尿素水は、加水分解されてアンモニアとなり、尿素脱硝触媒にて還元剤として作用する。つまり、尿素水から得られるアンモニアを還元剤として排気ガス中のNOxと反応させ、NOxを窒素と酸素に分解して浄化する。
The urea
冷却システム10の尿素水冷却回路11は、そのような尿素水を冷却する。この尿素水冷却回路11は、エンジン6のエンジン冷却回路7とは独立している。このため尿素水冷却回路11では、エンジン6を冷却するエンジン冷却水に対して、合流や分流することのない別系統の冷却水が用いられる。
The urea
具体的に尿素水冷却回路11は、尿素水供給チューブ4をその全長の大部分に渡って覆う冷却チューブ20と、冷却チューブ20に流路31を介して冷却水を供給する電動ポンプ30と、冷却チューブ20から流出する冷却水が流路21を通して流入する放熱器40と、流路21に設けられた流路切換手段としてのサーモバルブ50と、冷却水をサーモバルブ50から電動ポンプ30の上流側に戻すバイパス流路51に設けられた熱交換器60とを備え、放熱器40および熱交換器60から流出する冷却水が流路41を通して電動ポンプ30で吸引され、循環するように構成されている。
Specifically, the urea
つまり、尿素水冷却回路11によれば、尿素水供給チューブ4内を流れる尿素水は、その外側の冷却チューブ20内を流れる冷却水にて強制的に冷却される。尿素水供給チューブ4がエンジンルーム内を通ることで、尿素水の温度が高くなる。尿素水は70℃を越えた辺りからアンモニアに変質し、尿素水供給バルブ5等の機器の性能、耐久性に悪影響を及ぼす。このため、70℃を越えないよう、温度の高い尿素水を尿素水供給チューブ4の外側から冷却水にて冷却する。尿素水の冷却に供された冷却水は、尿素水からの受熱により温度が高くなるので、冷却チューブ20から放熱器40に送られて放熱され、電動ポンプ30に戻る。
That is, according to the urea
一方、尿素水は、−11℃近辺で凍結する。尿素水が凍結するおそれのある環境下では、冷却水を加熱して温度を高め、温度の高い冷却水を冷却チューブ20に供給して尿素水の凍結を防止する必要がある。そのために、尿素水冷却回路11の熱交換器60には、エンジン6から温度の高いエンジン冷却水が供給され、このエンジン冷却水によって冷却チューブ20に供給される冷却水を温め、尿素水を凍結しない温度にする。また、エンジンが停止している間に尿素水が凍結してしまうことがある。この場合でも、エンジンを始動させ、温められたエンジン冷却水で冷却チューブ20に供給する冷却水を温め、尿素水を解凍することができる。なお、熱交換器60へのエンジン冷却水は、尿素水冷却回路11を循環する冷却水とは混ざり合わないため、尿素水冷却回路11でのエンジン冷却回路7からの独立性は維持される。
On the other hand, urea water freezes around -11 ° C. In an environment where the urea water may freeze, it is necessary to heat the cooling water to increase the temperature and to supply the cooling water having a high temperature to the cooling
このような冷却水の放熱器40での放熱、あるいは熱交換器60での加熱は、サーモバルブ50において、冷却チューブ20からの冷却水の流れを切り換えることで行われる。サーモバルブ50での切換設定温度は、尿素水の凍結温度に基づく冷却水温度に換算されて設定されている。冷却水が切換設定温度以下では、サーモバルブ50は、流路21を遮断してバイパス流路51を開放し、冷却チューブ20からの冷却水を熱交換器60に流して、熱交換器60で加熱する。冷却水が切換設定温度を超えているときには、バイパス流路51を遮断して流路21を連通させ、冷却水の熱を放熱器40で放熱させる。
Such heat radiation in the
この際、放熱器40は、通常のラジエータ構造を有しており、このような放熱器40へは、図示しないエンジン冷却ファンからの冷却風の一部が供給される。電動ポンプ30は、冷却水を圧送するのに一般的に用いられるものであり、ここでの詳細な説明を省略する。サーモバルブ50および熱交換器60についても、他の冷却回路で多用されるものであり、ここでの詳細な説明を省略する。
At this time, the
以下には、冷却チューブ20について、詳細に説明する。
図1において、冷却チューブ20での冷却水の流入部20Aおよび流出部20Bは、尿素水供給チューブ4の基端側(上流側と同意)に対応した位置に設けられている。すなわち、冷却チューブ20においては、尿素水供給チューブ4の基端側の近傍で冷却水の流入出が行われ、尿素水供給チューブ4の先端側(下流側と同意)に対応した位置では、冷却水が折り返して流れるようになっている。なお、流入部20Aおよび流出部20Bは、複数本の冷却チューブ20用にまとめて1つずつ設けられてもよいし、個々の冷却チューブ20毎に設けられてもよい。
Below, the cooling
In FIG. 1, the cooling
図2、図3には、尿素水供給チューブ4を覆っている状態の冷却チューブ20の断面図が示されている。図2、図3において、尿素水供給チューブ4および冷却チューブ20は、中央の一本に対して、その外側に6本を配した多重チューブ70を用いることで実現される。多重チューブ70では、中央の一本により尿素水供給チューブ4が形成され、その外側に添うように配置された3本により冷却チューブ20が形成されている。
2 and 3 are sectional views of the cooling
そして、3本の冷却チューブ20はそれぞれ、一端が流入部20Aに接続された冷却水供給チューブ22と、一端が流出部20Bに接続された冷却水戻りチューブ23とで構成され、これらの他端側同士が折返し部20Cで連続している。この結果、多重チューブ70の断面視においては、尿素水供給チューブ4回りに6本のチューブが出現することになる。
Each of the three
尿素水供給チューブ4回りに6本のチューブが配置されると、全体を被覆71で覆った場合に断面形状が型くずれし難く、各チューブの位置が互いに接触した状態で安定する。従って、尿素水供給チューブ4が冷却チューブ20にて体良く囲まれることとなり、尿素水を効率よく冷却できる。また、そのような6本のチューブは、周方向において、冷却水供給チューブ22および冷却水戻りチューブ23が交互に配置されている。
When six tubes are arranged around the urea water supply tube 4, the cross-sectional shape is not easily deformed when the whole is covered with the
前記第1実施形態では、折返し部20Cは尿素水供給チューブ4の端部に設けられているが、尿素水供給バルブ5の外周に配置してもよい。また、尿素水供給バルブ5の内部を通過するように構成してもよい。それにより、冷却水にて尿素水を冷却するだけでなく、尿素水供給バルブ5の冷却も同時に行うことが可能になる。
In the first embodiment, the folded
以上に説明した第1実施形態の冷却システム10によれば、尿素水供給チューブ4を冷却水にて強制冷却する専用の尿素水冷却回路11が設けられているため、尿素水供給チューブ4をエンジンルーム内に配置したり、走行風が得られ難くかったりする建設機械の場合でも、尿素水を良好に冷却でき、排ガスの浄化を確実に実施できるという効果がある。
According to the
〔第2実施形態〕
図4には、本発明の第2実施形態が示されている。
前記第1実施形態では、流路21にサーモバルブ50(図1)が設けられていたが、第2実施形態では、流路切換手段としての電磁バルブ80が設けられている。さらに、電磁バルブ80上流側の流路21には、温度センサ等の冷却水温度検出手段81が設けられている。電磁バルブ80による流路切換は、冷却水温度検出手段81の検出信号に基づき、制御装置90によって制御される。このため、冷却水温度検出手段81から出力される検出信号は制御装置90に入力され、制御装置90から出力される流路切換信号は電磁バルブ80に入力される。他の構成は、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
In the first embodiment, the thermo valve 50 (FIG. 1) is provided in the
このような構成によれば、冷却水温度検出手段81での検出信号に基づき、冷却水の加熱が必要であると制御装置90が判断した場合、制御装置90は電磁バルブ80に流路切換信号を出力し、流路21を遮断して冷却水を熱交換器60に流すように制御する。これにより、尿素水の凍結を防止する。反対に、冷却水の放熱が必要であると制御装置90が判断した場合、制御装置90は電磁バルブ80に流路切換信号を出力し、バイパス流路51を遮断して冷却水を放熱器40に流すように制御する。これにより、尿素水の冷却を行う。
According to such a configuration, when the
本実施形態では、第1実施形態と同様な効果を得ることができるうえ、電磁バルブ80による流路切換制御を制御装置90にて行うので、切換設定温度の設定変更をソフトウェアの変更等により容易にできる。このため、尿素水のアンモニアへの変質温度や凍結温度にばらつきが生じ、冷却水温度との関係にずれが生じた場合でも、切換設定温度を変更することで容易に対応でき、尿素水の変質や凍結を確実に防止できる。しかも、冷却水温度検出手段81の分解能によっては、サーモバルブ50に比して切換制御をより緻密に行える。
In the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the flow switching control by the
〔第3実施形態〕
図5、図6には、本発明の第3実施形態が示されている。
前記第1実施形態では、多重チューブ70として、冷却チューブ20が3本用いられ、それぞれが尿素水供給バルブ5側で折り返されていたが、第3実施形態では、2重チューブ100として、尿素水供給チューブ4を覆う冷却チューブ20が一本用いられ、2重管構造を有している。従って、第1実施形態のような折返し部20C(図3)が存在せず、冷却チューブ20では、尿素水供給チューブ4の先端側に対応した位置に流入部20Aが設けられ、尿素水供給チューブ4の基端側に対応した位置に流出部20Bが設けられている。つまり、流入部20Aおよび流出部20Bは、冷却チューブ20の一端側と他端側とに離間して設けられている。他の構成は、第1実施形態と同じである。
[Third Embodiment]
5 and 6 show a third embodiment of the present invention.
In the first embodiment, three
また、具体的な図示を省略するが、流入部20Aおよび流出部20Bでは、流路21,31と冷却チューブ20とが尿素水供給チューブ4に挿通された継手を介して連通している。そして、流路31を通して供給される冷却水は、流入部20Aでの継手を介して冷却チューブ20内に流入し、尿素水供給チューブ4の外側を基端側に向けて流れる。尿素水供給チューブ4の外側を流れた冷却水は、流出部20Bでの継手を介して流路21内に流出する。
本実施形態でも、尿素水を良好に冷却でき、本発明の目的を達成できる。
Although not shown in the drawings, in the
Also in this embodiment, urea water can be cooled well and the object of the present invention can be achieved.
〔第4実施形態〕
前記第3実施形態では、2重チューブ100(図5、図6)が用いられていたが、第4実施形態では、尿素水冷却チューブに添うように1本の冷却チューブを配置している。本実施形態では、本発明の目的を達成しつつ、他の実施形態に比べてより簡素な構成にできる。本実施形態によれば、各チューブの断面は通常の円形であってもよいし、半円形であってもよい。半円形の場合には、それぞれの平坦面部分同士を接触させて配置し、全体で円形の断面形状とすることにより、互いの接触面積が大きくなり、冷却、加熱効果が上がる。
[Fourth Embodiment]
In the third embodiment, the double tube 100 (FIGS. 5 and 6) is used. However, in the fourth embodiment, one cooling tube is disposed so as to follow the urea water cooling tube. In the present embodiment, it is possible to achieve a simpler configuration as compared with other embodiments while achieving the object of the present invention. According to this embodiment, the cross section of each tube may be a normal circle or a semicircle. In the case of a semicircular shape, the respective flat surface portions are arranged in contact with each other to form a circular cross-sectional shape as a whole, thereby increasing the contact area with each other and improving the cooling and heating effects.
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第1実施形態では、3本の冷却チューブ20を折り返して用いることにより、多重チューブ70の断面として、中央の尿素水供給チューブ4回りに6本のチューブが出現する構造としていた。これは、各チューブの配置位置を安定させるためでもあるが、同様に配置位置を安定させる構造としては、尿素水供給チューブ4に対して2本のチューブが出現する構造としてもよい。このような場合には、1本の冷却水供給チューブと1本の冷却水戻りチューブとを尿素水供給チューブに添わすことになる。この結果、断面が略三角形状になり、配置位置を安定させることができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the first embodiment, by using the three
また、前記第4実施形態では、1本の尿素水供給チューブに添うように1本の冷却チューブを配置しているが、これを1本の冷却チューブを尿素水供給チューブの一端側で複数本に分岐し、尿素水供給チューブを囲むように配置し、尿素水供給チューブの他端側で複数本の冷却チューブを合流させてもよい。この結果、断面を略三角形状や図2のようにでき、配置位置を安定させることができる。 In the fourth embodiment, one cooling tube is arranged so as to follow one urea water supply tube, but a plurality of cooling tubes are arranged on one end side of the urea water supply tube. The urea water supply tube may be arranged so as to be branched, and a plurality of cooling tubes may be joined at the other end side of the urea water supply tube. As a result, the cross section can be made substantially triangular or as shown in FIG. 2, and the arrangement position can be stabilized.
前記第1、第2実施形態では、冷却チューブ20の流入部20Aおよび流出部20Bが尿素水供給チューブ4の基端側に対応した位置に設けられ、折返し部20Cが先端側に対応した位置に設けられていたが、反対に、冷却チューブの流入部および流出部を尿素水供給チューブの先端側に対応した位置に設け、折返し部を先端側に対応した位置に設けてもよい。
In the first and second embodiments, the
前記第3、第4実施形態では、冷却チューブ20の流入部20Aが尿素水供給チューブ4の先端側に対応した位置に設けられ、流出部20Bが基端側に対応した位置に設けられていたが、反対に、冷却チューブの流入部を尿素水供給チューブの基端側に対応した位置に設け、流出部を先端側に対応した位置に設けてもよい。しかし、尿素水供給バルブ5に近づくにつれて尿素水の温度が高くなることが予想されるため、第3、第4実施形態のように、より低温の状態にある冷却水を尿素水供給チューブ4の先端側から流入させることが好ましい。
In the third and fourth embodiments, the
前記各実施形態では、本発明に係るポンプとして電動ポンプ30を用いたが、電動に限らず、油圧ポンプや、エンジンの出力を一部利用した機械式のポンプであってもよい。
前記各実施形態では、サーモバルブ50や電磁バルブ80といった流路切換手段、および熱交換器60が設けられていたが、これらは尿素水が凍結するおそれのある場合に設けられればよく、そのようなおそれがない場合には、省略可能である。
In each of the above embodiments, the
In each of the above-described embodiments, the flow path switching means such as the
本発明は、特に走行風が得難く、排気ガス浄化装置がエンジンルーム内に収容されている建設機械に好適に利用できる他、輸送トラック等の走行車両や、ディーゼルエンジン等の内燃機関を用いた定置式の発電機にも利用できる。 The present invention is particularly difficult to obtain a traveling wind, and can be suitably used for a construction machine in which an exhaust gas purifying device is housed in an engine room. In addition, a traveling vehicle such as a transportation truck or an internal combustion engine such as a diesel engine is used. It can also be used for stationary generators.
2…尿素水タンク、4…尿素水供給チューブ、5…尿素水供給バルブ、7…エンジン冷却回路、10…冷却システム、11…尿素水冷却回路、20…冷却チューブ、20A…流入部、20B…流出部、20C…折返し部、21…流路、30…ポンプである電動ポンプ、40…放熱器、50…流路切換手段であるサーモバルブ、60…熱交換器、80…流路切換手段である電磁バルブ、81…冷却水温度検出手段、90…制御装置。 2 ... urea water tank, 4 ... urea water supply tube, 5 ... urea water supply valve, 7 ... engine cooling circuit, 10 ... cooling system, 11 ... urea water cooling circuit, 20 ... cooling tube, 20A ... inflow part, 20B ... Outflow part, 20C ... turn-up part, 21 ... flow path, 30 ... electric pump as a pump, 40 ... radiator, 50 ... thermo valve as flow path switching means, 60 ... heat exchanger, 80 ... flow path switching means A certain electromagnetic valve, 81 ... cooling water temperature detecting means, 90 ... control device.
Claims (8)
エンジンのエンジン冷却回路とは独立した尿素水冷却回路が設けられ、
前記尿素水冷却回路は、
尿素水を尿素水タンクから尿素水供給バルブに供給する尿素水供給チューブを冷却する冷却チューブと、
前記冷却チューブに冷却水を供給するポンプと、
前記冷却チューブから流出する冷却水が流入する放熱器とを備え、
前記放熱器から流出した冷却水が前記ポンプに戻って循環する構成である
ことを特徴とする排気ガス浄化用尿素水の冷却システム。 A cooling system for urea water for exhaust gas purification,
A urea water cooling circuit independent of the engine cooling circuit of the engine is provided,
The urea water cooling circuit is
A cooling tube for cooling the urea water supply tube for supplying urea water from the urea water tank to the urea water supply valve;
A pump for supplying cooling water to the cooling tube;
A radiator into which cooling water flowing out of the cooling tube flows,
A cooling system for exhaust gas purification urea water, wherein the cooling water flowing out from the radiator is circulated back to the pump.
前記尿素水冷却回路は、
前記エンジン冷却回路からのエンジン冷却水と前記尿素水冷却回路中の冷却水との熱交換を行う熱交換器と、
冷却水の前記熱交換器への流れと前記放熱器への流れとを切り換える流路切換手段とを備えている
ことを特徴とする排気ガス浄化用尿素水の冷却システム。 The cooling system for urea water for exhaust gas purification according to claim 1,
The urea water cooling circuit is
A heat exchanger for exchanging heat between the engine cooling water from the engine cooling circuit and the cooling water in the urea water cooling circuit;
A cooling system for urea water for exhaust gas purification, characterized by comprising a flow path switching means for switching between a flow of cooling water to the heat exchanger and a flow to the radiator.
前記流路切換手段は、サーモバルブである
ことを特徴とする排気ガス浄化用尿素水の冷却システム。 The cooling system for urea water for exhaust gas purification according to claim 2,
The flow path switching means is a thermo valve. A cooling system for urea water for exhaust gas purification, wherein:
前記流路切換手段は、電磁バルブであり、
前記電磁バルブの上流側の流路に設けられた冷却水温度検出手段と、
前記冷却水温度検出手段からの検出信号に基づいて、前期電磁バルブへの流路切換信号を出力する制御装置とを備える
ことを特徴とする排気ガス浄化用尿素水の冷却システム。 The cooling system for urea water for exhaust gas purification according to claim 2,
The flow path switching means is an electromagnetic valve,
A coolant temperature detecting means provided in a flow path upstream of the electromagnetic valve;
A urea water cooling system for purifying exhaust gas, comprising: a control device that outputs a flow path switching signal to the electromagnetic valve based on a detection signal from the cooling water temperature detecting means.
前記冷却チューブは、
前記尿素水供給チューブの一端側に対応して設けられた冷却水の流入部および流出部と、
前記尿素水供給チューブの他端側に対応して設けられた折返し部とを有するとともに、
前記尿素水供給チューブに添って配置されている
ことを特徴とする排気ガス浄化用尿素水の冷却システム。 In the cooling system for urea water for exhaust gas purification according to any one of claims 1 to 4,
The cooling tube is
A cooling water inflow portion and an outflow portion provided corresponding to one end side of the urea water supply tube;
And having a folded portion provided corresponding to the other end side of the urea water supply tube,
A urea water cooling system for purifying exhaust gas, which is disposed along the urea water supply tube.
前記折返し部は、前記尿素水供給バルブに配置されている
ことを特徴とする排気ガス浄化用尿素水の冷却システム。 In the cooling system of urea water for exhaust gas purification according to claim 5,
The said folding | returning part is arrange | positioned at the said urea water supply valve. The urea water cooling system for exhaust gas purification characterized by the above-mentioned.
前記冷却チューブは、
前記尿素水供給チューブの一端側に対応して設けられた冷却水の流入部と、
前記尿素水供給チューブの他端側に対応して設けられた冷却水の流出部とを有するとともに、
前記尿素水供給チューブを覆う2重管構造を形成している
ことを特徴とする排気ガス浄化用尿素水の冷却システム。 In the cooling system for urea water for exhaust gas purification according to any one of claims 1 to 4,
The cooling tube is
A cooling water inflow portion provided corresponding to one end of the urea water supply tube;
A cooling water outlet provided corresponding to the other end of the urea water supply tube, and
A dual pipe structure that covers the urea water supply tube is formed. A cooling system for urea water for purifying exhaust gas, wherein:
前記冷却チューブは、
前記尿素水供給チューブの一端側に対応して設けられた冷却水の流入部と、
前記尿素水供給チューブの他端側に対応して設けられた冷却水の流出部とを有するとともに、
前記尿素水供給チューブに添うように配置されている
ことを特徴とする排気ガス浄化用尿素水の冷却システム。 In the cooling system for urea water for exhaust gas purification according to any one of claims 1 to 4,
The cooling tube is
A cooling water inflow portion provided corresponding to one end of the urea water supply tube;
A cooling water outlet provided corresponding to the other end of the urea water supply tube, and
A urea water cooling system for exhaust gas purification, which is disposed so as to follow the urea water supply tube.
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