JP2016205296A - 排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】万が一の燃料漏れの発生時にも短時間のうちに多量の燃料が漏れ出てしまうことを抑制し得る排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気管途中に燃料添加を要する後処理装置を備えると共に、該後処理装置に向けエンジンフィードポンプからシャシ側を通し燃料供給経路３を配索し、該燃料供給経路３により前記エンジンフィードポンプから添加燃料を導いて前記後処理装置に添加するようにした排気浄化装置に関し、燃料供給経路３の最上流部に流路絞り部９を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料添加を要する後処理装置を用いた排気浄化装置に関するものである。

従来、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にＮＯx（窒素酸化物）をＨＣ（還元剤）と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に燃料を添加することにより、該燃料から生成されるＨＣガスを還元剤として選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯxと還元反応させ、これによりＮＯxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。

他方、ディーゼルエンジンの排気浄化を図る場合、排気ガス中のＮＯxを除去するだけでは十分ではなく、排気ガス中に含まれるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）についてもパティキュレートフィルタを通して捕集する必要があるが、この種のパティキュレートフィルタを採用する場合には、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要がある。

このため、パティキュレートフィルタの前段に、フロースルー型の酸化触媒を付帯装備させ、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階で前記酸化触媒より上流の排気ガス中に燃料を添加してパティキュレートフィルタを強制再生することが考えられている。

つまり、酸化触媒より上流の排気ガス中に燃料を添加すれば、その添加燃料（ＨＣ）が前段の酸化触媒を通過する間に酸化反応するので、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる。

このように燃料添加を要する選択還元型触媒やパティキュレートフィルタといった後処理装置に対しては、エンジンフィードポンプからエンジン駆動用燃料の一部を流用して燃料添加を行うようにしているが、近年においては、この種の後処理装置を排気管の下流側にあるマフラ内に収容するようになってきているため、後処理装置が車両後方のエンジンから離れた場所に設置される場合がある。

このような場合、図５に示す如く、エンジンフィードポンプ１からシャシ２側を通し燃料供給経路３を配索し、該燃料供給経路３によりエンジンフィードポンプ１から添加燃料を導いて排気管４途中の後処理装置５に添加することが考えられているが、シャシ２側を通して燃料供給経路３を配索するにあたっては、該燃料供給経路３における燃料漏れの対策が最も重要な課題となる。

即ち、ディーゼルエンジン６側からシャシ２側へと渡る燃料供給経路３は、ディーゼルエンジン６側とシャシ２側との間の相対動を吸収し得るよう一部にゴムなどの柔軟素材から成る可撓性ホース７，７’が用いられ、残りの部分が金属製の燃料配管８により構成されるようになっているが、これら可撓性ホース７，７’及び燃料配管８は、シャシ２側を長い経路で配索されることになるため、路面からの飛石による損傷や、冬季における融雪剤などの跳ね上げによる腐食を完全に回避することが難しいからである。

因みに、エンジンフィードポンプ１を流用しないで別置きポンプにより添加燃料を専用の別タンクから導くことで後処理装置への添加燃料の供給圧を低圧化することも考えられるが、そのようにしたのでは設備コストの大幅な高騰を招いてしまう結果となるため、エンジンフィードポンプ１を有効利用する方向性での対策が求められている。

尚、この種の排気浄化装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１などがある。

特開２００８−２５４３８号公報

しかしながら、前述の如きエンジンフィードポンプ１から添加燃料を導いて後処理装置５に添加する方式の場合、燃料の供給圧がエンジンフィードポンプ１のポンプ圧に依存しているため、アイドリング状態のような低回転時にも確実な燃料供給を行い得るように設定すると、ディーゼルエンジン６の高回転時に燃料の供給圧が高くなって万が一の燃料漏れの発生時に多量の燃料が短時間で漏れ出てしまうことが懸念されている。

このため、燃料供給経路３の上流側と下流側とに圧力センサ（図示せず）を夫々配設して圧力差を監視し、この圧力差が閾値以上となった時に燃料漏れを判定する対策が検討されているが、確実を期すれば燃料漏れの判定までに時間遅れが生じて多量の燃料が漏れ出てしまいかねず、燃料漏れの判定の閾値を下げれば誤判定が増えるという不具合が起こってしまう。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、万が一の燃料漏れの発生時にも短時間のうちに多量の燃料が漏れ出てしまうことを抑制し得る排気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明は、排気管途中に燃料添加を要する後処理装置を備えると共に、該後処理装置に向けエンジンフィードポンプからシャシ側を通し燃料供給経路を配索し、該燃料供給経路により前記エンジンフィードポンプから添加燃料を導いて前記後処理装置に添加するようにした排気浄化装置において、燃料供給経路の最上流部に流路絞り部を設けたことを特徴とするものである。

而して、このような排気浄化装置にあっては、エンジンフィードポンプから往路のみの燃料供給経路（リターン回路無し）で燃料を後処理装置に導くようになっていて、該後処理装置に対する燃料の添加量も微小で済むことから、通常作動時における燃料供給経路の燃料の流速が非常に遅く、最上流部で流路絞り部により流路を絞り込んでも圧力損失の大幅な上昇を招かなくて済み、通常作動時に後処理装置への燃料添加を実施するに際し格別な支障を来すことはない。

ただし、燃料供給経路の途中で何らかの理由により燃料漏れが発生した場合には、流路を絞り込まれた流路絞り部での燃料の流速が大幅に増加し、これに伴い流路絞り部における燃料の通過抵抗（圧力損失）も大幅に上昇して流量制限がかかる結果、例えエンジンの高回転時で燃料の供給圧が高くなっていたとしても、短時間のうちに多量の燃料が漏れ出てしまうことが抑制される。

また、燃料供給経路の途中に燃料漏れが発生した時の流路絞り部を挟んだ上流側と下流側での圧力差は顕著に大きくなるため、該流路絞り部の上流側と下流側とに圧力センサを夫々配設するなどして前記流路絞り部の上流側と下流側の圧力差を検出すれば、従来より誤判定の少ない確実な燃料漏れの判定を、大幅な時間遅れを要すること無く早期に行うことが可能となる。

尚、燃料供給経路の全長に亘り流路断面積を絞り込んでしまうことは、大幅な圧力損失の増加を招いてしまう結果となり、しかも、流路絞り部の上流側と下流側の圧力差に基づく燃料漏れの判定が難しくなってしまうので、単純に燃料供給経路の流路断面積を適宜に選択すれば良いというものではない。

また、本発明においては、シャシ内に燃料供給経路として配索した燃料配管とエンジンフィードポンプとの間にエンジン側とシャシ側の相対動を吸収し得るよう可撓性ホースを介装し、該可撓性ホースと前記エンジンフィードポンプとの接続口に流路絞り部を設定することが好ましい。

更に、エンジンフィードポンプ側の接続用配管の端部に回動自在に装備されたフレアナットと、該フレアナットに螺着し得るよう可撓性ホース側の端部に一体的に装備されたホース口金とによりフレア式継手を成す接続口を構成している場合には、前記ホース口金内に流路絞り部を設定すると良い。

上記した本発明の排気浄化装置によれば、万が一の燃料漏れの発生時にも流路絞り部における燃料の通過抵抗を大幅に上昇させて流量制限をかけることができるので、短時間のうちに多量の燃料が漏れ出てしまうことを抑制することができ、しかも、流路絞り部を挟んだ上流側と下流側での圧力差を大きくして該圧力差の検出により従来より誤判定の少ない確実な燃料漏れの判定を早期に行うことも実現することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。 図１のフレアナットとホース口金との締結状態を示す断面図である。 図１のフレアナットとホース口金との締結状態を示す外観図である。 既存のホース口金の連絡流路を示す断面図である。 従来の排気浄化装置の一例を示す概略図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１〜図３に図示されていない図５と同一の符号を付した部分については、図５における同一の符号を付した部分と同一物を表わしているので、図５における図示を参照するものとする。

即ち、本形態例の基本的な構成は、先の図５に示した従来の排気浄化装置と同様であり、排気管４途中に燃料添加を要する後処理装置５を備え、該後処理装置５に向けエンジンフィードポンプ１からシャシ２側を通し燃料供給経路３を配索し、該燃料供給経路３により前記エンジンフィードポンプ１から添加燃料を導いて前記後処理装置５に添加するようになっており、シャシ２内に燃料供給経路３として配索した燃料配管８とエンジンフィードポンプ１との間には、ディーゼルエンジン６（エンジン）側とシャシ２側の相対動を吸収し得るよう可撓性ホース７が介装されているが、この可撓性ホース７と前記エンジンフィードポンプ１との接続口（燃料供給経路３の最上流部）に流路絞り部９を設けたところが特徴となっている。

即ち、ここに図示している例の場合、エンジンフィードポンプ１側の接続用配管１０の端部と可撓性ホース７側の端部とをフレア継手形式で接続する場合を示しており、エンジンフィードポンプ１側の接続用配管１０の端部にフレアナット１１が回動自在に装備され、該フレアナット１１に螺着し得るよう可撓性ホース７側の端部にはホース口金１２が一体的に装備されていて、これらフレアナット１１とホース口金１２とによりフレア継手を成す接続口が構成されるようになっている。

より詳細に説明すると、フレアナット１１側にプラグ型の雄ネジ部１１ａが形成されていると共に、ホース口金１２側にはソケット型の雌ネジ部１２ａが形成されており、該雌ネジ部１２ａに前記雄ネジ部１１ａを締め込むことにより、エンジンフィードポンプ１側の接続用配管１０の端部と可撓性ホース７側の端部とが機械締結されるようになっている。

ここで、フレアナット１１の先端側へ抜け出た接続用配管１０の先端に、末広がり状のベルマウス部１０ａが形成されていると共に、前記フレアナット１１の先端には、前記ベルマウス部１０ａを着座せしめる擂り鉢状のテーパ窪み部１１ｂが形成され、更に、前記ホース口金１２の雌ネジ部１２ａの最深部には、前記ベルマウス部１０ａを間に挟んで前記テーパ窪み部１１ｂに嵌合する先細り状のテーパ突起部１２ｂが形成されており、前記フレアナット１１と前記ホース口金１２との締結時に前記ベルマウス部１０ａが楔作用により緊密に挟圧されてシール性が高められるようにしてある。

そして、既存のホース口金１２（図４参照）においては、その軸心部に可撓性ホース７の流路と連通する連絡流路１２ｃが同じ流路断面積のまま一様な径で穿設されているが、本形態例にあっては、前記連絡流路１２ｃにおけるテーパ突起部１２ｂ側が所要範囲に亘り絞り込まれて前記流路絞り部９が形成されるようになっており、該流路絞り部９には、添加燃料の供給に支障を来さない程度に必要最小限の流路断面積が確保されるようになっている。

而して、このような排気浄化装置にあっては、エンジンフィードポンプ１から往路のみの燃料供給経路３（リターン回路無し）で燃料を後処理装置５に導くようになっていて、該後処理装置５に対する燃料の添加量も微小で済むことから、通常作動時における燃料供給経路３の燃料の流速が非常に遅く、最上流部で流路絞り部９により流路を絞り込んでも圧力損失の大幅な上昇を招かなくて済み、通常作動時に後処理装置５への燃料添加を実施するに際し格別な支障を来すことはない。

ただし、燃料供給経路３の途中で何らかの理由により燃料漏れが発生した場合には、流路を絞り込まれた流路絞り部９での燃料の流速が大幅に増加し、これに伴い流路絞り部９における燃料の通過抵抗（圧力損失）も大幅に上昇して流量制限がかかる結果、例えディーゼルエンジン６の高回転時で燃料の供給圧が高くなっていたとしても、短時間のうちに多量の燃料が漏れ出てしまうことが抑制される。

また、燃料供給経路３の途中に燃料漏れが発生した時の流路絞り部９を挟んだ上流側と下流側での圧力差は顕著に大きくなるため、該流路絞り部９の上流側と下流側とに圧力センサを夫々配設するなどして前記流路絞り部９の上流側と下流側の圧力差を検出すれば、従来より誤判定の少ない確実な燃料漏れの判定を、大幅な時間遅れを要すること無く早期に行うことが可能となる。

尚、燃料供給経路３の全長に亘り流路断面積を絞り込んでしまうことは、大幅な圧力損失の増加を招いてしまう結果となり、しかも、流路絞り部９の上流側と下流側の圧力差に基づく燃料漏れの判定も難しくなってしまうので、単純に燃料供給経路３の流路断面積を適宜に選択すれば良いというものではない。

従って、上記形態例によれば、万が一の燃料漏れの発生時にも流路絞り部９における燃料の通過抵抗を大幅に上昇させて流量制限をかけることができるので、短時間のうちに多量の燃料が漏れ出てしまうことを抑制することができ、しかも、流路絞り部９を挟んだ上流側と下流側での圧力差を大きくして該圧力差の検出により従来より誤判定の少ない確実な燃料漏れの判定を早期に行うことも実現することができる。

尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、エンジンは必ずしもディーゼルエンジンに限定されないこと、また、燃料供給経路の最上流部は必ずしもフレア継手形式に限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ エンジンフィードポンプ
２ シャシ
３ 燃料供給経路
４ 排気管
５ 後処理装置
６ ディーゼルエンジン（エンジン）
７ 可撓性ホース
８ 燃料配管
９ 流路絞り部
１０ 接続用配管
１１ フレアナット
１２ ホース口金

Claims (3)

1. 排気管途中に燃料添加を要する後処理装置を備えると共に、該後処理装置に向けエンジンフィードポンプからシャシ側を通し燃料供給経路を配索し、該燃料供給経路により前記エンジンフィードポンプから添加燃料を導いて前記後処理装置に添加するようにした排気浄化装置において、燃料供給経路の最上流部に流路絞り部を設けたことを特徴とする排気浄化装置。
2. シャシ内に燃料供給経路として配索した燃料配管とエンジンフィードポンプとの間にエンジン側とシャシ側の相対動を吸収し得るよう可撓性ホースを介装し、該可撓性ホースと前記エンジンフィードポンプとの接続口に流路絞り部を設定したことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
3. エンジンフィードポンプ側の接続用配管の端部に回動自在に装備されたフレアナットと、該フレアナットに螺着し得るよう可撓性ホース側の端部に一体的に装備されたホース口金とによりフレア式継手を成す接続口を構成し、前記ホース口金内に流路絞り部を設定したことを特徴とする請求項２に記載の排気浄化装置。

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