JP4064396B2

JP4064396B2 - 還元剤容器の構造

Info

Publication number: JP4064396B2
Application number: JP2004313384A
Authority: JP
Inventors: 靖司尾作; 喜代史福田; 俊男近藤
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: CN101048324B; EP1826134A4; EP1826134A1; US8453863B2; CN101048324A; US20080138258A1; JP2006123957A; WO2006046370A1; EP1826134B1

Description

本発明は、尿素水溶液を用いて排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元浄化する排気浄化システムで使用する尿素水容器の構造に関し、特に、尿素水容器の尿素水溶液注入口を閉塞するキャップをロック可能な構造として尿素水容器に対する悪戯を防止し、且つ、尿素析出により錠が操作不能になることを防止する技術に関する。

エンジン排気に含まれるＮＯｘを除去する排気浄化システムとして、エンジン排気系に配設された還元触媒の上流に、エンジン運転状態に応じた必要量の液体還元剤を噴射供給することで、排気中のＮＯｘと液体還元剤とを触媒還元反応させて、ＮＯｘを無害成分に浄化処理する排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、還元反応は、ＮＯｘと反応性が良好なアンモニアを用いるもので、液体還元剤としては、排気熱及び排気中の水蒸気により加水分解してアンモニアを発生する尿素水溶液が用いられる。
特開２０００−２７６２７号公報

ところで、嫌がらせ等を目的に、ゴミや煙草の燃えかす等、尿素水溶液以外の異物が故意に尿素水容器内に放り込まれると、尿素水容器から還元剤供給配管を通して還元剤供給装置内部に入り込み故障に繋がる。このような悪戯を防止するため、尿素水溶液注入口のキャップが自由に取外しできないよう、キャップを錠によりロックすることが望ましい。しかし、燃料タンクの給油キャップ等において従来見られるようなキャップ中心部に錠を組込む構造を、尿素水容器のキャップに適用した場合、容器内の尿素水溶液が錠内部に浸入し、錠内部で尿素水溶液の溶質（尿素）が結晶化して蓄積し、錠の施錠・解錠操作ができなくなる虞れがある。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、容器外部に配置した錠によりキャップをロックすることにより、キャップを自由に取外せないようにして悪戯を防止できると共に、尿素水溶液の尿素析出に起因して錠が操作不能になることを防止できる尿素水容器の構造を提供することを目的とする。

このため、請求項１の発明では、尿素水溶液を用いてエンジン排気中の窒素酸化物を還元浄化する排気浄化装置で使用する尿素水容器の構造であって、容器本体内に前記尿素水溶液を注入するための注入口の外側に、錠を着脱可能に取付け、前記注入口に螺合して当該注入口を閉塞するキャップに、前記錠のロック部材が係合可能な係合部を形成し、前記錠の施錠操作により前記ロック部材が前記係合部に係合して前記キャップの回転を阻止する構成としたことを特徴とする。

前記錠は、請求項２のように、前記容器本体の側面から突出して形成された前記注入口の直下方以外の位置に取付ける構成とするとよい。
前記錠は、請求項３のように、前記注入口を閉塞する前記キャップの向かって右側に取付ける構成とするとよい。
前記係合部は、請求項４のように、前記キャップの中心に対して対称位置にそれぞれ形成する構成とするとよい。

請求項５の発明では、前記キャップの外周部裏側に、前記係合部として凹部を形成し、前記ロック部材がキャップ軸方向に移動することにより前記凹部に出入りする構成としたことを特徴とする。

請求項６の発明では、前記キャップの外周部に、前記係合部として係合孔を穿設し、前記ロック部材がキャップ径方向に移動することにより前記係合孔に出入りする構成としたことを特徴とする。

請求項７の発明では、前記キャップの外周部に、前記係合部として係合孔を設け、前記ロック部材がキャップ軸方向に移動することにより前記係合孔に出入りする構成としたことを特徴とする。

請求項８の発明では、前記キャップの外周部に、前記係合部としてフック部を形成し、前記ロック部材が回動することにより前記フック部に出入りする構成としたことを特徴とする。

請求項９の発明では、前記キャップの外周部側面に、前記係合部として前記側面から外方に突出する一対の突起部を形成し、前記ロック部材がキャップの軸方向に移動することにより前記一対の突起部間に出入りする構成としたことを特徴とする。
また、前記錠は、請求項１０のように、前記注入口を閉塞する前記キャップの向かって右側、且つ、前記容器本体の側面から突出して形成された前記注入口の中央より下側で注入口直下方以外の位置に取付ける構成とするとよい。

以上説明したように請求項１、５〜９の発明によれば、錠によりキャップをロックできるので、キャップを容易に取り外すことができず、容器内に異物を故意に放り込むような悪戯を防止できる。しかも、錠を注入口の外側に配置したことにより、錠と尿素水溶液との接触がないので、錠内における尿素水溶液の尿素析出に起因して錠が操作不能となることを防止できる。

請求項２の発明によれば、尿素水溶液が注入口から溢れ出した場合でも、溢れ出した尿素水溶液が錠に直接降りかかるのを防止できる。
請求項３の発明によれば、錠の施錠・解除操作がやり易くなる。
請求項４の発明によれば、注入口にキャップを取付ける際の自由度を増大できる。
請求項５の発明によれば、キャップの外観を、錠によるロック機構のないキャップと同じにできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る尿素水容器を適用する、尿素水溶液を使用してエンジン排気中のＮＯｘを還元触媒反応により浄化する排気浄化装置の全体構成を示す。
図１において、エンジン１０の排気マニフォールド１２に接続される排気管１４には、排気流通方向に沿って、一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ₂）へと酸化させる酸化触媒１６と、尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズル１８と、尿素水溶液を加水分解して得られるアンモニアによりＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元触媒２０と、ＮＯｘ還元触媒２０を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒２２と、が夫々配設される。また、尿素水容器２４に貯蔵される尿素水溶液は、供給配管２６を介して還元剤供給装置２８に供給される一方、還元剤供給装置２８で噴射に寄与しない余剰の尿素水溶液は、戻り配管３０を介して尿素水容器２４の上部空間内へと戻される。そして、還元剤供給装置２８は、コンピュータを内蔵したコントロールユニット３２により制御され、エンジン運転状態に応じた必要量の尿素水溶液を、空気と混合しつつ噴射ノズル１８に供給する。

かかる排気浄化装置において、噴射ノズル１８から噴射供給された尿素水溶液は、排気熱及び排気中の水蒸気により加水分解され、アンモニアを発生する。発生したアンモニアは、ＮＯｘ還元触媒２０において排気中のＮＯｘと反応し、水及び無害なガスに浄化されることは知られたことである。このとき、ＮＯｘ還元触媒２０によるＮＯｘ浄化率を向上させるべく、酸化触媒１６によりＮＯがＮＯ₂へと酸化され、排気中のＮＯとＮＯ₂との割合が触媒還元反応に適したものに改善される。また、ＮＯｘ還元触媒２０を通過したアンモニアは、その排気下流に配設されたアンモニア酸化触媒２２により酸化されるので、異臭を放つアンモニアがそのまま大気中に放出されることを防止できる。

かかる排気浄化装置の尿素水容器２４は、略直方体形状をなす容器本体２４Ａの長手方向の２面幅を形成する側面上部に、図２に示すように、尿素水溶液を注入するための注入口３４が形成され、キャップ３６によって閉塞されている。尚、図示しない他方の側面上部には、搬送時に把持する取手が形成されている。

図２に示す本第１実施形態の尿素水容器２４の前記注入口３４の外面には、台座３８が例えば溶接等により固定され、この台座３８にボルト４０により着脱可能に錠４２が固定されている。ここで、錠４２の取付け位置は、注入口３４の直下方位置以外、例えば、図示のような注入口３４の側方側等に配置するのが望ましく、更には、図示のようにキャップ３６の向かって右側且つ注入口３４の中央より下側に配置することが望ましい。かかる配置とすることにより、注入口３４から尿素水溶液が溢れ出した場合でも、錠４２に直接尿素水溶液が降り注ぐのを防止でき、尿素水溶液が錠４２内に浸入するのを防止できる。また、キャップ３６の向かって右側に配置することで、右手による錠４２の施解錠操作がやり易い。

錠４２は、図３に示すように、錠本体４２ａに組込んだ内筒４２ｂの鍵溝４２ｃに鍵を挿入して内筒４２ｂを回動操作すると、ロック部材４２ｄが図中の矢印方向に移動して錠本体４２ａに対して出没する構造である。尚、４２ｅは、前記ボルト４０を挿通するボルト挿通孔である。

一方、注入口３４に螺合して注入口３４を閉塞する前記キャップ３６は、図４及び図５に示すように、その外周部裏側のキャップ中心に対して対称位置に、前記錠４２のロック部材４２ｄが係合可能な係合部としての凹部３６ａ，３６ａが夫々形成されている。凹部３６ａ，３６ａの形成位置は、注入口３４にキャップ３６を締め付けて注入口３４を塞いだ状態で、凹部３６ａ，３６ａの一方が錠４２のロック部材４２ｄの上方に位置するような位置としている。尚、キャップ３６の表側中央部には、図４に示すように、注入口３４がキャップ３６で閉塞されたときに尿素水容器２４における注入口３４であることを示すためのマークが記されている。

かかる第１実施形態の尿素水容器２４では、注入口３４にキャップ３６を螺合し締め付け固定して注入口３４を塞いだ状態では、凹部３６ａ，３６ａのいずれか一方が、錠４２のロック部材４２ｄの上方に位置する。この状態で、錠４２の鍵溝４２ｃに鍵を挿入し内筒４２ｂを施錠方向に回動操作してロック部材４２ｄを錠本体４２ａから突出させると、ロック部材４２ｄが図６に示すように凹部３６ａ内に突入する。これにより、キャップ３６を回転させようとしても、ロック部材４２ｄが凹部３６ａの側壁面に当って、キャップ３６の回転を阻止する。

従って、鍵により錠４２のロックを解除しない限り、キャップ３６を注入口３４から容易に取外すことができず、尿素水容器２４内にゴミや煙草の燃えかす等を放り込むような悪戯を防止できる。また、錠４２を注入口３４の外部に配置したので、尿素水容器２４内の尿素水溶液が錠４２内に浸入することがなく、尿素水溶液の尿素析出に起因して錠４２の施解錠操作が不能となる心配がない。また、本実施形態では、注入口３４の直下方ではなく側部に錠４２を配置しているので、注入口３４から尿素水溶液が溢れ出した場合でも、錠４２に直接尿素水溶液が降り注ぐことがなく、尿素水溶液が錠４２内に浸入するのを防止できる。また、キャップ３６の向かって右側方に配置したので、右手による錠４２の施解錠操作がやり易い。また、キャップ中心に対して対称位置に凹部３６ａ，３６ａを形成しているので、キャップ３６を締め付け固定したときに、凹部３６ａ，３６ａのどちらかがロック部材４２ｄと対応する位置となればよく、キャップ３６を注入口３４に取付ける際の自由度が増大する。また、ロック部材４２ｄの係合部（凹部３６ａ）をキャップ３６の外周裏面側に形成したので、図４に示すようにキャップ３６の表面外観を、キャップロック機構のない場合のキャップと同じにできる。

尚、本発明の尿素水容器２４におけるキャップロック機構の構造は、上述した第１実施形態に限るものではない。

例えば、図７に示す第２実施形態のように、キャップ３６の外周側面部に、係合部として係合孔５０を穿設する一方、錠４２を、キャップ３６の外周側面部外方に、そのロック部材４２ｄがキャップ３６の径方向（図中矢印方向）に移動するよう配置して、台座３８に固定する構成でもよい。

かかる第２実施形態では、注入口３４にキャップ３６を螺合し締め付け固定して注入口３４を塞いだ状態で、錠４２を前述した第１実施形態と同様にして施錠操作すると、ロック部材４２ｄがキャップ３６の径方向に突出して係合孔５０に図示のように突入し、キャップ３６の回転を阻止する。

また、図８及び図９に示す第３実施形態のように、キャップ３６の外周部に、Ｕ字状部材５２を取付けて係合部としての係合孔５４を形成し、ロック部材４２ｄがキャップ軸方向（図８の矢印方向）に移動するよう錠４２を配置して、台座３８に固定する構成でもよい。

かかる第３実施形態では、注入口３４にキャップ３６を螺合し締め付け固定して注入口３４を塞いだ状態で、錠４２を施錠操作すると、ロック部材４２ｄがキャップ３６の軸方向に突出して係合孔５４に図８に示すように突入し、キャップ３６の回転を阻止する。

また、図１０及び図１１に示す第４実施形態のように、キャップ３６の外周部に、図１０に示すよう係合部としてフック部５６を形成する。また、図１１に示すように、本実施形態の錠６０としては、鍵溝６０ｃを設けた内筒６０ｂを施解錠操作したときにロック部材６０ｄが図１１の矢印方向に回動して錠本体６０ａに対して出没する構成とし、この錠６０を、キャップ３６の外周側面外方に配置する構成でもよい。

かかる第４実施形態では、注入口３４にキャップ３６を螺合し締め付け固定して注入口３４を塞いだ状態で、錠６０を施錠操作すると、ロック部材６０ｄが回動して図１０に示すようフック部５６に係合し、キャップ３６の取り外し方向の回転を阻止する。

また、図１２及び図１３に示す第５実施形態のように、キャップ３６の外周側面部に、図１３に示すよう係合部として外方に突出する一対の突起部５８，５８を形成する。また、図１２に示すように、本実施形態の錠７０としては、鍵溝７０ｃを設けた内筒７０ｂが施解錠操作により錠本体７０ａに対して出没しロック部材を兼ねる構成とし、この錠７０を、内筒７０ｂがキャップ３６の軸方向（図１２の矢印方向）に移動するよう配置する構成でもよい。

かかる第５実施形態では、注入口３４にキャップ３６を螺合し締め付け固定して注入口３４を塞いだ状態で、錠７０を施錠操作すると、内筒７０ｂが上方に突出して一対の突起部５８，５８間に突入し、キャップ３６の回転を阻止する。

本発明の適用対象である排気浄化装置の全体構成図本発明の尿素水容器の第１実施形態を示す要部斜視図錠の正面図キャップの上面図図４に示すキャップの裏面図第１実施形態の動作説明図本発明の第２実施形態のキャップロック状態を示す概略構成図本発明の第３実施形態のキャップロック状態を示す概略構成図図８の上面概略図本発明の第４実施形態のキャップロック状態を示す概略構成図図１０の上面概略図本発明の第５実施形態のキャップロック状態を示す概略構成図図１２の上面概略図

符号の説明

２４尿素水容器
３４注入口
３６キャップ
３６ａ凹部
３８台座
４２，６０，７０錠
４２ｄ，６０ｄロック部材
５０，５４係合孔
５６フック部
５８，５８突起部
７０ｂ内筒（ロック部材）

Claims

尿素水溶液を用いてエンジン排気中の窒素酸化物を還元浄化する排気浄化装置で使用する尿素水容器の構造であって、容器本体内に前記尿素水溶液を注入するための注入口の外側に、錠を着脱可能に取付け、前記注入口に螺合して当該注入口を閉塞するキャップに、前記錠のロック部材が係合可能な係合部を形成し、前記錠の施錠操作により前記ロック部材が前記係合部に係合して前記キャップの回転を阻止する構成としたことを特徴とする尿素水容器の構造。
前記錠は、前記容器本体の側面から突出して形成された前記注入口の直下方以外の位置に取付ける構成とした請求項１に記載の尿素水容器の構造。
前記錠は、前記注入口を閉塞する前記キャップの向かって右側に取付ける構成とした請求項１又は２に記載の尿素水容器の構造。
前記係合部は、前記キャップの中心に対して対称位置にそれぞれ形成する構成とした請求項１〜３のいずれか１つに記載の尿素水容器の構造。
前記キャップの外周部裏側に、前記係合部として凹部を形成し、前記ロック部材がキャップ軸方向に移動することにより前記凹部に出入りする構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の尿素水容器の構造。
前記キャップの外周部に、前記係合部として係合孔を穿設し、前記ロック部材がキャップ径方向に移動することにより前記係合孔に出入りする構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の尿素水容器の構造。
前記キャップの外周部に、前記係合部として係合孔を設け、前記ロック部材がキャップ軸方向に移動することにより前記係合孔に出入りする構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の尿素水容器の構造。
前記キャップの外周部に、前記係合部としてフック部を形成し、前記ロック部材が回動することにより前記フック部に出入りする構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の尿素水容器の構造。
前記キャップの外周部側面に、前記係合部として前記側面から外方に突出する一対の突起部を形成し、前記ロック部材がキャップの軸方向に移動することにより前記一対の突起部間に出入りする構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の尿素水容器の構造。
前記錠は、前記注入口を閉塞する前記キャップの向かって右側、且つ、前記容器本体の側面から突出して形成された前記注入口の中央より下側で注入口直下方以外の位置に取付ける構成とした請求項１に記載の尿素水容器の構造。