JP5255427B2 - 尿素水タンク - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されたＮＯｘを還元浄化するための選択還元型触媒（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）に対し、還元剤として添加する尿素水を貯蔵するためのタンクに関するものである。

エンジンの排気ガスの処理装置として、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために尿素を用いたＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒を使用することが実用化されている。ＳＣＲ触媒を用いた排気ガス処理装置は、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排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤と反応させる性質を備えたＳＣＲを設け、排気ガス中のＮＯｘを選択的にＳＣＲ触媒に吸着させ、ＳＣＲ触媒上流側の排気通路中に尿素水を噴射し、該尿素水中の尿素を加水分解して還元剤であるアンモニア（ＮＨ_３）をＳＣＲ触媒に供給し、前記ＳＣＲ触媒に吸着したＮＯｘを還元して窒素と水に分解して排出させることで、ＮＯｘの排出濃度を低減させるものである。

このようなＳＣＲ触媒を用いた排気ガス処理装置を使用する車両においては、前記ＳＣＲ触媒上流側の排気通路中に噴射するための尿素水を貯留する尿素水タンクを搭載する必要がある。

図５は、ＳＣＲ触媒を用いた排気ガス処理装置で、ＳＣＲ触媒上流側の排気通路中に噴射するための尿素水を貯留する尿素水タンクの側面図である。

さらに、このようなＳＣＲ触媒を用いた排気ガス処理装置で使用される尿素水を貯留する尿素水タンク１０２では、内部に貯留した尿素水を噴射して使用するため、徐々に貯留した尿素水が吸い出される。このとき、内部の圧力調整を行わなければタンク内部が負圧になりタンクが損傷する可能性があるため、タンク内の圧力を調整する必要がある。
内部に貯留する流体が水などの無害なものである場合には、タンク内の圧力を調整する機能はタンクに１ヶ所以上孔を空ければ十分である。しかし、尿素水は通常は約１５０℃以上で加水分解が起こり始めるものの、長時間タンク内に放置されると自然に加水分解が起こり、タンク内でアンモニアが発生する場合があるため、タンクに孔を開けて圧力調整を行うと該孔からアンモニアが漏洩して周囲に異臭が発生する可能性があるため、タンクに単純に孔をあけて圧力調整を行うことはできない。

そこで、タンク１０２の頂部には、内部にアンモニアを吸着するフィルタを有する圧力調整弁１１０が設けられている。圧力調整弁１１０を設けることにより、尿素の加水分解によって発生したアンモニアは前記フィルタに吸着され、外部と空気の出入りは可能であるため、内部の圧力調整が可能となるものである。

このように、アンモニアの外部への漏洩を防止しつつ、タンク内部の圧力調整を可能とした尿素水の貯留タンクは、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００３−３１４２５２号公報

しかしながら、図５に示した尿素水タンクや特許文献１に開示されている尿素水タンクにおいては、通常時は特に問題はないものの、例えば急な斜面の登坂時や、大きな段差を乗り越えるときなど車体が大きく傾くときにはタンク内の尿素水液面が前記圧力調整弁の位置まで到達し、圧力調整弁内部のフィルタが尿素水で濡れてアンモニアを吸着する機能を損なう可能性がある。

車両が大きく傾いたときであっても、尿素水の液面を圧力調整弁まで到達させないようにするためには、尿素水タンクを大きくし、通常時の液面を低くすればよいが、タンクを大きくすると車両のレイアウトの面で大きな制約が生じてしまう。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、タンクの大型化を抑え、車両が傾斜しても圧力調整弁が尿素水に浸水されないような尿素水タンクを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明においては、車両に搭載され、アンモニアを吸収するフィルタを介して内部の圧力調整をする圧力調整弁を備えた尿素水を貯留する尿素水タンクにおいて、前記尿素水タンクは、タンク本体と、該タンク本体と一体に設けられ、該タンク本体の上部の一部から突出する突出部とからなり、前記タンク本体は略直方体形状からなるとともに、前記突出部はタンク本体の長手方向端部に短手方向全幅に渡って設けられ、
前記突出部の頂部は、前記タンク本体の頂部よりも高く、前記突出部は、車両の傾斜がないときに前記尿素水タンク内の前記タンク本体に貯留される尿素水の通常使用される最大量の液面の上方に位置し、前記突出部の頂部である上面は、前記車両の傾斜範囲内で車両が傾斜したときに、内部に貯留した尿素水の液面よりも高い位置とし、前記突出部の頂部である上面であって、タンク本体の長手方向の中央寄りで且つ前記突出部によって形成される段差寄りに、内部にアンモニアを吸着するフィルタを有しタンク内部の圧力を調整する圧力調整弁を設置したことを特徴とする。
ここで、前記車両の傾斜範囲内とは、事故などで車両が横転、反転した場合を除き、通常の車両使用時において考えられる車両の最大傾斜角以下の傾斜のことをいう。

これにより、事故等で車両が横転、反転しない限り、即ち通常の車両使用時において考えられる傾斜内で車両が傾斜した場合には尿素水が突出部の頂部に達することはなく、そのため突出部の頂部に設けたフィルタを有する圧力調整弁を浸水することがないため、フィルタの機能を尿素水の浸水が原因で低下させることはない。
また、突出部を設ける分だけ尿素水タンクは大きくなるが、タンク全体を大型化する場合と比較すると、タンクの大型化を大幅に抑制することができる。

また、前記突出部は、タンク本体の長手方向端部に前記尿素水タンクの短手方向全体にわたって設けられていることを特徴とする。
これにより、尿素水タンクを製造する際の加工が簡単であることに加え、突出部の容量を小さく抑えることができ、突出部を含めた尿素水タンクの大きさを小さく抑えることができるため、搭載する車両のレイアウトの自由度が高くなる。

また、前記突出部の幅方向の中心線に対称に、複数個所に前記圧力調整弁を取付可能な座を設けたことを特徴とする。
これにより、突出部の重量バランスが取れることに加えて、使用していない座を予備とすることができる。

以上記載のごとく本発明によれば、タンクの大型化を抑え、車両が傾斜しても圧力調整弁が尿素水に浸水されないような尿素水タンクを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明の実施例を示す尿素水を貯留する尿素水タンクの外観斜視図であり、該尿素水タンクは車両に搭載されるものである。
尿素水タンク２は、樹脂製のタンク本体４を備え、タンク本体４の内部にはユリア水と称される尿素水が上部に空間を持って貯留されている。

さらに、本発明に特徴的な構成として、他の部分の頂部１８よりも高い位置に頂部２０を有する突出部２２が設けられている。そして、頂部２０には、内部にアンモニアを吸着するフィルタを有する圧力調整弁８が座２４を介して設けられている。

前記突出部２２の突出高さ、即ち頂部２０と頂部１８との高さの差の設定について説明する。
図２は本発明に実施例に係る突出部２２の高さ設定に関する説明図であり、図２（Ａ）は通常時、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）は尿素水タンクを搭載している車両が傾斜している時の説明図である。なお、図２は図１におけるＡ方向矢視図を模式化した上で、尿素水液面を書き加えたものである。

図２（Ａ）は車両の傾斜がないときのタンク２の頂部１８及び２０と、タンク２内に貯留されている尿素水の液面Ｌ_１との関係を示している。なお、液面Ｌ_１はタンク２内に通常使用する最大量の尿素水を貯留したときの液面を示している。

図２（Ａ）に示すように、通常時は液面Ｌ_１がタンク２の頂部１８よりも低い位置となるように頂部１８の高さを設定する。

次に、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すように車両が角度αだけ傾いた場合を考える。ここで角度αは、事故などで車両が横転、反転した場合を除き、通常の車両使用時において考えられる車両の最大傾斜角を表している。

図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示したように、車両が角度αだけ傾斜しても、尿素水の液面Ｌ_１´及びＬ_１´´がタンク２の突出部２２の頂部２０よりも低い位置となるように、突出部２２の高さＨを設定する。

また、図３は本発明の実施例に係る突出部２２の高さ設定に関する別の説明図であり、図３（Ａ）は通常時、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は尿素水タンクを搭載している車両が傾斜している時の説明図である。なお、図３は図１におけるＢ方向矢視図を模式化した上で、尿素水液面を書き加えたものである。

図３（Ａ）は車両の傾斜がないときのタンク２の頂部１８及び２０と、タンク２内に貯留されている尿素水の液面Ｌ_２との関係を示している。なお、液面Ｌ_２はタンク２内に通常使用する最大量の尿素水を貯留したときの液面を示しており、図２に示した液面Ｌ_１と同じである。

次に、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように車両が角度βだけ傾いた場合を考える。ここで角度βは、事故などで車両が横転、反転した場合を除き、通常の車両使用時において考えられる車両の最大傾斜角を表している。
なお、図２に示した角度αと図３に示した角度βは異なる値となる場合が多い。車両は前後方向と左右方向とで通常の車両使用時において考えられる車両の最大傾斜角が異なることが多いためである。

図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示したように、車両が角度βだけ傾斜しても、尿素水の液面Ｌ_２´及びＬ_２´´がタンク２の突出部２２の頂部２０よりも低い位置となるように、突出部２２の高さＨを設定する。

このようにして、通常の車両使用時において考えられる車両の最大傾斜角α、βから、突出部２２の高さＨを設定することができる。

（比較）
図４は本発明の尿素水タンクと従来の尿素水タンクとを比較した比較図であり、図４（Ａ）は本発明の尿素水タンク、図４（Ｂ）は従来の尿素水タンクである。
図４（Ａ）と図４（Ｂ）とに示したタンクは、タンク底部から頂部１８までの高さは同じｈであり、同量の尿素水が貯留されている即ち液面Ｌ_３とＬ_４は同じ高さ位置であるとする。

このとき、通常の車両使用時において考えられる車両の最大傾斜角よりも小さい角度γだけ車両が傾斜したとする。図４（Ａ）に示した本発明の尿素水タンクにおいては、液面Ｌ_３´が突出部２２の頂部２０まで達していないが、図４（Ｂ）に示した従来の尿素水タンクにおいては、液面Ｌ_４´がタンクの頂部１８まで達している。

以上のことから、従来は、通常の車両使用時において考えられる傾斜内で車両が傾斜した場合においても尿素水がタンクの頂部に達し、タンクの頂部に設けたフィルタを有する圧力調整弁を浸水し、前記フィルタによるアンモニアの吸収効果を低下させる可能性があり、これを防ぐためにはタンクを大型化しなければならなかったが、本発明の尿素水タンクにおいては、事故等で車両が横転、反転しない限り、即ち通常の車両使用時において考えられる傾斜内で車両が傾斜した場合には尿素水が突出部２２の頂部に達することはなく、そのため突出部の頂部に設けたフィルタを有する圧力調整弁を浸水することがないため、フィルタの機能を尿素水の浸水が原因で低下させることはない。

また、突出部２２を設ける位置は、車両が前記角度α又はβで傾いても突出部２２の頂部２０が尿素水の液面より高い位置にあればどこでもよいが、図１に示しているように、突出部２２は尿素水タンク２の長手方向端部に短手方向全幅に渡って設けることが好ましい。
これにより、尿素水タンク２を製造する際の加工が簡単であることに加え、突出部の容量を小さく抑えることができ、突出部を含めた尿素水タンクの大きさを小さく抑えることができるため、搭載する車両のレイアウトの自由度が高くなる。

また、図１に示したように、突出部の中心線Ｃに対称に複数個所（図１では２箇所）に圧力調整弁取付用の座２４を設けている。これにより、突出部の重量バランスが取れることに加えて、使用していない座を予備とすることができる。

タンクの大型化を抑え、車両が傾斜しても圧力調整弁が尿素水に浸水されないような尿素水タンクとして使用することができる。

本発明の実施例を示す尿素水を貯留する尿素水タンクの外観斜視図である。 本発明に実施例に係る突出部の高さ設定に関する説明図である。 本発明の実施例に係る突出部の高さ設定に関する別の説明図である。 本発明の尿素水タンクと従来の尿素水タンクとを比較した比較図である。 従来の尿素水タンクの側面図である。

２ 尿素水タンク
８ 圧力調整弁
２０ 突出部の頂部
２２ 突出部
２４ 座

Claims (2)

1. 車両に搭載され、アンモニアを吸収するフィルタを介して内部の圧力調整をする圧力調整弁を備えた尿素水を貯留する尿素水タンクにおいて、
   前記尿素水タンクは、タンク本体と、該タンク本体と一体に設けられ、該タンク本体の上部の一部から突出する突出部とからなり、
   前記タンク本体は略直方体形状からなるとともに、前記突出部はタンク本体の長手方向端部に短手方向全幅に渡って設けられ、
   前記突出部の頂部は、前記タンク本体の頂部よりも高く、
   前記突出部は、車両の傾斜がないときに前記尿素水タンク内の前記タンク本体に貯留される尿素水の通常使用される最大量の液面の上方に位置し、
   前記突出部の頂部である上面は、前記車両の傾斜範囲内で車両が傾斜したときに、内部に貯留した尿素水の液面よりも高い位置とし、
   前記突出部の頂部である上面であって、タンク本体の長手方向の中央寄りで且つ前記突出部によって形成される段差寄りに、内部にアンモニアを吸着するフィルタを有しタンク内部の圧力を調整する圧力調整弁を設置したことを特徴とする尿素水タンク。
2. 前記突出部の幅方向の中心線に対称に、複数個所に前記圧力調整弁を取付可能な座を設けたことを特徴とする請求項１記載の尿素水タンク。

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