JP5644199B2 - Tank insulation structure - Google Patents
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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。 The present invention relates to a tank heat insulating structure of a reducing agent tank that stores a liquid reducing agent.
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。 The SCR system purifies NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas using urea as a reducing agent. Urea water is stored in the reducing agent tank and is appropriately supplied into the exhaust pipe. However, in extremely cold regions, the urea water in the reducing agent tank may freeze when the vehicle is stopped for a long period of time, and the SCR system may become inoperable. It was. The urea water freezes at about -11 ° C.
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。
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。 By the way, the urea water suction pipe, temperature, and quality sensor detection unit are installed at the bottom of the tank, so if the urea water at the bottom freezes, the system will not be able to operate, but the freezing starts near the inner wall of the tank, so the bottom also It is easy to freeze quickly. However, a structure in which the reducing agent tank is simply covered with a heat insulating material is excellent in measures against freezing, but increases the cost. Moreover, what is important is the prevention of freezing of urea water at the bottom, and there is a problem that the method of covering the entire tank is wasteful.
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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a tank heat insulating structure that solves the above-described problems and can prevent freezing of urea water at the bottom of the tank without waste.
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を直方体状に形成し、該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、前記液体還元剤を暖めるための媒体パイプを前記タンク本体の天板部に貫通して設けると共にその媒体パイプの下端部を前記断熱材で覆われた前記底部に沿わせて設け、かつ、前記天板部に、前記タンク本体内から液体還元材を取り出すための吸込管を、その下端の吸込口が前記底部近傍に位置するように設けたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a tank body for storing a liquid reducing agent in a rectangular parallelepiped shape , a heat insulating material is provided at the bottom of the tank main body so that only the bottom is covered with the heat insulating material, and the liquid A medium pipe for warming the reducing agent is provided to penetrate the top plate portion of the tank body, and a lower end portion of the medium pipe is provided along the bottom portion covered with the heat insulating material, and the top plate portion Further, a suction pipe for taking out the liquid reducing material from the inside of the tank body is provided so that the suction port at the lower end thereof is located in the vicinity of the bottom .
また、液体還元剤を貯蔵するタンク本体を直方体状に形成し、該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、前記液体還元剤を暖めるための媒体パイプを前記タンク本体の天板部に貫通して設けると共にその媒体パイプの下端部を前記断熱材で覆われた前記底部に沿わせて設け、かつ、前記天板部に、前記タンク本体内から液体還元材を取り出すための吸込管を、その下端の吸込口が前記底部近傍に位置するように設けたものである。 Also, the tank body for storing a liquid reducing agent is formed in a rectangular parallelepiped shape, provided to the heat insulating material on the bottom and lower side of the tank body, only the bottom and the lower side portion is covered with a heat insulating material, the liquid reducing A medium pipe for warming the agent is provided through the top plate portion of the tank body, and a lower end portion of the medium pipe is provided along the bottom portion covered with the heat insulating material. The suction pipe for taking out the liquid reducing material from the tank body is provided so that the suction port at the lower end thereof is located in the vicinity of the bottom .
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。 The height of the heat insulating material provided on the lower side portion of the tank main body may be 1/3 or less of the height of the tank main body.
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。 According to the present invention, freezing of urea water at the bottom of the tank can be prevented at low cost without waste.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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。
FIG. 3 shows an
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。
As shown in FIG. 3, a urea injection nozzle 4 that injects urea water, which is a liquid reducing agent, into the exhaust pipe 3 in order from the exhaust upstream side to an exhaust pipe 3 connected to an engine (for example, a diesel engine) 2. An SCR catalyst (selective reduction catalyst) 5 for reducing and purifying NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas with ammonia generated from urea water injected into the exhaust pipe 3 is disposed. The urea water is stored in the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
吸込管12は、天蓋19に上下に貫通して設けられている。
The
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。
The medium pipe 14 is made of a metal pipe excellent in heat transfer and corrosion resistance, and is provided so as to penetrate the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
次に本実施の形態の作用を述べる。 Next, the operation of this embodiment will be described.
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。
As shown in FIG. 3, the urea water in the
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。
When the exhaust temperature at the inlet of the
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。
In general, when urea water in the
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。
Further, the
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。
Thus, since the
次に他の実施の形態について述べる。 Next, another embodiment will be described.
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。
FIG. 2 shows a modification of the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
Thus, by providing the
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。
In general, when the water level of the urea water is higher than 1/3 of the height of the
11 タンク本体
15 断熱材
16 底部
17 側部
30 断熱材
11
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