WO2007122846A1 - 液体タンク及びそのブリーザ装置、ならびにエンジンの排気浄化措置 - Google Patents

液体タンク及びそのブリーザ装置、ならびにエンジンの排気浄化措置 Download PDF

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WO2007122846A1
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liquid
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Kiyoshi Fukuda
Yasushi Osaku
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Nissan Diesel Motor Co., Ltd.
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a liquid tank, a breather device for the same, and an exhaust purification device for an engine. Specifically, in a liquid tank mounted on a vehicle, the liquid is provided through a vent provided for pressure relief.
  • a vehicle having an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”) as a drive source is equipped with a liquid tank for storing lubricating oil or fuel used when the engine is operated (Patent Document) 1).
  • engine an internal combustion engine
  • Patent Document a liquid tank for storing lubricating oil or fuel used when the engine is operated.
  • urea SCR method Selective Catalytic Reduction
  • this exhaust gas purification device by the urea SCR method a liquid tank for storing urea water as a liquid reducing agent is mounted (Patent Document 2).
  • a vent hole for pressure release is provided to communicate the inside of the liquid tank with the outside of the liquid tank.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Publication No. 07-208138 (Patent Nos. 0024 to 0027)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Publication No. 2000-027627 (Paragraph No. 0013) Disclosure of Invention
  • the liquid tank having such a vent has a problem that the stored liquid flows out through the vent due to vibration of the engine or the vehicle body during traveling. is there.
  • the present invention provides a structure for making it difficult for liquid to adhere to the periphery of a vent in order to prevent the outflow of liquid through the vent.
  • the present invention provides a liquid tank, a breather device thereof, and an exhaust purification device for an engine.
  • the liquid tank according to the present invention is a tank main body in which liquid is stored, the tank main body provided with a vent for communicating the inside with the outside of the main body of the tank, and the tank main body with respect to the tank main body. And a shielding plate that is attached so as to surround the vent and forms a compartment following the vent.
  • the shielding plate is located on a side in a horizontal direction with respect to the vent hole, and forms a first portion that forms an opening that communicates the compartment and a space in the tank body excluding the compartment. In the second part other than the first part, the movement of the liquid between the compartment and the space in the tank body is blocked.
  • An engine exhaust gas purification apparatus includes a liquid reducing agent that stores a liquid reducing agent as the liquid, a NOx reduction catalyst installed in an exhaust passage of the engine, and a liquid tank. And a device for supplying the stored liquid reducing agent to the exhaust gas upstream of the reduction catalyst.
  • a breather device for a liquid tank is a pressure release breather device provided in the liquid tank, the breather pipe forming a vent for communicating the inside of the liquid tank with the outside of the liquid tank,
  • the breather pipe is configured to include a shielding plate that is disposed so as to surround the vent in the liquid tank and forms a compartment following the vent.
  • the shielding plate surrounds the vent on the side in the horizontal direction with respect to the vent, and includes the compartment and a space in the liquid tank excluding the compartment.
  • the shielding plate is disposed so as to surround the vent in the liquid tank, and the first portion of the shielding plate located laterally with respect to the vent is separated. Between the chamber and the space inside the liquid tank except this (unless otherwise noted, when referring to “the space within the liquid tank” or “the space within the tank body”, the compartment is excluded). While the flow of air is allowed, the movement of the liquid between the compartment and the space in the liquid tank is blocked in the second part other than the first part.
  • the first part (excluding the opening) and the second part The adhesion of the liquid is suppressed and the outflow of the liquid through the vent can be prevented. Note that the pressure in the liquid tank is released through the vent, the compartment formed by the shielding plate, and the opening of the first portion.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust purification apparatus for an engine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front perspective view of a liquid tank according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a front sectional view of a liquid tank according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 Enlarged perspective view of the mounting part of the shielding plate
  • FIG. 10 Bottom view of the mounting part of the shielding plate constructed using L-shaped members as above
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust purification device for an engine 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the engine 1 is a diesel engine and is employed as a driving source for a vehicle (here, a large vehicle such as a truck).
  • a reduction catalyst 3 of nitrogen oxide (hereinafter referred to as “NOx” t ⁇ ⁇ ) is interposed in the exhaust passage 2 of the engine 1, and the reduction catalyst 3 reduces NOx in the exhaust, Purified.
  • NOx nitrogen oxide
  • urea water as a liquid reducing agent is supplied to the exhaust, and a urea water injection nozzle (hereinafter simply referred to as “injection nozzle”) is provided upstream of the reduction catalyst 3. 4) is provided.
  • injection nozzle 4 penetrates the tube wall of the exhaust passage 2 from the outside and is inserted into the exhaust passage 2, and the tip thereof is directed to the upstream end face of the reduction catalyst 3.
  • urea water supplied to the exhaust gas is stored in the liquid tank 7.
  • urea water is prepared by preliminarily preparing urea, which is an ammonia precursor, in an aqueous solution state.
  • the liquid tank 7 is connected to a reducing agent supply device 6 via a reducing agent supply pipe 8.
  • This reducing agent supply pipe 8 is used to transport urea water to the reducing agent supply device 6.
  • a path is formed, and members constituting the path correspond to the “tube member” of the present invention.
  • the urea water in the liquid tank 7 is fed into the reducing agent supply device 6 through the reducing agent supply pipe 8 by a feed pump (not shown).
  • the reducing agent supply device 6 is connected to the injection nozzle 4 via the reducing agent supply pipe 5, and the urea water sent to the reducing agent supply device 6 passes through the reducing agent supply pipe 5 together with the compressed air. And supplied to the injection nozzle 4. Urea supplied to the exhaust gas is hydrolyzed by exhaust heat to produce ammonia, which is supplied to the reduction catalyst 3 as a NOx reducing agent.
  • the reducing agent supply device 6 is connected to the liquid tank 7 via a reducing agent supply pipe 8 and connected via a reducing agent return pipe 9. Of the urea water supplied from the liquid tank 7 to the reducing agent supply device 6, surplus urea water that is not supplied to the injection nozzle 4 is returned to the liquid tank 7 through the reducing agent return pipe 9.
  • the operation of the reducing agent supply device 6 is controlled by a signal from an electronic control unit 10 (also serving as a control unit of the engine 1 and hereinafter simply referred to as “control unit”) 10.
  • the control unit 10 performs a predetermined calculation related to the reducing agent supply operation based on the operating state of the engine 1 and outputs a command signal to the reducing agent supply device 6.
  • the accelerator sensor 101 that detects the amount of operation of the accelerator pedal by the driver
  • the crank angle sensor 102 that detects the rotation angle of the crankshaft
  • the temperature of the engine coolant are detected.
  • a temperature sensor 103 or the like is provided. Based on the signal from the crank angle sensor 12, the engine speed can be calculated.
  • FIG. 2 is a front perspective view showing the overall configuration of the liquid tank 7 according to the present embodiment.
  • the liquid tank 7 as a whole is formed in a rectangle having a small depth D with respect to the width W (and height H), and is installed in the vehicle so that the direction of the depth D matches the traveling direction.
  • a replenishing port 11 for replenishing urea water is provided at the upper part of the left side wall 7a of the liquid tank 7.
  • FIG. 3 and 4 show the internal structure of the liquid tank 7 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid tank 7 as viewed from the front, and FIG. 4 is as viewed from the right side. It is sectional drawing.
  • the upper wall 7b of the liquid tank 7 is provided with an opening for inserting the reducing agent supply pipe 8 and a heat exchange pipe 21 to be described later into the liquid tank 7.
  • the upper wall 7b is closed with this opening.
  • the canopy 20 is fastened. Reducing agent supply pipe 8 and heat exchange pipe 21, and The reducing agent return pipe 9 is fixed to the canopy 20 through the canopy 20. In the illustrated state entered into the canopy 20, the reducing agent supply pipe 8 extends to the bottom of the liquid tank 7 (In Fig.
  • a heat exchange pipe 21 is disposed inside the liquid tank 7.
  • the heat exchanging pipe 21 is formed by bending a bar-shaped knoop. By passing engine cooling water, heat is transferred between the engine cooling water and urea water in the liquid tank 7. Construct heat exchange ⁇ . Both ends of the heat exchange pipe 21 pass through the canopy 20 and extend out of the liquid tank 7.
  • One opening 22 serves as an engine cooling water supply port, and the other opening 23 serves as an engine cooling water discharge. Forming an exit.
  • the heat exchange pipe 21 constitutes a part of the circulation path of the engine cooling water, and the engine cooling water heated by the engine 1 passes through the heat exchange pipe 21 and is stored in the liquid tank 7. The urea water is heated.
  • the urea water may freeze in the liquid tank 7 when the engine 1 is started, and the heated engine cooling water passes through the heat exchange pipe 21 to freeze the urea. Thawing of water is promoted.
  • the engine cooling water acts as a refrigerant to cool the urea water, thereby preventing precipitation of urea.
  • a breather pipe 24 penetrating in the axial direction is attached to the canopy 20, and the inside of the liquid tank 7 communicates with the outside of the liquid tank 7 by the breather pipe 24, and the inside of the liquid tank 7 A vent 25 is formed to release the pressure.
  • the breather pipe 24 extends upward from the canopy 20, and one end 26 a of a breather hose 26 is connected to the upper end of the breather pipe 24.
  • the breather hose 26 extends laterally beyond the right side wall of the liquid tank 7, and the other end 26 b is directed downward at a position near the water level Hf when the liquid tank 7 is full.
  • a shielding plate 30 is attached to the canopy 20 in order to suppress adhesion of urea water to the periphery of the vent 25.
  • the shielding plate 30 is configured by a member 31 obtained by bending a rectangular thin plate into a U-shape, and a bent portion of the U-shaped member 31 (“second plate of the shielding plate”). Corresponds to “the part of”. ) Fixed to the bottom of the canopy 20 with 3 lbs facing downwards from the vent 25. The bent portion 31b is located above the water level H beam when the liquid tank 7 is full.
  • the shielding plate 30 is disposed so as to straddle the opening of the breather pipe 24 (that is, the vent 25) in the direction of the depth D of the liquid tank 7, that is, the traveling direction of the vehicle.
  • the interior of the liquid tank 7 is partitioned forward and backward in the traveling direction, and below, and a compartment 32 is formed following the vent 25.
  • the portion where the inner wall force of the liquid tank 7 continues (corresponding to the “first portion” and formed by the flat portion 31 a of the U-shaped member 31)
  • a U-shaped opening 33 is formed at the left and right positions in the width direction, and the compartment 32 communicates with the space inside the liquid tank 7 excluding this through the opening 33.
  • the shielding plate 30 is formed wide and has a large dimension in the width W direction with respect to the depth D direction in a state where it is installed in the liquid tank 7.
  • the shielding plate 30 is in direct contact with the heat exchange pipe 21.
  • the shielding plate 30 may be brought into contact with the heat exchange pipe 21 via a heat transfer body.
  • the shielding plate 30 and the heat exchange pipe 21 may be joined by welding.
  • the weld bead functions as a heat transfer body.
  • the U-shaped shielding plate 30 is installed inside the liquid tank 7 so as to straddle the vent 25 in the traveling direction of the vehicle.
  • the movement of urea water was blocked behind and below. For this reason, even if the urea water in the liquid tank 7 is shaken or wavy due to vibration of the engine 1 and acceleration / deceleration of the vehicle, the adhesion of the urea water to the periphery of the vent 25 is suppressed by the shielding plate 30. Therefore, the urea water can be prevented from flowing out from the vent 25.
  • the liquid tank 7 is formed in a rectangular shape that is long in the width W direction with respect to the depth D direction, and the front and rear wall surfaces have a larger area than the left and right wall surfaces. Therefore, when vibration is generated on the wall surface of the liquid tank 7 due to vibration during operation of the engine 1, a wave is easily generated in the liquid tank 7 between the front and rear wall surfaces, in other words, in the direction of the depth D.
  • the shielding plate 30 is formed wide and has a large dimension in the direction of the width W in the state where it is installed in the liquid tank 7, so that waves generated between the front and rear wall surfaces are prevented.
  • Shield plate 30 It is possible to more reliably stop damming and to prevent the urea water from adhering to the periphery of the vent 25.
  • the shielding plate 30 has a large dimension in the width W direction, when the vehicle body swings left and right due to a course change or the like, the urea water wraps around the first portion 31a of the shielding plate 30, Reaching the vent hole 25 through the opening 33 can be suppressed. Further, by making the direction of the depth D of the liquid tank 7 coincide with the traveling direction of the vehicle, it is possible to suppress the attachment of the urea water even if the urea water wavy due to acceleration / deceleration of the vehicle.
  • the shielding plate 30 is brought into contact with the heat exchange pipe 21, and the engine cooling water is circulated through the heat exchange pipe 21, so that the heat of the engine cooling water is directly applied to the shielding plate 30. To be communicated to. For this reason, even if the urea water freezes in the cold state and ice is formed in the liquid tank 7, and this clogs the opening 33 of the shielding plate 30, it can be quickly thawed and the function of the vent 25 Can be maintained. On the other hand, when the urea water is excessively heated, it is cooled by the engine cooling water, so that precipitation of urea from the urea water can be prevented.
  • FIG. 5 and 6 show the internal structure of the liquid tank 7 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view seen from the front
  • FIG. 6 is a cross-sectional view seen from the right side. is there.
  • FIG. 7 is an enlarged perspective view showing the configuration of the mounting portion of the shielding plate 40 according to this embodiment.
  • the configuration of elements or parts other than the liquid tank 7 may be the same as in the first embodiment.
  • parts or portions having the same functions or operations as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the liquid tank 7 according to the present embodiment is characterized by the configuration of the shielding plate 40 as compared to that of the first embodiment.
  • the shielding plate 40 is configured by joining the L-shaped member 41 and the side plates 44, 45 in a box shape by welding or brazing. is there.
  • the shielding plate 40 is attached to the lower surface of the canopy 20 so as to surround the vent 25, so that the liquid tank 7 is disposed forward, rearward, leftward, and downward with respect to the vent 25 in the traveling direction of the vehicle.
  • the interior is partitioned and a compartment 42 is formed following the vent 25.
  • the portion of the shielding plate 40 that continues the inner wall force of the liquid tank 7 (corresponding to the “first portion”, L It is formed by the side portion 41 a of the character member 41 and the side plates 44 and 45. ) Has a rectangular opening 43 at the right side in the vehicle width direction with respect to the vent 25, and through this opening 43, the compartment 42 and the liquid tank 7 excluding the compartment 42 are provided. Communicated with other spaces.
  • the “second portion” of the shielding plate 40 is formed by the bottom 41b of the L-shaped member.
  • FIG. 8 and 9 show the configuration of the L-shaped member 41 constituting the shielding plate 40 according to the present embodiment, FIG. 8 is a front view, and FIG. 9 is a plan view.
  • the L-shaped member 41 is formed by bending a flat thin plate into a substantially L-shape.
  • the side portion 41a forms the “first portion” of the shielding plate 40, and the bottom portion 41b forms the “second portion”.
  • FIG. 10 is a bottom view of the mounting portion of the shielding plate 40 according to the present embodiment.
  • the side portion 41a of the L-shaped member 41 is disposed horizontally to the side of the vent 25 (left side with respect to the traveling direction of the vehicle), and the bottom portion 41b is disposed below.
  • the interior of the liquid tank 7 is partitioned at each position.
  • Each of the side plates 44 and 45 is formed in a flat plate shape, and the side plate 44 partitions the inside of the liquid tank 7 at the front in the moving direction with respect to the vent 25 and the side plate 45 at the rear in the moving direction. is doing.
  • the side plate 44 disposed in front is also used as a heat transfer plate for connecting the heat exchange pipe 21 and the reducing agent supply pipe 8. That is, the side plate 44 is joined to the bottom 41b of the L-shaped member 41 and arranged so as to contact both the heat exchange pipe 21 and the reducing agent supply pipe 8.
  • the side plate 44 suppresses the adhesion of urea water, and the side plate 44 also serves as a heat transfer plate that connects the heat exchange pipe 21 and the reducing agent supply pipe 8. As a result, the thawing of the urea water frozen in the reducing agent supply pipe 8 can be promoted, and the number of parts and the weight required for this can be reduced.
  • the shielding plate has a U-shaped or L-shaped cross section (as a whole, a box shape).
  • the force to be formed The shape of the shielding plate is not limited to this, as long as it surrounds and obtains a vent in a liquid tank. It can be selected appropriately according to the direction of the shaking or undulation of the liquid generated in the liquid tank.
  • a part of the shielding plate is also used as the heat transfer plate.
  • the function that can be used as the shielding plate is not limited to this.
  • the shielding plate can be configured by using parts other than the heat transfer plate provided in the liquid tank.
  • the shape of the liquid tank is not limited to the rectangle described above, and various shapes can be employed. Check the direction of the waves generated in the liquid tank in advance by vibration during engine operation, etc., and shape the shielding plate (in other words, the opening of the opening so that the waves generated in that direction are blocked). Position).
  • the present invention is not limited to a liquid tank for storing urea water, but for storing other liquids such as liquid reducing agents other than urea water, such as ammonia water and hydrocarbon fuel, and lubricating oil and fuel. It is also possible to apply to other liquid tanks.

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Abstract

 圧抜き用の通気口25が設けられた液体タンク7において、液体タンク7の内部で通気口25を囲む遮蔽板30を設置する。遮蔽板30は、通気口25に続く隔室32を形成するものであり、通気口25に対して水平方向の側方に位置する部分31aにおいて、隔室32と、これを除く液体タンク7内の空間とを連通させる一方、通気口25に対して下方に位置する部分31bにおいて、隔室32と、これを除く液体タンク7内の空間との間における液体の移動を遮断する。

Description

明 細 書
液体タンク及びそのブリーザ装置、ならびにエンジンの排気浄化装置 技術分野
[0001] 本発明は、液体タンク及びそのブリーザ装置、ならびにエンジンの排気浄ィヒ装置に 関し、詳細には、車両に搭載される液体タンクにおいて、圧抜きのために設けられる 通気口を介する液体の流出を防止するための技術に関する。
背景技術
[0002] 駆動源として内燃機関(以下、単に「エンジン」という。)を備える車両には、エンジン の運転時に使用される潤滑油又は燃料等を貯蔵するため、液体タンクが搭載される( 特許文献 1)。また、近年においては、エンジンの排気浄ィ匕装置として尿素 SCR法 (S elective Catalytic Reduction)法によるものの開発が進められ、既に実用化されてい る。この尿素 SCR法による排気浄ィ匕装置では、液体還元剤としての尿素水を貯蔵す るための液体タンクが搭載される(特許文献 2)。液体タンクにおいては、貯蔵されて いる液体の吸出口のほか、液体タンクの内部を液体タンク外と連通させる、圧抜き用 の通気口が設けられている。この通気口は、液体タンクの内部を大気に対して開放 するものとして構成されるのが一般的である。液体タンク力 液体が吸い出されたとき に、通気口を介して外気が流入することで、液体タンク内の圧力が一定に保持される 特許文献 1 :日本国出願公開第 07—208138号公報(段落番号0024〜0027) 特許文献 2 :日本国出願公開第 2000— 027627号公報 (段落番号 0013) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] しかしながら、このような通気口を有する液体タンクについては、走行時におけるェ ンジン又は車体の振動に起因して、貯蔵されている液体が通気口を介して外部に流 出するという問題がある。
車両の走行中に、エンジン又は車体の振動が液体タンクに伝わり、その壁面を振 動させると、この壁面の振動が液体タンク内の空気に伝達されてこれを振動させ、内
差 ¾え 鋭 m) 部の空気を、液体タンク力も通気口を介して断続的に流出させる。このような現象は、 振動の周波数によっては、液体タンクの壁面に共振を生じさせることで、顕著に現れ る。ここで、エンジン等の振動又は車両の加減速により、液体タンク内の液体に揺れ 又は波打ちが生じ、通気口の周辺に液体が付着していると、この付着した液体が内 部の空気とともに通気口を介して外部に流出するのである。
[0004] 本発明は、以上の問題を考慮して、通気口を介する液体の流出を防止するため、 通気口の周辺に対する液体の付着を生じ難くするための構造を提供するものである 課題を解決するための手段
[0005] 本発明は、液体タンク及びそのブリーザ装置、ならびにエンジンの排気浄ィ匕装置を 提供する。
本発明に係る液体タンクは、液体が貯蔵されるタンク本体であって、内部をタンク本 体外と連通させるための通気口が設けられたタンク本体と、このタンク本体に対し、そ の内部で前記通気口を囲むように取り付けられて、前記通気口に続く隔室を形成す る遮蔽板とを含んで構成される。前記遮蔽板は、前記通気口に対して水平方向の側 方に位置して、前記隔室と、前記隔室を除く前記タンク本体内の空間とを連通させる 開口部を形成する第 1の部分を有し、この第 1の部分以外の第 2の部分において、前 記隔室と、前記タンク本体内の空間との間における液体の移動を遮断する。
[0006] 本発明に係るエンジンの排気浄ィ匕装置は、前記液体として液体還元剤を貯蔵する 上記の液体タンクと、エンジンの排気通路に設置された NOxの還元触媒と、前記液 体タンクに貯蔵されて ヽる液体還元剤を、前記還元触媒の上流で排気に供給する装 置とを含んで構成される。
また、本発明に係る液体タンクのブリーザ装置は、液体タンクに設けられる圧抜き用 のブリーザ装置であって、液体タンクの内部を液体タンク外と連通させるための通気 口を形成するブリーザパイプと、このブリーザパイプに対し、液体タンクの内部で前記 通気口を囲むように配置されて、前記通気口に続く隔室を形成する遮蔽板とを含ん で構成される。前記遮蔽板は、前記通気口に対する水平方向の側方において、前記 通気口を包囲するとともに、前記隔室と、前記隔室を除く前記液体タンク内の空間と を連通させる開口部を形成するための第 1の部分と、前記通気口に対する下方にお いて、前記隔室と、前記液体タンク内の空間との間における液体の移動を遮断する ための第 2の部分とを含んで構成される。
発明の効果
[0007] 本発明によれば、液体タンクの内部において、通気口を囲むように遮蔽板を配置し 、通気口に対して水平方向の側方に位置する遮蔽板の第 1の部分において、隔室と 、これを除く液体タンク内の空間(特に断りのない限り、「液体タンク内の空間」又は「 タンク本体内の空間」というときは、隔室を除くものとする。)との間における空気の流 通が許容される一方、この第 1の部分以外の第 2の部分において、隔室と、液体タン ク内の空間との間における液体の移動が遮断される。このため、走行時におけるェン ジンの振動等により液体タンク内の液体に揺れ又は波打ちが生じたとしても、第 1の 部分(開口部を除く。 )及び第 2の部分により通気口の周辺に対する液体の付着が抑 制され、通気口を介する液体の流出を防止することができる。なお、液体タンク内の 圧抜きは、通気口、遮蔽板が形成する隔室、及び第 1の部分の開口部を介してなさ れる。
[0008] 本発明に関する他の目的及び特徴は、添付の図面を参照した以下の説明により理 解することができる。
優先権主張の基礎となる日本国特許出願第 2006— 085019号の内容は、本願の 一部として組み込まれ、参照される。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係るエンジンの排気浄ィ匕装置の概略構成図
[図 2]同上実施形態に係る液体タンクの正面斜視図
[図 3]同上液体タンクの正面断面図
[図 4]同上液体タンクの側方断面図
[図 5]本発明の第 2の実施形態に係る液体タンクの正面断面図
[図 6]同上液体タンクの側方断面図
[図 7]遮蔽板の取付部の拡大斜視図
[図 8]遮蔽板を構成する L字部材の正面図 [図 9]同上 L字部材の平面図
[図 10]同上 L字部材を使用して構成された遮蔽板の取付部の底面図
符号の説明
[0010] 1…ディーゼルエンジン、 2· ··排気通路、 3…還元触媒、 4…尿素水噴射ノズル、 5, 8…還元剤供給管、 6…還元剤供給装置、 7· ··液体タンク、 9…還元剤戻り管、 10· ·· コントロールユニット、 101· ··アクセルセンサ、 102…クランク角センサ、 103· ··冷却水 温度センサ、 11…補給口、 20· ··天蓋、 21· ··熱交換パイプ、 22· ··冷却水供給口、 2 3· ··冷却水排出口、 24· ··ブリーザパイプ、 25· ··通気口、 26· ··ブリーザホース、 30, 4 0…遮蔽板、 31…遮蔽板を構成する U字部材, 41· ··遮蔽板を構成する L字部材、 3 la, 41a…遮蔽板の第 1の部分、 31b、 41b…遮蔽板の第 2の部分、 32, 42· ··隔室 、 33, 43…遮蔽板の開口部、 44, 45· ··側板。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るエンジン 1の排気浄ィ匕装置の概略構成図 である。
本実施形態において、エンジン 1は、ディーゼルエンジンであり、車両(ここでは、ト ラック等の大型車両)の駆動源を構成するものとして採用している。
[0012] エンジン 1の排気通路 2には、窒素酸化物(以下「NOx」 t ヽぅ。)の還元触媒 3が介 装されており、この還元触媒 3により、排気中の NOxが還元され、浄ィ匕される。本実 施形態では、この NOxの還元浄ィ匕のため、液体還元剤としての尿素水を排気に供 給することとしており、還元触媒 3の上流に尿素水噴射ノズル (以下、単に「噴射ノズ ル」という。)4が設けられている。噴射ノズル 4は、排気通路 2の管壁を外部から貫通 させて、排気通路 2内に挿入されており、その先端は、還元触媒 3の上流側の端面に 向けられている。
[0013] 排気に供給される尿素水は、液体タンク 7に貯蔵されている。尿素水は、車上にお ける取り扱いの容易さを考慮して、アンモニアの前駆体である尿素を予め水溶液の 状態としたものである。液体タンク 7は、還元剤供給管 8を介して還元剤供給装置 6と 接続されている。この還元剤供給管 8は、還元剤供給装置 6に向けた尿素水の輸送 路を形成するものであり、これを構成する部材は、本発明の「管部材」に相当する。図 示しないフィードポンプにより、還元剤供給管 8を介して液体タンク 7内の尿素水が還 元剤供給装置 6に送り込まれる。還元剤供給装置 6は、還元剤供給管 5を介して噴射 ノズル 4と接続されており、還元剤供給装置 6に送り込まれた尿素水は、圧縮空気とと もに還元剤供給管 5を介して噴射ノズル 4に供給される。排気に供給された尿素が排 気熱により加水分解を生じ、アンモニアが生成され、 NOxの還元剤として還元触媒 3 に供給される。還元剤供給装置 6は、液体タンク 7に対して還元剤供給管 8を介して 接続されるほカゝ、還元剤戻り管 9を介して接続されている。液体タンク 7から還元剤供 給装置 6に供給された尿素水のうち、噴射ノズル 4に供給されない余剰分の尿素水 力 この還元剤戻り管 9を介して液体タンク 7に戻される。
[0014] 還元剤供給装置 6の動作は、電子制御ユニット(エンジン 1のコントロールユニットを 兼ね、以下、単に「コントロールユニット」という。) 10からの信号により制御される。コ ントロールユニット 10は、エンジン 1の運転状態等に基づいて還元剤の供給動作に 関する所定の演算を行い、還元剤供給装置 6に対して指令信号を出力する。本実施 形態では、運転状態の検出のため、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出す るアクセルセンサ 101、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ 102、及 びエンジン冷却水の温度を検出する温度センサ 103等が設けられている。クランク角 センサ 12からの信号に基づ 、て、エンジン回転数を算出することが可能である。
[0015] 図 2は、本実施形態に係る液体タンク 7の全体的な構成を示す正面透視図である。
液体タンク 7は、全体として、幅 W (及び高さ H)に対して奥行き Dが小さい長方形に 形成されており、車両において、奥行き Dの方向を進行方向に一致させるように設置 されている。液体タンク 7の左側壁 7aの上部には、尿素水を補充するための補給口 1 1が設けられている。
[0016] 図 3及び 4は、本実施形態に係る液体タンク 7の内部構造を示しており、図 3は、液 体タンク 7を正面からみた断面図であり、図 4は、右側面からみた断面図である。 液体タンク 7の上壁 7bには、還元剤供給管 8及び後述する熱交換パイプ 21を液体 タンク 7に挿入するための開口部が設けられており、上壁 7bに対し、この開口部を塞 ぐように天蓋 20が締結されている。還元剤供給管 8及び熱交換パイプ 21、ならびに 還元剤戻り管 9は、天蓋 20に対し、これを貫通させて固定されている。天蓋 20を締結 した図示の状態で、還元剤供給管 8は、液体タンク 7の底部まで延伸している(図 3に おいて、その先端を符合 8aにより示す。 ) 0還元剤戻り管 9は、天蓋 20の下面近傍で 終結しており、液体タンク 7の満水時における水位 Hはりも上方で開口している(図 4 において、その先端を符合 9aにより示す。 ) 0
[0017] 液体タンク 7の内部には、熱交換パイプ 21が配置されている。この熱交換パイプ 21 は、棒材のノィプを屈曲させて形成したものであり、エンジン冷却水を流通させること により、このエンジン冷却水と、液体タンク 7内の尿素水との間で熱の授受を行う熱交 ^^を構成する。熱交換パイプ 21の両端は、天蓋 20を貫通して、液体タンク 7外に 延伸しており、一方の開口部 22がエンジン冷却水の供給口を、他方の開口部 23が エンジン冷却水の排出口を形成している。熱交換パイプ 21は、エンジン冷却水の循 環経路の一部を構成しており、エンジン 1により加熱されたエンジン冷却水がこの熱 交換パイプ 21を通過することで、液体タンク 7に貯蔵されている尿素水が加熱される 。冷間時においては、エンジン 1の始動に際して液体タンク 7内で尿素水が凍結して V、る場合があるところ、加熱されたエンジン冷却水が熱交換パイプ 21を通過すること で、凍結した尿素水の解凍が促進される。また、液体タンク 7内の尿素水が過度にカロ 熱されたときは、エンジン冷却水が冷媒として作用して、尿素水を冷却することで、尿 素の析出が防止される。
[0018] また、天蓋 20には、軸方向に貫通したブリーザパイプ 24が取り付けられており、こ のブリーザパイプ 24により、液体タンク 7の内部が液体タンク 7外と連通され、液体タ ンク 7内の圧抜きのための通気口 25が形成されている。ブリーザパイプ 24は、天蓋 2 0よりも上方に延伸しており、その上端には、ブリーザホース 26の一端 26aが接続さ れている。ブリーザホース 26は、液体タンク 7の右側壁を越えて側方に延伸し、その 他端 26bは、液体タンク 7の満水時における水位 Hf近傍の位置で、下方に向けられ ている。
[0019] 更に、天蓋 20には、通気口 25の周辺に対する尿素水の付着を抑制するための遮 蔽板 30が取り付けられている。本実施形態において、遮蔽板 30は、長方形の薄板を U字状に屈曲させた部材 31により構成され、 U字部材 31の屈曲部 (遮蔽板の「第 2 の部分」に相当する。 ) 3 lbを通気口 25に対して下方に向けた状態で天蓋 20の下面 に固定されている。屈曲部 31bは、液体タンク 7の満水時における水位 Hはりも上方 に位置している。また、遮蔽板 30は、ブリーザパイプ 24の開口部(すなわち、通気口 25)を液体タンク 7の奥行き Dの方向、すなわち、車両の進行方向に跨ぐように配置 されており、通気口 25に対して進行方向の前方及び後方、ならびに下方で液体タン ク 7の内部を区画しており、通気口 25に続く隔室 32を形成している。遮蔽板 30のうち 、液体タンク 7の内壁力も続く部分(「第 1の部分」に相当し、 U字部材 31の平面部 31 aにより形成される。)には、通気口 25に対して車幅方向の左右の位置で U字状の開 口部 33が形成されており、この開口部 33を介して、隔室 32と、これを除く液体タンク 7内の空間とが連通している。遮蔽板 30は、幅広に形成されており、液体タンク 7内 に設置された状態で、奥行き Dの方向に対して幅 Wの方向に大きな寸法を有する。 なお、本実施形態において、遮蔽板 30は、熱交換パイプ 21に対して直接に接触さ せている。し力しながら、遮蔽板 30は、熱交換パイプ 21に対して伝熱体を介して接 触させてもよい。遮蔽板 30と熱交換パイプ 21とは、溶接により接合させてもよぐこの 場合において、溶接ビードが伝熱体としての作用をなす。
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態では、液体タンク 7の内部において、 U字状の遮蔽板 30を、 通気口 25を車両の進行方向に跨ぐように設置し、通気口 25に対して進行方向の前 方及び後方、ならびに下方で尿素水の移動が遮断されるようにした。このため、ェン ジン 1の振動等及び車両の加減速により液体タンク 7内の尿素水に揺れ又は波打ち が生じたとしても、通気口 25の周辺に対する尿素水の付着が遮蔽板 30により抑制さ れ、通気口 25からの尿素水の流出を防止することができる。本実施形態では、特に、 液体タンク 7を奥行き Dの方向に対して幅 Wの方向に長!、長方形に形成しており、左 右の壁面に比較して前後の壁面が大きな面積を有することから、エンジン 1の運転時 における振動により液体タンク 7の壁面に振動が生じた場合に、液体タンク 7内では、 前後の壁面の間で、言い換えれば、奥行き Dの方向に波が生じ易い。本実施形態で は、上記の通り遮蔽板 30が幅広に形成され、液体タンク 7内に設置された状態で幅 Wの方向に大きな寸法を有することから、前後の壁面の間で生じた波を遮蔽板 30に より確実にせき止め、通気口 25の周辺に対する尿素水の付着を抑制することができ る。また、遮蔽板 30に対し、幅 Wの方向に大きな寸法を持たせたことで、進路変更等 により車体が左右に振れたときに、尿素水が遮蔽板 30の第 1の部分 31aを回り込み、 開口部 33を介して通気口 25に到達するのを抑制することができる。また、液体タンク 7の奥行き Dの方向を車両の進行方向と一致させたことで、車両の加減速により尿素 水に波打ちが生じたとしても、尿素水の付着を抑制することができる。
[0021] また、本実施形態では、遮蔽板 30を熱交換パイプ 21に接触させるとともに、この熱 交換パイプ 21にエンジン冷却水を流通させ、エンジン冷却水の熱が遮蔽板 30に対 して直接に伝達されるようにした。このため、冷間時に尿素水が凍結して、液体タンク 7内に氷が形成され、これが遮蔽板 30の開口部 33に詰まったとしても、これを迅速に 解凍させて、通気口 25の機能を維持させることができる。他方、尿素水が過度にカロ 熱されたときは、エンジン冷却水によりこれが冷却されるので、尿素水からの尿素の 析出を防止することができる。
[0022] 以下、本発明の他の実施形態について説明する。
図 5及び 6は、本発明の第 2の実施形態に係る液体タンク 7の内部構造を示しており 、図 5は、正面からみた断面図であり、図 6は、右側面からみた断面図である。また、 図 7は、本実施形態に係る遮蔽板 40の取付部の構成を示す拡大斜視図である。な お、本実施形態において、液体タンク 7以外の要素又は部分の構成は、第 1の実施 形態におけると同様であってよい。また、図 5及び 6において、第 1の実施形態におけ ると同様の機能又は作用をなす部品又は部分には、同一の符合を付すこととし、そ の説明を省略する。
[0023] 本実施形態に係る液体タンク 7は、第 1の実施形態のものに対し、遮蔽板 40の構成 に特徴を有する。図 7に拡大して示されるように、本実施形態において、遮蔽板 40は 、 L字部材 41及び側板 44, 45を、溶接又はろう付け等により箱状に接合して、構成 されたものである。遮蔽板 40は、通気口 25を囲うように、天蓋 20の下面に取り付けら れることで、通気口 25に対して車両の進行方向に関する前方、後方及び左方、なら びに下方で液体タンク 7の内部を区画しており、通気口 25に続く隔室 42を形成して いる。遮蔽板 40のうち、液体タンク 7の内壁力 続く部分(「第 1の部分」に相当し、 L 字部材 41の側部 41a及び側板 44, 45により形成される。)には、通気口 25に対して 車幅方向の右側の位置で四角形の開口部 43が形成されており、この開口部 43を介 して、隔室 42と、これを除く液体タンク 7内の空間とが連通している。なお、本実施形 態において、遮蔽板 40の「第 2の部分」は、 L字部材の底部 41bにより形成される。
[0024] 図 8及び 9は、本実施形態に係る遮蔽板 40を構成する L字部材 41の構成を示して おり、図 8は、正面図であり、図 9は、平面図である。
L字部材 41は、平板状の薄板を概略 L字状に折り曲げて形成されたものである。側 部 41aにより遮蔽板 40の「第 1の部分」が、底部 41bにより「第 2の部分」が夫々形成 される。
[0025] 図 10は、本実施形態に係る遮蔽板 40の取付部の底面図である。同図に示すよう に、 L字部材 41の側部 41 aが通気口 25に対して水平方向の側方(車両の進行方向 に対して左側)に、底部 41bが下方に配置されており、それぞれの位置で液体タンク 7の内部を区画している。
側板 44, 45は、いずれも平板状に形成されており、側板 44は、通気口 25に対して 進行方向の前方で、側板 45は、進行方向の後方で、夫々液体タンク 7の内部を区画 している。本実施形態において、前方に配置される側板 44は、熱交換パイプ 21と還 元剤供給管 8とを接続する伝熱板として兼用されている。すなわち、側板 44は、 L字 部材 41の底部 41bに接合されるとともに、熱交換パイプ 21及び還元剤供給管 8の双 方に接触するように配置されて 、る。エンジン 1により加熱されたエンジン冷却水が熱 交換パイプ 21を通過したときに、エンジン冷却水の熱が側板 44を介して還元剤供給 管 8に伝達され、還元剤供給管 8内の尿素水が加熱される。
[0026] 本実施形態によれば、通気口 25に対して車両の進行方向に関する左側に L字部 材 41の側部 41aが配置されることとなるので、この左側から尿素水の付着を防止する ことができる。特に、本実施形態によれば、側板 44により尿素水の付着を抑制すると ともに、この側板 44に、熱交換パイプ 21と還元剤供給管 8とを接続する伝熱板として の機能を兼ねさせたことで、還元剤供給管 8内で凍結した尿素水の解凍を促進させ るとともに、これに必要とされる部品の点数及び重量を削減することができる。
[0027] なお、以上では、遮蔽板は、その断面を U字状又は L字状 (全体としては、箱型)に 形成することとした力 遮蔽板の形状は、これに限られるものではなぐ液体タンク内 で通気口を囲 、得るものであればょ 、。液体タンク内で生じる液体の揺れ又は波打 ちの方向に応じて適宜に選択することができる。
また、第 2の実施形態において、遮蔽板の一部に伝熱板としての機能を兼ねさせる こととしたが、遮蔽板に兼ねさせ得る機能は、これに限られるものではない。液体タン クに設けられる伝熱板以外の部品等を利用して、遮蔽板を構成することが可能であ る。
[0028] 更に、液体タンクの形状は、以上に説明した長方形に限られるものではなぐ多様 な形状を採用することが可能である。エンジンの運転時における振動等により、液体 タンク内で生じる波の方向を予め確認しておき、その方向に生じた波が遮断されるよ うに、遮蔽板の形状 (言 、換えれば、開口部の位置)を設定する。
本発明は、尿素水を貯蔵するための液体タンクに限らず、アンモニア水及び炭化 水素系の燃料等の、尿素水以外の液体還元剤、ならびに潤滑油及び燃料等、他の 液体を貯蔵するための液体タンクに適用することも可能である。
[0029] 以上では、本発明について好ましい実施の形態により説明したが、本発明の範囲 は、この説明に何ら制限されるものではなぐ請求の範囲の記載をもとに、適用条文 に従い判断される。

Claims

請求の範囲
[1] 液体が貯蔵されるタンク本体であって、内部をタンク本体外と連通させるための通 気口が設けられたタンク本体と、
このタンク本体に対し、その内部で前記通気口を囲むように取り付けられて、前記 通気口に続く隔室を形成する遮蔽板と、を含んで構成され、
前記遮蔽板は、前記通気口に対して水平方向の側方に位置して、前記隔室と、前 記隔室を除く前記タンク本体内の空間とを連通させる開口部を形成する第 1の部分 を有し、この第 1の部分以外の第 2の部分において、前記隔室と、前記タンク本体内 の空間との間における液体の移動を遮断する液体タンク。
[2] 液体が貯蔵されるタンク本体であって、内部をタンク本体外と連通させるための通 気口が設けられたタンク本体と、
このタンク本体に対し、その内部で前記通気口を囲むように取り付けられて、前記 通気口に続く隔室を形成する遮蔽板と、を含んで構成され、
前記遮蔽板は、
前記通気口に対して水平方向の側方で前記通気口を包囲するとともに、前記隔室 と、前記隔室を除く前記タンク本体内の空間とを連通させる開口部を形成する第 1の 部分と、
前記通気口に対して下方に位置して、前記隔室と、前記タンク本体内の空間との間 における液体の移動を遮断する第 2の部分と、を含んで構成される液体タンク。
[3] 前記遮蔽板は、断面が U字状に形成された単一部材により構成される請求項 1〖こ 記載の液体タンク。
[4] 前記通気口は、前記タンク本体の蓋部に設けられた請求項 1に記載の液体タンク。
[5] 前記タンク本体は、幅に対して奥行きが小さい長方形であり、
前記遮蔽板は、前記タンク本体の奥行きの方向に対してその幅の方向に長 、請求 項 1に記載の液体タンク。
[6] 車両に取り付けられた請求項 5に記載の液体タンクであって、
前記タンク本体は、車両に対し、その幅の方向を車両の左右方向に合わせて固定 された液体タンク。
[7] エンジンを備える車両に取り付けられた請求項 1に記載の液体タンクであって、 前記タンク本体の内部に配置された、エンジン冷却水を流通させるための熱交換 ノイブを更に含んで構成される液体タンク。
[8] 前記熱交換パイプは、前記タンク本体の内部にぉ 、て、前記遮蔽板と接触させて 配置された請求項 7に記載の液体タンク。
[9] 前記熱交換パイプは、前記遮蔽板に対し、伝熱体を介して接触する請求項 8に記 載の液体タンク。
[10] 前記液体の輸送路を形成するための管部材を更に含んで構成され、
前記熱交換パイプは、前記管部材に対し、前記遮蔽板を介して熱的に接続された 請求項 7に記載の液体タンク。
[11] 前記液体は、尿素水であり、
前記管部材は、前記タンク本体に貯蔵されている尿素水の、前記タンク本体外に 向けた輸送路を構成するためのものである請求項 10に記載の液体タンク。
[12] 前記液体は、尿素水である請求項 1に記載の液体タンク。
[13] 前記液体として液体還元剤を貯蔵する請求項 1に記載の液体タンクと、
エンジンの排気通路に設置された NOxの還元触媒と、
前記液体タンクに貯蔵されて ヽる液体還元剤を、前記還元触媒の上流で排気に供 給する装置と、を含んで構成されるエンジンの排気浄化装置。
[14] 液体タンクに設けられる圧抜き用のブリーザ装置であって、
液体タンクの内部を液体タンク外と連通させるための通気口を形成するブリーザパ イブと、
このブリーザパイプに対し、液体タンクの内部で前記通気口を囲むように配置され て、前記通気口に続く隔室を形成する遮蔽板と、を含んで構成され、
前記遮蔽板は、
前記通気口に対する水平方向の側方において、前記通気口を包囲するとともに、 前記隔室と、前記隔室を除く前記液体タンク内の空間とを連通させる開口部を形成 するための第 1の部分と、
前記通気口に対する下方において、前記隔室と、前記液体タンク内の空間との間 における液体の移動を遮断するための第 2の部分と、を含んで構成されるブリーザ装
PCT/JP2007/052866 2006-03-27 2007-02-16 液体タンク及びそのブリーザ装置、ならびにエンジンの排気浄化措置 WO2007122846A1 (ja)

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