WO2021106528A1 - 車両の還元剤解凍装置 - Google Patents

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康雄 山田
久美子 山田
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いすゞ自動車株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a vehicle reducing agent defrosting device.
  • Patent Document 1 describes a control device for a reducing agent injection device.
  • the reducing agent injection device includes a first cooling water passage and a second cooling water passage configured so that the cooling water of the engine can be circulated.
  • the first cooling water passage and the second cooling water passage branch from the cooling passage of the engine cooling device provided in the engine and rejoin the cooling passage.
  • the first cooling water passage is arranged through the storage tank and the pump module.
  • the second cooling water passage is arranged around the injection valve.
  • An on-off valve is provided between the branch point of the second cooling water passage and the storage tank in the first cooling water passage. After the engine is started, cooling water constantly flows through the second cooling water passage.
  • the cooling water flows through the second cooling water passage in a state where the injection valve is heated by high-temperature exhaust heat or the like, and the injection valve can be cooled. If it is estimated that the urea aqueous solution is frozen based on the sensor values of the temperature sensor provided in the storage tank and pump module, or the temperature sensor that detects the outside air temperature, the on-off valve is opened. The thawing control of the urea aqueous solution is performed.
  • the flow rate of the cooling water to the reducing agent tank side is sufficient. It may not be possible to secure it. If the capacity of the cooling water pump is increased to secure a sufficient flow rate of the cooling water to the reducing agent tank side, the flow rate of the cooling water to the injection valve side becomes too large and the cooling water flow path in the injection valve is damaged. There is a possibility of letting you.
  • an object of the present disclosure is to provide a reducing agent thawing device capable of ensuring a sufficient flow rate of cooling water to the reducing agent tank side while suppressing the flow rate of cooling water to the injection valve side with a simple structure. And.
  • the first aspect of the present invention is for a reducing agent tank for storing a reducing agent for reducing nitrogen oxides in exhaust gas from an internal combustion engine and an exhaust pipe of the internal combustion engine.
  • An injection valve that is attached and injects the reducing agent from the reducing agent tank into the exhaust gas in the exhaust pipe, a first cooling water flow path for cooling water, a second cooling water flow path for cooling water, an on-off valve, and an orifice.
  • It is a reducing agent defrosting device for vehicles equipped with.
  • the first cooling water flow path branches from the cooling water circulation flow path in which the cooling water of the internal combustion engine circulates, and returns to the cooling water circulation flow path through the injection valve.
  • the second cooling water flow path branches from a branch portion of the first cooling water flow path provided on the upstream side of the injection valve, passes through the reducing agent tank, and returns to the cooling water circulation flow path side.
  • the on-off valve is provided in the second cooling water flow path.
  • the orifice is provided on the downstream side of the branch portion of the first cooling water flow path to partially reduce the diameter of the first cooling water flow path.
  • the cooling water from the cooling water circulation flow path side flows through the second cooling water flow path via the branch portion. Since the second cooling water flow path passes through the reducing agent tank, the reducing agent in the reducing agent tank can be thawed by using the cooling water of the internal combustion engine.
  • an orifice is provided on the downstream side of the first cooling water flow path from the branch portion to partially reduce the diameter of the first cooling water flow path. Therefore, unlike the case where the entire area downstream of the branch portion of the first cooling water flow path is reduced in diameter, the injection valve has a simple structure in which an orifice is provided to partially reduce the diameter of the first cooling water flow path. The flow rate of the cooling water to the side can be suppressed, and a sufficient flow rate of the cooling water to the reducing agent tank side can be secured.
  • a second aspect of the present invention is the vehicle reducing agent thawing device of the first aspect, wherein the orifice is formed in a tubular shape having an inner diameter that partially reduces the diameter of the first cooling water flow path. It is inserted into a pipe that partitions a region between a branch portion and an injection valve in one cooling water flow path, or a pipe that partitions a downstream side of a first cooling water flow path from an injection valve.
  • the orifice is formed in a tubular shape and is inserted inside the pipe that partitions the first cooling water flow path.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle reducing agent thawing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a cooling water hose and an orifice.
  • the reducing agent thawing device 10 is a NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas discharged from a diesel engine (internal combustion engine) 2 (hereinafter, referred to as “engine 2”). It is applied to a vehicle 1 equipped with an SCR (Selective Catalytic Reduction) system for reducing and purifying.
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • NOx in the exhaust gas is reduced by using ammonia produced by hydrolyzing a liquid reducing agent (urea water in this embodiment).
  • An SCR catalyst 4 that selectively reduces and purifies NOx in the exhaust gas is disposed in the exhaust pipe 3 connected to the engine 2.
  • a dosing valve (injection valve) 6 for injecting urea water into the exhaust flow path 5 inside the exhaust pipe 3 is connected to the exhaust upstream side of the exhaust pipe 3 with respect to the SCR catalyst 4.
  • the urea water is stored in the reducing agent tank 7, and when the urea water is injected into the exhaust flow path 5 inside the exhaust pipe 3, it is sucked by the supply module 8 and pumped to the dosing valve 6, and the engine 2 is stopped. After the injection of urea water from the dosing valve 6 is stopped, the urea water is returned to the reducing agent tank 7.
  • the broken line in FIG. 1 indicates the flow path of urea water.
  • the vehicle 1 is provided with a radiator (heat exchanger) 9 for cooling the cooling water of the engine 2 (hereinafter, simply referred to as “cooling water”), and the cooling water is provided between the engine 2 and the radiator 9.
  • a cooling water circulation flow path 11 is provided to circulate the water.
  • the cooling water is pumped by a cooling water pump 18 provided in the cooling water circulation flow path 11 and circulates in the cooling water circulation flow path 11.
  • the reducing agent thawing device 10 has a first cooling water flow path 12 for circulating the cooling water of the engine 2 to the dosing valve 6 and a second cooling water flow path 13 for circulating the cooling water of the engine 2 to the reducing agent tank 7. And an on-off valve 14 provided in the second cooling water flow path 13, and an orifice 15 provided in the first cooling water flow path 12.
  • the first cooling water flow path 12 is a flow path for cooling water for cooling the dosing valve 6 by using the cooling water of the engine 2, and is branched from the cooling water circulation flow path 11 and cooled through the dosing valve 6. It is arranged so as to return to the water circulation flow path 11.
  • a branch portion 16 is provided on the upstream side (hereinafter, simply referred to as “upstream side”) of the first cooling water flow path 12 in the cooling water flow direction with respect to the dosing valve 6, and the cooling water is more than the dosing valve 6.
  • a confluence 19 is provided on the downstream side in the distribution direction (hereinafter, simply referred to as “downstream side”). Rubber hoses (tubes) 17 (see FIG. 2) for partitioning the first cooling water flow path 12 are provided on the upstream side and the downstream side of the first cooling water flow path 12 with respect to the dosing valve 6.
  • the second cooling water flow path 13 is a flow path for cooling water for thawing the urea water in the reducing agent tank 7 frozen when the outside air is at a low temperature or the like by using the cooling water of the engine 2, and is the first cooling water flow path. It branches from the branch portion 16 of the water flow path 12, passes through the reducing agent tank 7, and then passes through the supply module 8 on the cooling water circulation flow path 11 side (in this embodiment, from the dosing valve 6 of the first cooling water flow path 12). Is also arranged so as to return to the confluence portion 19) on the downstream side.
  • An on-off valve 14 is provided between the branch portion 16 and the reducing agent tank 7 (on the upstream side of the reducing agent tank 7) in the second cooling water flow path 13.
  • the on-off valve 14 is controlled by a control device (not shown), and the valve opening and closing are switched according to the temperature of the urea water in the reducing agent tank 7.
  • the on-off valve 14 is normally closed when the reducing agent in the reducing agent tank 7 does not freeze according to the temperature of the urea water in the reducing agent tank 7, and the reducing agent (urea water) in the reducing agent tank 7 freezes.
  • the valve is opened when the reducing agent needs to be thawed.
  • the cooling water does not flow through the second cooling water flow path 13 when the on-off valve 14 is closed, and flows through the second cooling water flow path 13 when the on-off valve 14 is opened.
  • the orifice 15 is located on the downstream side of the branch portion 16 and the upstream side of the merging portion 19 of the first cooling water flow path 12 (in the present embodiment, the first cooling water flow path 12 of the first cooling water flow path 12). Of these, it is arranged in the region downstream of the dosing valve 6 and upstream of the confluence 19), and the diameter of the first cooling water flow path 12 is partially reduced.
  • the orifice 15 is formed in a cylindrical shape having an outer diameter R2 slightly larger than the inner diameter R1 of the rubber hose 17 that partitions the first cooling water flow path 12, and is inserted into the hose 17.
  • the inner diameter R3 of the orifice 15 is smaller than the inner diameter R1 of the hose 17.
  • the cooling water circulation flow flows.
  • the cooling water from the passage 11 flows from the branch portion 16 of the first cooling water flow path 12 to the reducing agent tank 7 side. Therefore, the urea water in the reducing agent tank 7 can be thawed by using the cooling water of the engine 2.
  • an orifice 15 for partially reducing the diameter of the first cooling water flow path 12 is provided on the downstream side of the first cooling water flow path 12 with respect to the branch portion 16. Therefore, unlike the case where the entire area downstream of the branch portion 16 (the hose 17 itself in the region) of the first cooling water flow path 12 is reduced in diameter, the first cooling water flow path 12 is partially reduced in diameter. With a simple structure in which the orifice 15 is provided, the flow rate of the cooling water to the dosing valve 6 side can be suppressed, and a sufficient flow rate of the cooling water to the reducing agent tank 7 side can be secured.
  • the flow rate of the cooling water to the reducing agent tank 7 side can be sufficiently secured, so that the urea water in the reducing agent tank 7 can be sufficiently secured.
  • the urea water in the reducing agent tank 7 can be thawed at an early stage.
  • the dosing valve has a simple structure in which the tubular orifice 15 is inserted into the hose 17.
  • the flow rate of the cooling water to the 6 side can be suppressed, and a sufficient flow rate of the cooling water to the reducing agent tank 7 side can be secured.
  • the orifice 15 is provided on the downstream side of the first cooling water flow path 12 on the downstream side of the dosing valve 6 and on the upstream side of the confluence portion 19, but the present invention is not limited to this, for example.
  • the first cooling water flow path 12 it may be provided on the downstream side of the branch portion 16 and on the upstream side of the dosing valve 6.
  • the tubular orifice 15 is inserted into the hose 17, but the present invention is not limited to this.
  • the hose 17 is cut to provide flanges on both sides of the cut portion, and between the flanges.
  • An orifice plate (plate-shaped orifice) may be sandwiched between the two.
  • the first cooling water flow path 12 is branched from the cooling water circulation flow path 11 that circulates between the engine 2 and the radiator 9, but the present invention is not limited to this, and the cooling of the engine 2 is not limited to this. If it is a flow path through which water circulates (cooling water circulation flow path), it may be branched from another cooling water circulation flow path (for example, a flow path that circulates in an EGR cooler, a water-cooled intercooler, or the like).
  • the downstream side of the first cooling water flow path 12 is connected to the cooling water circulation flow path 11 between the engine 2 and the radiator 9, but the present invention is not limited to this, and the cooling of the engine 2 is not limited to this. It may be connected to the other cooling water circulation flow path in which water circulates.
  • the downstream side of the second cooling water flow path 13 is connected to the merging portion 19 of the first cooling water flow path 12 on the downstream side of the dosing valve 6, but the present invention is not limited to this. , It may be connected to the cooling water circulation flow path 11 between the engine 2 and the radiator 9, or may be connected to the other cooling water circulation flow path in which the cooling water of the engine 2 circulates. That is, the downstream side of the second cooling water flow path 13 is arranged so as to return to the cooling water circulation flow path side (including the cooling water circulation flow path 11 between the engine 2 and the radiator 9) in which the cooling water of the engine 2 circulates. I just need to be there.
  • the on-off valve 14 is provided between the branch portion 16 and the reducing agent tank 7 of the second cooling water flow path 13, but the present invention is not limited to this, and the second cooling water flow path is not limited to this. It may be provided in 13.
  • the on-off valve 14 is closed when the reducing agent in the reducing agent tank 7 does not freeze, and the valve is opened when thawing is required when the reducing agent needs to be thawed.
  • the valve may be opened at a time other than when thawing is required (for example, at normal times).
  • the reducing agent thawing device according to the present disclosure can be widely applied to vehicles having an SCR system.
  • Vehicle 2 Engine (internal combustion engine) 3: Exhaust pipe 6: Dosing valve (injection valve) 7: Reducing agent tank 10: Reducing agent thawing device 11: Cooling water circulation flow path 12: First cooling water flow path 13: Second cooling water flow path 14: On-off valve 15: orifice 16: Branch portion 17: Hose (tube)

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Abstract

還元剤解凍装置10は、エンジン2の冷却水をドージングバルブ6へ循環させるための第1冷却水流路12と、エンジン2の冷却水を還元剤タンク7へ循環させるための第2冷却水流路13と、第2冷却水流路13に設けられる開閉弁14と、第1冷却水流路12に設けられるオリフィス15とを備える。第1冷却水流路12は、冷却水循環流路11から分岐してドージングバルブ6を通って冷却水循環流路11へ戻る。第2冷却水流路13は、第1冷却水流路12のドージングバルブ6よりも上流側の分岐部16から分岐して還元剤タンク7を通って冷却水循環流路11側へ戻る。オリフィス15は、第1冷却水流路12のうち分岐部16よりも下流側に配置され、第1冷却水流路12を部分的に縮径させる。

Description

車両の還元剤解凍装置
 本開示は、車両の還元剤解凍装置に関する。
 特許文献1には、還元剤噴射装置の制御装置が記載されている。還元剤噴射装置は、エンジンの冷却水が循環可能に構成された第1の冷却水通路及び第2の冷却水通路を備える。第1の冷却水通路及び第2の冷却水通路は、エンジンに設けられたエンジン冷却装置の冷却通路から分岐して、再び冷却通路に合流する。第1の冷却水通路は貯蔵タンク及びポンプモジュールを通って配設される。第2の冷却水通路は噴射弁の周囲を通って配設される。第1の冷却水通路における、第2の冷却水通路の分岐箇所と貯蔵タンクとの間には開閉弁が設けられている。エンジンの始動後、第2の冷却水通路には常時冷却水が流れる。したがって、エンジンの運転中、高温の排気熱等により噴射弁が加熱される状態において、第2の冷却水通路に冷却水が流れ、噴射弁を冷却することができる。また、貯蔵タンク及びポンプモジュールに設けられた温度センサ、あるいは外気温度を検出する温度センサ等のセンサ値に基づいて尿素水溶液が凍結していると推定される場合には、開閉弁が開かれ、尿素水溶液の解凍制御が行われる。
日本国特再公表2016-63697号公報
 しかし、冷却水を圧送する冷却水ポンプの能力等によっては、開閉弁を開いて冷却水を貯蔵タンク(還元剤タンク)側へ流した際に、還元剤タンク側への冷却水の流量を十分に確保できない場合がある。還元剤タンク側への冷却水の流量を十分に確保するために冷却水用ポンプの能力を上げると、噴射弁側への冷却水の流量が多くなり過ぎてしまい噴射弁内冷却水流路を損傷させてしまう可能性がある。
 そこで、本開示は、簡単な構造で噴射弁側への冷却水の流量を抑えつつ、還元剤タンク側への冷却水の流量を十分に確保することが可能な還元剤解凍装置の提供を目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明の第1の態様は、内燃機関からの排気ガス中の窒素酸化物を還元するための還元剤を貯留する還元剤タンクと、前記内燃機関の排気管に対して取り付けられて前記還元剤タンクからの還元剤を前記排気管内の排気ガス中に噴射する噴射弁と、冷却水の第1冷却水流路と冷却水の第2冷却水流路と開閉弁とオリフィスとを備える車両の還元剤解凍装置である。第1冷却水流路は、内燃機関の冷却水が循環する冷却水循環流路から分岐して、噴射弁を通って冷却水循環流路へ戻る。第2冷却水流路は、第1冷却水流路のうち噴射弁よりも上流側に設けられる分岐部から分岐して還元剤タンクを通って冷却水循環流路側へ戻る。開閉弁は、第2冷却水流路に設けられる。オリフィスは、第1冷却水流路のうち分岐部よりも下流側に設けられて、第1冷却水流路を部分的に縮径させる。
 上記構成では、還元剤タンク内の還元剤が凍結している場合に開閉弁を開放すると、冷却水循環流路側からの冷却水が分岐部を介して第2冷却水流路を流通する。第2冷却水流路は、還元剤タンクを通っているので、内燃機関の冷却水を利用して還元剤タンク内の還元剤を解凍することができる。
 また、第1冷却水流路のうち分岐部よりも下流側には、第1冷却水流路を部分的に縮径させるオリフィスが設けられる。このため、第1冷却水流路のうち分岐部よりも下流側の全域を縮径する場合とは異なり、第1冷却水流路を部分的に縮径させるオリフィスを設けるという簡単な構造で、噴射弁側への冷却水の流量を抑えることができ、還元剤タンク側への冷却水の流量を十分に確保することができる。
 本発明の第2の態様は、上記第1の態様の車両の還元剤解凍装置であって、オリフィスは、第1冷却水流路を部分的に縮径させる内径を有する筒状に形成され、第1冷却水流路のうち分岐部と噴射弁との間の領域を区画する管、または第1冷却水流路のうち噴射弁よりも下流側を区画する管の内部に挿入される。
 上記構成では、オリフィスは、筒状に形成され、第1冷却水流路を区画する管の内部に挿入される。このように、筒状のオリフィスを第1冷却水流路の管の内部に挿入するという簡易な構造で、噴射弁側への冷却水の流量を抑えて、還元剤タンク側への冷却水の流量を十分に確保することができる。
 本開示によれば、簡単な構造で噴射弁側への冷却水の流量を抑えつつ、還元剤タンク側への冷却水の流量を十分に確保することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両の還元剤解凍装置の概略構成図である。 図2は、冷却水ホースとオリフィスの断面図である。
 以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
 図1に示すように、本実施形態に係る還元剤解凍装置10は、ディーゼルエンジン(内燃機関)2(以下、「エンジン2」という。)から排出される排気ガス中のNOx(窒素酸化物)を還元浄化するSCR(Selective Catalytic Reduction)システムを備える車両1に適用される。SCRシステムでは、液体還元剤(本実施形態では、尿素水)が加水分解されて生成されるアンモニアを用いて、排気ガス中のNOxを還元している。エンジン2に接続された排気管3には、排気ガス中のNOxを選択的に還元浄化するSCR触媒4が配設される。排気管3のうちSCR触媒4よりも排気上流側には、尿素水を排気管3の内部の排気流路5へ噴射するドージングバルブ(噴射弁)6が接続される。尿素水は、還元剤タンク7に貯留され、排気管3の内部の排気流路5へ尿素水を噴射する際に、サプライモジュール8によって吸引されてドージングバルブ6へ圧送され、エンジン2が停止してドージングバルブ6からの尿素水の噴射が停止した後、還元剤タンク7へ戻される。なお、図1中の破線は、尿素水の流路を示す。
 車両1には、エンジン2の冷却水(以下、単に「冷却水」という。)を冷却するためのラジエータ(熱交換器)9が設けられ、エンジン2とラジエータ9との間には、冷却水を循環させる冷却水循環流路11が設けられる。冷却水は、冷却水循環流路11に設けられる冷却水ポンプ18によって圧送されて、冷却水循環流路11を循環する。
 還元剤解凍装置10は、エンジン2の冷却水をドージングバルブ6へ循環させるための第1冷却水流路12と、エンジン2の冷却水を還元剤タンク7へ循環させるための第2冷却水流路13と、第2冷却水流路13に設けられる開閉弁14と、第1冷却水流路12に設けられるオリフィス15とを備える。
 第1冷却水流路12は、エンジン2の冷却水を利用してドージングバルブ6を冷却するための冷却水の流路であって、冷却水循環流路11から分岐してドージングバルブ6を通って冷却水循環流路11へ戻るように配設される。第1冷却水流路12のうちドージングバルブ6よりも冷却水の流通方向の上流側(以下、単に「上流側」という。)には、分岐部16が設けられ、ドージングバルブ6よりも冷却水の流通方向の下流側(以下、単に「下流側」という。)には、合流部19が設けられる。第1冷却水流路12のうちドージングバルブ6よりも上流側及び下流側には、第1冷却水流路12を区画するゴム製のホース(管)17(図2参照)が設けられる。
 第2冷却水流路13は、外気の低温時等に凍結した還元剤タンク7内の尿素水をエンジン2の冷却水を利用して解凍するための冷却水の流路であって、第1冷却水流路12の分岐部16から分岐して還元剤タンク7を通り、次にサプライモジュール8を通って冷却水循環流路11側(本実施形態では、第1冷却水流路12のうちドージングバルブ6よりも下流側の合流部19)へ戻るように配設される。第2冷却水流路13のうち、分岐部16と還元剤タンク7との間(還元剤タンク7よりも上流側)には、開閉弁14が設けられる。開閉弁14は、図示しない制御装置によって制御され、還元剤タンク7の尿素水の温度に応じて開弁及び閉弁が切り換えられる。開閉弁14は、還元剤タンク7の尿素水の温度に応じ、還元剤タンク7内の還元剤が凍結しない通常時には閉弁され、還元剤タンク7内の還元剤(尿素水)が凍結して還元剤を解凍する必要がある要解凍時には開弁される。冷却水は、開閉弁14が閉弁されているときには、第2冷却水流路13を流通せず、開閉弁14が開弁されているときには、第2冷却水流路13を流通する。
 図1及び図2に示すように、オリフィス15は、第1冷却水流路12のうち分岐部16よりも下流側且つ合流部19よりも上流側(本実施形態では、第1冷却水流路12のうちドージングバルブ6よりも下流側且つ合流部19よりも上流側)の領域に配置され、第1冷却水流路12を部分的に縮径させる。オリフィス15は、第1冷却水流路12を区画するゴム製のホース17の内径R1よりも僅かに大きな外径R2を有する円筒状に形成され、ホース17内に挿入される。オリフィス15の内径R3は、ホース17の内径R1よりも小さい。
 上記のように構成された還元剤解凍装置10では、還元剤タンク7内の尿素水が凍結して尿素水を解凍する必要がある要解凍時に開閉弁14が開弁されると、冷却水循環流路11からの冷却水が第1冷却水流路12の分岐部16から還元剤タンク7側へ流れてくる。このため、エンジン2の冷却水を利用して還元剤タンク7内の尿素水を解凍することができる。
 また、第1冷却水流路12のうち分岐部16よりも下流側には、第1冷却水流路12を部分的に縮径させるオリフィス15が設けられる。このため、第1冷却水流路12のうち分岐部16よりも下流側の全域(前記領域のホース17自体)を縮径する場合とは異なり、第1冷却水流路12を部分的に縮径させるオリフィス15を設けるという簡単な構造で、ドージングバルブ6側への冷却水の流量を抑えることができ、還元剤タンク7側への冷却水の流量を十分に確保することができる。このように、第1冷却水流路12にオリフィス15を設けない場合に比べ、還元剤タンク7側への冷却水の流量を十分に確保することができるので、還元剤タンク7内の尿素水の要解凍時に、還元剤タンク7内の尿素水を早期に解凍することができる。
 また、ホース17を切断して切断部の両側にフランジを設け、係るフランジ間にオリフィス板を挟む場合とは異なり、筒状のオリフィス15をホース17内に挿入するという簡易な構造で、ドージングバルブ6側への冷却水の流量を抑えて、還元剤タンク7側への冷却水の流量を十分に確保することができる。
 なお、本実施形態では、オリフィス15を、第1冷却水流路12のうちドージングバルブ6よりも下流側且つ合流部19よりも上流側に設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、第1冷却水流路12のうち分岐部16よりも下流側且つドージングバルブ6よりも上流側に設けてもよい。
 また、本実施形態では、筒状のオリフィス15をホース17内に挿入したが、これに限定されるものではなく、例えば、ホース17を切断して切断部の両側にフランジを設け、係るフランジ間にオリフィス板(板状のオリフィス)を挟んでもよい。
 また、本実施形態では、第1冷却水流路12を、エンジン2とラジエータ9との間を循環させる冷却水循環流路11から分岐させたが、これに限定されるものではなく、エンジン2の冷却水が循環する流路(冷却水循環流路)であれば、他の冷却水循環流路(例えば、EGRクーラまたは水冷式インタークーラ等に循環する流路)から分岐させてもよい。
 また、本実施形態では、第1冷却水流路12の下流側を、エンジン2とラジエータ9との間の冷却水循環流路11に接続したが、これに限定されるものではなく、エンジン2の冷却水が循環する上記他の冷却水循環流路に接続してもよい。
 また、本実施形態では、第2冷却水流路13の下流側を、第1冷却水流路12のうちドージングバルブ6よりも下流側の合流部19に接続したが、これに限定されるものではなく、エンジン2とラジエータ9との間の冷却水循環流路11に接続してもよいし、或いは、エンジン2の冷却水が循環する上記他の冷却水循環流路に接続してもよい。すなわち、第2冷却水流路13の下流側は、エンジン2の冷却水が循環する冷却水循環流路側(エンジン2とラジエータ9との間の冷却水循環流路11を含む)へ戻るように配設されていればよい。
 また、本実施形態では、開閉弁14を、第2冷却水流路13のうち分岐部16と還元剤タンク7との間に設けたが、これに限定されるものではなく、第2冷却水流路13に設けていればよい。
 また、本実施形態では、還元剤タンク7内の還元剤が凍結しない通常時に、開閉弁14を閉弁し、還元剤を解凍する必要がある要解凍時に開弁したが、これに限定されるものではなく、要解凍時以外(例えば、通常時)に開弁することがあってもよい。
 以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
 本開示に係る還元剤解凍装置は、SCRシステムを有する車両に広く適用することができる。
 本出願は、2019年11月25日付で出願された日本国特許出願(特願2019-212360)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
1:車両
2:エンジン(内燃機関)
3:排気管
6:ドージングバルブ(噴射弁)
7:還元剤タンク
10:還元剤解凍装置
11:冷却水循環流路
12:第1冷却水流路
13:第2冷却水流路
14:開閉弁
15:オリフィス
16:分岐部
17:ホース(管)

Claims (2)

  1.  内燃機関からの排気ガス中の窒素酸化物を還元するための還元剤を貯留する還元剤タンクと、
     前記内燃機関の排気管に対して取り付けられて前記還元剤タンクからの還元剤を前記排気管内の排気ガス中に噴射する噴射弁と、
     前記内燃機関の冷却水が循環する冷却水循環流路から分岐して、前記噴射弁を通って前記冷却水循環流路へ戻る冷却水の第1冷却水流路と、
     前記第1冷却水流路のうち前記噴射弁よりも上流側に設けられる分岐部から分岐して前記還元剤タンクを通って前記冷却水循環流路側へ戻る冷却水の第2冷却水流路と、
     前記第2冷却水流路に設けられる開閉弁と、
     前記第1冷却水流路のうち前記分岐部よりも下流側に設けられて、前記第1冷却水流路を部分的に縮径させるオリフィスと、を備えた
     車両の還元剤解凍装置。
  2.  請求項1に記載の車両の還元剤解凍装置であって、
     前記オリフィスは、前記第1冷却水流路を部分的に縮径させる内径を有する筒状に形成され、前記第1冷却水流路のうち前記分岐部と前記噴射弁との間の領域を区画する管、または前記第1冷却水流路のうち前記噴射弁よりも下流側を区画する管の内部に挿入される
     車両の還元剤解凍装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001317835A (ja) * 2000-05-10 2001-11-16 Hitachi Ltd 吸収冷凍機
JP2004324502A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Nikki Co Ltd 排ガス浄化用還元剤噴射器
WO2009050948A1 (ja) * 2007-10-19 2009-04-23 Bosch Corporation 還元剤供給装置の制御装置及び制御方法
JP2014196880A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 株式会社デンソー 統合弁
JP2015017576A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 還元剤供給装置
DE102016216366A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-01 Robert Bosch Gmbh Dosiersystem für eine Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3420881B2 (ja) * 1996-02-19 2003-06-30 株式会社日本製鋼所 射出成形機の駆動装置の潤滑方法および潤滑装置
JP3851204B2 (ja) 2002-03-28 2006-11-29 三洋電機株式会社 吸収式冷凍機
JP5152912B2 (ja) 2008-06-27 2013-02-27 ボッシュ株式会社 タンク内センサの合理性診断方法及び合理性診断装置
JP6274698B2 (ja) 2014-10-23 2018-02-07 ボッシュ株式会社 還元剤噴射装置の制御装置及び制御方法並びに還元剤噴射装置
JP2019212360A (ja) 2018-05-31 2019-12-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 加熱コイルユニット及び加熱調理器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001317835A (ja) * 2000-05-10 2001-11-16 Hitachi Ltd 吸収冷凍機
JP2004324502A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Nikki Co Ltd 排ガス浄化用還元剤噴射器
WO2009050948A1 (ja) * 2007-10-19 2009-04-23 Bosch Corporation 還元剤供給装置の制御装置及び制御方法
JP2014196880A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 株式会社デンソー 統合弁
JP2015017576A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 還元剤供給装置
DE102016216366A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-01 Robert Bosch Gmbh Dosiersystem für eine Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine

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