JP2006105014A - 還元剤利用式排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの寒冷地における低温運転時等のような液体還元剤温度が低下するような運転時においても、格別な消費エネルギーを要することなくかつ小型コンパクトな装置で以って、液体還元剤温度を常時凍結温度以上に保持して該液体還元剤の凍結を回避可能とした還元剤利用式排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】 エンジン冷却後の高温冷却水をサージタンクに導入し、該サージタンクにて空気を分離した冷却水をウォータポンプに送り込むようにしたエンジン冷却系を備えるとともに、還元剤タンクに収容された液体還元剤を還元触媒コンバータ内に供給するようにした排ガス浄化システムを備えた還元剤利用式排ガス浄化装置において、前記還元剤タンク内に前記サージタンクを該還元剤タンク内の前記液体還元剤と該サージタンクとを直接熱交換可能にして設置し、該サージタンクの熱で前記液体還元剤を加熱するように構成したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用エンジン、産業用あるいは発電用の定置型エンジン等に適用され、エンジンからの高温冷却水が導入されるサージタンクにて冷却水中の空気を分離するように構成されたエンジン冷却系を備えるとともに、還元剤タンクに収容された液体還元剤を還元触媒コンバータ内に供給するようにした排ガス浄化システムを備えた還元剤利用式排ガス浄化装置に関する。

ＮＯｘ還元触媒を用いた排ガス浄化コンバータにおいて、該排ガス浄化コンバータの還元触媒上流側にユリア水（尿素水）等の液体還元剤を噴出せしめて該還元触媒による還元反応を促進する技術が提供されている。
かかる技術として、特許文献１（特開２０００−２７６２７号公報）及び特許文献２（特許第３２３８４１６号公報）の技術が提供されている。

特許文献１（特開２０００−２７６２７号公報）の技術においては、内燃機関の排気通路に設置された排ガス浄化コンバータの還元触媒の還元反応を促進するための液体還元剤を排ガス浄化に電熱線を配置して該電熱線を断熱材で覆い、また前記還元剤タンク内にも電熱線を設け、外気温度または還元剤温度に応じて前記電熱線に通電あるいは通電を遮断し、液体還元剤の温度を該液体還元剤の凍結を回避するに必要な温度範囲に保持することにより、液体還元剤の凍結による還元反応作用の低下を阻止している。
また、特許文献２（特許第３２３８４１６号公報）の技術においては、燃料を収容する燃料収容部（燃料タンク）内に、排ガス浄化コンバータの還元触媒の還元反応を促進するための液体還元剤が収容された還元剤収容部を伝熱性の良好な壁を隔てて設け、該還元剤収容部を燃料で包囲することにより、液体還元剤の凍結を防止している。

特開２０００−２７６２７号公報 特許第３２３８４１６号公報

前記のような排ガス浄化コンバータの還元触媒の還元反応を促進するための液体還元剤の凍結を防止する手段として提供されている特許文献１（特開２０００−２７６２７号公報）の技術にあっては、電熱線によって還元剤タンク内及び還元剤供給通路を加熱しているが、エンジンの寒冷地における低温運転時等において液体還元剤の温度が低下する場合には、液体還元剤温度を凍結温度以上に保持するには電熱線による加熱熱量を増大する必要があり、電熱線加熱装置の作動エネルギー（作動電力）が増大するとともに装置が大型化する。

また、特許文献２（特許第３２３８４１６号公報）の技術にあっては、液体還元剤が収容された還元剤収容部を加熱する燃料の温度が比較的低いため、前記のようにエンジンの寒冷地における低温運転時等において液体還元剤の温度が低下する場合には、液体還元剤の加熱熱量が不足して液体還元剤を凍結温度以上に昇温するのが困難となって、液体還元剤の凍結が免れなくなる。
等の問題点を有している。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、エンジンの寒冷地における低温運転時等のような液体還元剤温度が低下するような運転時においても、格別な消費エネルギーを要することなくかつ小型コンパクトな装置で以って、液体還元剤温度を常時凍結温度以上に保持して該液体還元剤の凍結を回避可能とした還元剤利用式排ガス浄化装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、エンジン冷却後の高温冷却水をサージタンクに導入し、該サージタンクにて空気を分離した冷却水をウォータポンプに送り込むようにしたエンジン冷却系を備えるとともに、還元剤タンクに収容された液体還元剤を還元触媒コンバータ内に供給するようにした排ガス浄化システムを備えた還元剤利用式排ガス浄化装置において、前記還元剤タンク内に前記サージタンクを該還元剤タンク内の前記液体還元剤と該サージタンクとを直接熱交換可能にして設置し、該サージタンクの熱で前記液体還元剤を加熱するように構成したことを特徴とする。

近年、排ガス浄化コンバータの還元触媒の還元反応を促進するための液体還元剤としてユリア水（尿素水）を使用する手段が用いられるようになってきた。該ユリア水は、凍結温度が−１１℃程度という低温になるまで凍結しないので、液体還元剤としては好適な物質ではあるが、寒冷地における極低温運転時には、該液体還元剤の温度がユリア水の凍結温度−１１℃程度よりも低下することがあり、このような場合は、液体還元剤に前記ユリア水を用いても凍結は免れなくなる。

然るにかかる発明によれば、エンジンの運転時には、大気温度に大きく影響されることなく常時５０〜６０℃程度以上の高温に保持されたエンジン出口側のエンジン冷却水が収容されているサージタンクを、好ましくは還元剤タンク内に浸漬して該サージタンクと液体還元剤とを直接熱交換することによって、前記のような高温のエンジン冷却水で還元剤タンク内の液体還元剤を直接加熱するので、エンジン冷却水からなる加熱源が高温で、かつサージタンクの外面全体で構成される広い伝熱面積の伝熱面から放出される熱で還元剤タンク内の液体還元剤を加熱することが可能となる。

また、高温のエンジン冷却水の熱を利用して還元剤タンク内の液体還元剤を直接加熱するので、前記特許文献１（特開２０００−２７６２７号公報）のような各別な液体還元剤の加熱装置は不要となり、格別な消費エネルギーを必要とせずエネルギー効率が向上する。
さらには、サージタンクを還元剤タンク内に浸漬して該サージタンクと液体還元剤とを直接熱交換させるように構成したので、液体還元剤加熱装置の構造が簡単となるとともに、還元剤タンク内にサージタンクをすっぽりと収めるので装置が小型コンパクトになる。

かかる発明において好ましくは、前記サージタンクは、前記液体還元剤タンク内に臨む外面に複数の伝熱フィンを設けてなる。
このように構成すれば、サージタンクの外面に複数の伝熱フィンを設けたことによりサージタンクと液体還元剤との間の伝熱面積が増大してサージタンクによる液体還元剤の加熱効果が向上する。

また、かかる発明において好ましくは、前記還元剤タンクの下部に、前記液体還元剤を加熱するヒータを設置する。
そして、前記ヒータの電流制御を行う電気制御回路の具体的構成として、前記ヒータの電流制御を行う電気制御回路は、エンジン始動用のキーイグニッションスイッチのＯＮ操作により励磁される第１励磁コイル、該第１励磁コイルによりバッテリーからの電流を前記ヒータに通電する第１の接点、及び、該第１の接点と連動して前記第１励磁コイルの励磁作動中は開接点、非励磁中は閉接点となる第２の接点を有する第１のヒータ回路と、手動操作中のみ電源からの電流を通電する第１のヒータスイッチ、該第１のヒータスイッチの通電により励磁する第２励磁コイル、及び、該第２励磁コイルの励磁により電源からの電流を前記ヒータへ通電する常開の第３の接点、該第３の接点の下流側から前記第２の接点の閉時に該第２の接点を介して前記第２励磁コイルと前記第１のヒータスイッチとの間に接続し、前記第２励磁コイルを励磁させるとともに、前記第２の接点と前記第２励磁コイルとの間に常閉型のスイッチをそなえ該スイッチを遮断操作することにより前記第２励磁コイルの励磁を停止させる第２のヒータスイッチを有する第２のヒータ回路とを備える。
さらに、かかる電気制御回路において、前記第２のヒータ回路は、前記第２のヒータスイッチの下流側に前記第２励磁コイルと並列に、前記第２のヒータ回路の作動時に点灯するパイロットランプを配設するのがよい。

このようにヒータ及びこれの電流制御を行う電気制御回路を備えれば、寒冷地での運転時等において、夜間等にエンジンの運転を長時間停止中に液体還元剤が凍結した場合には、ヒータで液体還元剤を加熱することにより凍結を解除して、エンジンの始動時から液体還元剤の供給が可能となる。
また、液体還元剤が凍結し易い極低温状態でのエンジン運転時においても、前記サージタンクによる加熱とヒータによる加熱とを併用することにより、液体還元剤の凍結を確実に回避できる。

また、かかる発明において好ましくは、前記還元剤タンク内に収容された前記液体還元剤の温度を検出する温度センサと、該温度センサからの前記液体還元剤の温度検出値が入力され、該温度検出値に基づき前記液体還元剤の温度が設定された許容温度以下のとき前記ヒータを作動させるヒータコントローラとを備える。
このように構成すれば、温度センサからの液体還元剤の温度検出値が凍結温度を超えたとき、自動的にヒータの作動を停止できるので、ヒータの作動を必要最小限に保持可能となってヒータの作動エネルギーを節減でき、該ヒータの作動エネルギーをエンジンで賄う場合にはエンジンの燃料消費率を低減できる。

また、かかる発明において好ましくは、前記還元剤タンク内に収容された前記液体還元剤の収容量を検出する還元剤量計を備え、前記ヒータコントローラは、前記還元剤量計から入力される還元剤収容量計測値が設定された最低収容量以下になったとき前記ヒータの作動を停止するように構成されてなる。
このように構成すれば、還元剤量計での還元剤収容量計測値が、液体還元剤の加熱が不要な最低収容量以下になったときには自動的にヒータの作動を停止することにより、ヒータの作動エネルギーの無駄を排除できる。

また、かかる発明において好ましくは、前記ヒータコントローラは、エンジンのキーイグニッションスイッチ回路に接続され前記キーイグニッションスイッチがＯＮ状態にあるとき前記ヒータを作動させるように構成されてなる。
このように構成すれば、ヒータの作動をエンジンの作動（キーイグニッションスイッチがＯＮ状態のとき）と連繋することにより、エンジン不作動時におけるヒータの無駄な作動を回避できる。

本発明によれば、サージタンク内の高温エンジン冷却水の熱を利用して還元剤タンク内の液体還元剤を直接加熱するので、各別な液体還元剤の加熱装置が不要となって、格別な消費エネルギーを必要とせずエネルギー効率が向上するとともに、サージタンクを還元剤タンク内に浸漬して該サージタンクと液体還元剤とを直接熱交換させるように構成したので、液体還元剤加熱装置の構造が簡単となるとともに装置が小型コンパクトになる。

このような、格別な消費エネルギーを必要とせずエネルギー効率が向上するとともに構造が簡単で小型コンパクトな装置で以って、液体還元剤に凍結温度が低いユリア水を用いても該液体還元剤の凍結が免れなくなるような極低温の運転状態にあっても、液体還元剤の温度を常時凍結温度以上の温度に保持することができることとなり、液体還元剤を凍結させることなく排ガス浄化コンバータの還元触媒側に供給して還元触媒による還元反応を促進せしめることができる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。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、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図６は、本発明の第１実施例が適用されるエンジンの還元剤利用式排ガス浄化装置の全体構成図である。
図６において、６は還元触媒コンバータで、エンジンからの排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）除去用の還元触媒が充填されている。１はユリア水タンクで、液体還元剤であるユリア水（尿素水）１ａが収容されている。３は該ユリア水及び空気を前記還元触媒コンバータ６に供給するポンプ、４はインジェクタである。
かかる還元剤利用式排ガス浄化装置において、前記ユリア水タンク１からユリア水管７を経たユリア水及び、空気管１１からの空気は前記ポンプ３により、それぞれユリア水管９及び空気管１２を通ってインジェクタ４に送り込まれ、該インジェクタ４において空気中にユリア水を噴射することにより該ユリア水を霧化し、この霧化ユリア水を噴出管１０を通してアトマイザ５に導き、該アトマイザ５から還元触媒コンバータ６中の還元触媒上流部に噴出せしめて、還元触媒還元反応を促進せしめる。
８は前記ポンプ３からの、余ったユリア水を戻す戻し管である。
２は前記ユリア水タンク１内に浸漬状態で設置されたエンジン冷却水のサージタンクである。

図１は、図６に示された本発明の第１実施例に係るエンジンの還元剤利用式排ガス浄化装置におけるユリア水タンク及びサージタンク周辺の構成図である。
図１において、１は前記ユリア水タンク、２はエンジン冷却水のサージタンク、１５はエンジン、１６はサーモスタット、１７はラジエータ、１８はウォータポンプである。
かかるエンジン冷却水系においては、前記エンジン１５を冷却して昇温された高温のエンジン冷却水はサーモスタット１６で、該サーモスタット１６の設定温度よりも高温の場合と該設定温度よりも低温の場合とで流路が変わり、高温の場合の冷却水はラジエータ１７で所定の温度まで冷却された後、ウォータポンプ１８に吸入される。低温の場合の冷却水はウォータポンプ１８に送り込まれる。
該ウォータポンプ１８にはサージタンク２で空気と分離された水も導入されおり、該ウォータポンプ１８で圧送された冷却水はエンジンのシリンダライナ、シリンダヘッド等の被冷却部に供給される。

前記サージタンク２には、サーモスタット１６のエア抜き口からの水蒸気が混入された空気及びラジエータ１７のエア抜き口からの水蒸気が混入された空気がエア抜き管１９を通って導入されている。そして、これらの水蒸気が混入された空気は該サージタンク２内で大気圧に開放されることにより、水蒸気が液化した水と空気とに分離され、前記冷却水は該サージタンク２内に溜められた後、前記のように冷却水管２０を通ってウォータポンプ１８とラジエータ１７との中間部に吸入される。空気が該サージタンク２のエア抜き口から大気中に放出される。
以上の作用によって、前記サージタンク２内には前記水蒸気が液化した比較的高温（５０〜６０℃程度以上）の冷却水が溜められることとなる。

かかる第１実施例においては、前記サージタンク２を前記ユリア水（尿素水）１ａが収容されたユリア水タンク１内に浸漬した形態で該ユリア水タンク１と一体に設け、該サージタンクの外面とユリア水１ａとの間で直接熱交換可能に構成している。従ってエンジンの運転中、ユリア水タンク１内のユリア水１ａは、前記のように比較的高温に保持されたサージタンク２内の冷却水の熱によって加熱されることとなり、常時該ユリア水１ａの凍結温度である−１１℃以上に保持される。

かかる第１実施例によれば、エンジンの運転時には、大気温度に大きく影響されることなく常時５０〜６０℃程度以上の高温に保持されたエンジン出口側のエンジン冷却水が収容されているサージタンク２を、ユリア水タンク１内に浸漬した形態で該ユリア水タンク１と一体に設けることにより該サージタンク２の外面とユリア水１ａとを直接熱交換することによって、前記のような比較的高温のエンジン冷却水でユリア水タンク１内のユリア水１ａを直接加熱するので、エンジン冷却水からなる加熱源が高温で、かつサージタンク２の外面全体で構成される広い伝熱面積の伝熱面から放出される熱でユリア水タンク１内のユリア水１ａを加熱することが可能となる。

また、比較的高温になっているエンジン冷却水の熱を利用してユリア水タンク１内のユリア水１ａを直接加熱するので、前記特許文献１（特開２０００−２７６２７号公報）のような各別な液体還元剤の加熱装置は不要となり、ユリア水１ａを加熱するための格別な消費エネルギーを必要とせずエンジン冷却水の熱の有効利用がなされ、エネルギー効率を向上できる。
さらにかかる第１実施例によれば、サージタンク２をユリア水タンク１内に浸漬して該サージタンク２の外面とユリア水１ａとを直接熱交換させるように構成したので、ユリア水１ａの加熱装置の構造が簡単となるとともに、ユリア水タンク１内にサージタンク２をすっぽりと収めるので装置が小型コンパクトになる。

図２は、本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
かかる第２実施例においては、前記サージタンク２の、前記ユリア水タンク１内に臨む外面２ｂに複数の伝熱フィン２ａを設けている。図２では、サージタンク２の底面に伝熱フィン２ａを設けているが、前記伝熱フィン２ａは前記サージタンク２のユリア水１ａ内に浸漬される外面２ｂ全体に設けるのが好ましい。
かかる第２実施例によれば、サージタンク２の外面２ｂに複数の伝熱フィン２ａを設けたことにより、サージタンク２とユリア水１ａとの間の伝熱面積が増大して該サージタンク２によるユリア水１ａの加熱効果が向上する。
その他の構成及び作用効果は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材、要素は同一の符号で示す。

図３は本発明の第３実施例に係るエンジンの還元剤利用式排ガス浄化装置におけるユリア水タンク及びサージタンク周辺の構成図、図４はかかる第３実施例における電気回路図である。
図３において、２５は前記ユリア水タンク１の底部に設けられたヒータで、後述する手段により通電することにより、前記ユリア水タンク１内のユリア水１ａを加熱する。２６は前記ヒータの通電、遮断を行うヒータ回路、５０は該ヒータ回路２６の作動を制御するヒータコントローラである。２９は車両のキーイグニッションスイッチ、３１はヒューズ、３０はヒータ２５用の電源である。
２８は前記ユリア水タンク１内に収容されたユリア水１ａの温度を検出するユリア水温度センサ、２７は前記ユリア水１ａの収容量（水量）を検出するユリア水水量計である。前記ユリア水温度センサ２８からのユリア水温度検出値及びユリア水水量計２７からのユリア水水量検出値は前記ヒータコントローラ５０に入力される。

図４に示すこの実施例の電気回路図において、２９は車両のキーイグニッションスイッチ、３１はヒューズ、３０はヒータ２５用の電源（いずれも図３参照）である。
２６は該ヒータコントローラ５０により作動を制御されるヒータ回路で、つぎのように構成されている。
２６ａは前記キーイグニッションスイッチ２９に接続される第１のヒータ回路、２６ｂは常開の第１ヒータスイッチ４５及び常閉の第２ヒータスイッチ４６に接続される第２のヒータ回路である。また２６ｃは前記ヒータコントローラ５０からの制御信号により前記ヒータ２５への通電をＯＮ、ＯＦＦする第３のヒータ回路である。

前記第１のヒータ回路２６ａは、前記キーイグニッションスイッチ２９に接続される励磁コイル４０及び該励磁コイル４０によりＯＮ、ＯＦＦする接点４２及び４１からなり、前記キーイグニッションスイッチ２９がＯＮ状態にあるとき、つまりエンジンが運転状態にあるとき前記励磁コイル４０が励磁され接点４２が閉じ、前記電源３０から接点４２を経由してヒータ２５への回路が接続され、前記電源３０からの電流が該接点４２、常閉の接点４８を通してヒータ２５に流れて該ヒータ２５を作動させるようになっている。

また、前記第２のヒータ回路２６ｂは、寒冷地等においてエンジンを運転しないで、凍結したユリア水１ａを解凍させるための装置で、前記電源３０との接続をＯＮ−ＯＦＦする手動型常開の第１ヒータスイッチ４５に接続される励磁コイル４３及び該励磁コイル４３によりＯＮ、ＯＦＦする接点４４からなり、前記常開の第１ヒータスイッチ４５をＯＮにすると、前記励磁コイル４３が励磁され接点４４が閉じ、前記電源３０から接点４４を経由してヒータ２５への回路が接続され、前記電源３０からの電流が該接点４４を通してヒータ２５に流れて該ヒータ２５を作動させるようになっている。

この際、前記エンジン１５は運転を中止している。即ち、前記キーイグニッションスイッチ２９はＯＦＦ状態であるので、前記励磁コイル４０は非励磁状態となっており、前記接点４１は閉接点状態となっている。
また、前記第１ヒータスイッチ４５は、一度押し操作すると接点が電気的に接続し、離すと自動復帰して接点が開いて電流が遮断される常開型のスイッチで、該第１ヒータスイッチ４５の接点を流れた電流が、接点４１から常閉型の第２ヒータスイッチ４６を流れて前記励磁コイル４３に流れ、該励磁コイル４３の励磁力により前記接点４４を閉じ続ける、いわゆる励磁保持回路を形成している。
従って、前記第１ヒータスイッチ４５は、一度押し操作するだけで、前記第１ヒータスイッチ４５から手を離しても接点部は開状態になるが、ヒータ２５へは通電が継続される。一方、前記励磁保持回路が作動してヒータ２５へ通電を続けていることを示すパイロットランプ４７が前記励磁コイル４３と並列に配設され、点灯するようになっている。

前記第２のヒータ回路２６ｂを停止する場合には、常閉の第２ヒータスイッチ４６を押し操作すると、前記第２ヒータスイッチ４６の接点が開き電流が遮断される。前記第２ヒータスイッチ４６は操作後自動復帰し、接点部は常閉状態になる。
従って、前記励磁コイル４３及び前記パイロットランプ４７には通電されないので、前記接点４４は電流が遮断され、前記パイロットランプ４７も消灯する。
また、前記第２のヒータ回路２６ｂは、前記キーイグニッションスイッチ２９を作動すると、第１のヒータ回路２６ａの励磁コイル４０に電流が流れるため、前記接点４２が通電状態になるとともに、前記接点４１が遮断状態になる。
従って、前記第２のヒータ回路２６ｂが作動中に前記キーイグニッションスイッチ２９を作動すると、前記第２のヒータ回路２６ｂは停止するように構成されているので、ドライバーの操作の煩雑さを解消することができる。
一方、前記第２のヒータ回路２６ｂが作動中に前記キーイグニッションスイッチ２９を作動すると、前記第１のヒータ回路２６ａが作動するので、前記ヒータ２５へ通電する回路は確保され、該ヒータ２５の加熱は継続される。

また、第３のヒータ回路２６ｃは、前記第２のヒータ回路２６ｂからの電流をヒータ２５へ通電する回路であるが、前記ユリア水１ａの温度または貯留量をセンサにより検出した値に基づいた前記ヒータコントローラ５０からの信号によって、前記ヒータ２５への通電、遮断を行う。
前記ユリア水１ａの温度が設定値以上になったことを検知する前記ユリア水温度センサ２８、または前記ユリア水１ａの貯水量が一定値以下になったことを検知する前記ユリア水水量計２７のいずれかのセンサが感知すると、前記ヒータコントローラ５０からの信号に基づいて、第３の励磁コイル４９が励磁して、常閉接点である接点４８を開いて電流を遮断することにより前記ヒータ２５の加熱を中止する。

図３に戻って、前記ヒータコントローラ５０においては、ユリア水１ａの凍結許容温度（−１１℃程度）が設定されており、前記第１ヒータスイッチ４５をＯＮにせしめると、前記のように、励磁コイル４３の励磁により接点４４が閉じ電源３０から接点４４を経由してヒータ２５へ電流が流れ該ヒータ２５を作動させる。
かかる構成により、寒冷地での夜間等にエンジンの運転を長時間停止中にユリア水１ａが凍結した場合には、ヒータ２５でユリア水１ａを加熱することにより凍結を解除して、円滑にエンジンの運転に入ることができる。また、ユリア水１ａが凍結し易い極低温状態でのエンジン運転時においても、前記サージタンク２による加熱とヒータ２５による加熱とを併用することによりユリア水１ａの凍結を確実に回避できる。

前記第２のヒータ回路２６ｂは、車両運行準備のため、エンジン停止の状態で前記ユリア水１ａを解凍しているような場合、都合により運行が延期等になり該ユリア水１ａの解凍を中止する場合、前記第２ヒータスイッチ４６を押し操作して接点を開くのみで、前記第２のヒータ回路２６ｂを停止でき、前記キーイグニッションスイッチ２９を操作する煩わしさが省けるとともに、前記パイロットランプ４７によるヒータ２５の加熱停止操作忘れ等を防止し、ヒータ２５への通電を遮断して節電が図れる。
従ってかかる実施例によれば、前記ユリア水温度センサ２８からのユリア水１ａの温度検出値が前記凍結許容温度を超えたとき、自動的にヒータ２５の作動を停止できるので、該ヒータ２５の作動を必要最小限に保持可能となって、ヒータ２５の作動エネルギーを節減でき、該ヒータ２５の作動エネルギーをエンジンで賄う場合にはエンジンの燃料消費率を低減できる。

図５は本発明の第４実施例を示す図３対応図である。
この実施例においては、キーイグニッションスイッチ２９とヒータ２５とを接続する回路に、手動のスイッチ５１を設置し、該手動のスイッチ５１のＯＮ−ＯＦＦによってヒータ２５を作動あるいは不作動に切り換えている。３１はヒューズ、３０はヒータ２５用の電源である。その他の構成は図２に示される第２実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
尚、前記ユリア水１ａに限らず広範囲の液体還元剤を用いることができる。

本発明によれば、エンジンの寒冷地における低温運転時等のような液体還元剤温度が低下するような運転時においても、格別な消費エネルギーを要することなくかつ小型コンパクトな装置で以って、液体還元剤温度を常時凍結温度以上に保持して該液体還元剤の凍結を回避可能とした還元剤利用式排ガス浄化装置を提供できる。
を提供できる。

本発明の第１実施例に係るエンジンの還元剤利用式排ガス浄化装置におけるユリア水タンク及びサージタンク周辺の構成図である。 本発明の第２実施例を示す図１対応図である。 本発明の第３実施例に係るエンジンの還元剤利用式排ガス浄化装置におけるユリア水タンク及びサージタンク周辺の構成図である。 前記第３実施例における電気回路図である。 本発明の第４実施例を示す図３対応図である。 前記第１実施例が適用されたエンジンの還元剤利用式排ガス浄化装置の全体構成図である。

符号の説明

１ ユリア水タンク
１ａ ユリア水（尿素水）
２ サージタンク
２ａ 伝熱フィン
２ｂ 外面
３ ポンプ
４ インジェクタ
６ 還元触媒コンバータ
１５ エンジン
１６ サーモスタット
１７ ラジエータ
１８ ウォータポンプ
２５ ヒータ
２６ ヒータ回路
２７ ユリア水水量計
２８ ユリア水温度センサ
５０ ヒータコントローラ

Claims (8)

1. エンジン冷却後の高温冷却水をサージタンクに導入し、該サージタンクにて空気を分離した冷却水をウォータポンプに送り込むようにしたエンジン冷却系を備えるとともに、還元剤タンクに収容された液体還元剤を還元触媒コンバータ内に供給するようにした排ガス浄化システムを備えた還元剤利用式排ガス浄化装置において、前記還元剤タンク内に前記サージタンクを該還元剤タンク内の前記液体還元剤と該サージタンクとを直接熱交換可能にして設置し、該サージタンクの熱で前記液体還元剤を加熱するように構成したことを特徴とする還元剤利用式排ガス浄化装置。
2. 前記サージタンクは、前記液体還元剤タンク内に臨む外面に複数の伝熱フィンを設けてなることを特徴とする請求項１記載の還元剤利用式排ガス浄化装置。
3. 前記還元剤タンクの下部に、前記液体還元剤を加熱するヒータを設置したことを特徴とする請求項１または２のいずれかの項に記載の還元剤利用式排ガス浄化装置。
4. 前記還元剤タンク内に収容された前記液体還元剤の温度を検出する温度センサと、該温度センサからの前記液体還元剤の温度検出値が入力され、該温度検出値に基づき前記液体還元剤の温度が設定された許容温度以下のとき前記ヒータを作動させるヒータコントローラとを備えたことを特徴とする請求項３記載の還元剤利用式排ガス浄化装置。
5. 前記還元剤タンク内に収容された前記液体還元剤の収容量を検出する還元剤量計を備え、前記ヒータコントローラは、前記還元剤量計から入力される還元剤収容量計測値が設定された最低収容量以下になったとき前記ヒータの作動を停止するように構成されてなることを特徴とする請求項３記載の還元剤利用式排ガス浄化装置。
6. 前記ヒータコントローラは、エンジンのキーイグニッションスイッチ回路に接続され前記キーイグニッションスイッチがＯＮ状態にあるとき前記ヒータを作動させるように構成されてなることを特徴とする請求項３記載の還元剤利用式排ガス浄化装置。
7. 前記ヒータの電流制御を行う電気制御回路は、エンジン始動用のキーイグニッションスイッチのＯＮ操作により励磁される第１励磁コイル、該第１励磁コイルによりバッテリーからの電流を前記ヒータに通電する第１の接点、及び、該第１の接点と連動して前記第１励磁コイルの励磁作動中は開接点、非励磁中は閉接点となる第２の接点を有する第１のヒータ回路と、
   手動操作中のみ電源からの電流を通電する第１のヒータスイッチ、該第１のヒータスイッチの通電により励磁する第２励磁コイル、及び、該第２励磁コイルの励磁により電源からの電流を前記ヒータへ通電する常開の第３の接点、該第３の接点の下流側から前記第２の接点の閉時に該第２の接点を介して前記第２励磁コイルと前記第１のヒータスイッチとの間に接続し、前記第２励磁コイルを励磁させるとともに、前記第２の接点と前記第２励磁コイルとの間に常閉型のスイッチをそなえ該スイッチを遮断操作することにより前記第２励磁コイルの励磁を停止させる第２のヒータスイッチを有する第２のヒータ回路とを備えたことを特徴とする請求項３ないし６のいずれかの項に記載の還元剤利用式排ガス浄化装置。
8. 前記第２のヒータ回路は、前記第２のヒータスイッチの下流側に前記第２励磁コイルと並列に、前記第２のヒータ回路の作動時に点灯するパイロットランプを配設したことを特徴とする請求項７記載の還元剤利用式排ガス浄化装置。

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