JP2009002260A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク内のアンモニアの蒸気圧を低下させることができる排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化装置を得る。
【解決手段】尿素ＳＣＲシステム１０は、尿素水タンク２２と、尿素水を尿素水タンク２２から排気管１４に導入する尿素水供給配管３０と、尿素水供給配管３０から供給された尿素水を排気管１４内に噴射する開閉可能な尿素水噴射弁３２と、尿素水タンク２２から排気管１４に尿素水を圧送する還元剤供給運転と、尿素水噴射弁３２側から尿素水タンク２２に尿素水を圧送する還元剤回収運転とを切り替え得る尿素水圧送ポンプ３４と、尿素水の排気管１４への供給要求がされている場合に尿素水噴射弁３２を開弁させると共に尿素水圧送ポンプ３４を還元剤供給運転に切り替え、尿素水の排気管１４への供給を停止する際に尿素水噴射弁３２を閉弁させると共に尿素水圧送ポンプ３４を還元剤回収運転に切り替えるＥＣＵ４２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、還元剤を排気管に供給して排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置に関する。

尿素水タンクから排気管へ尿素水を供給する還元剤供給装置において、供給ラインに残留した尿素水の凍結防止策として、装置停止時に尿素水の供給ラインの最上流部にエアタンクからの加圧空気を供給し、供給ライン中の尿素水を排気管に払い出す技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２４８８２３号公報 特開２００６−３１６６８４号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、排気管に払い出された尿素水は、排気ガスの浄化に寄与せず、この尿素水が無駄になる問題があった。

本発明は、上記事実を考慮して、還元剤を無駄にすることを抑制しつつ該還元剤の配管内での凍結を防止することができる排気ガス浄化装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る排気ガス浄化装置は、還元剤を貯留するためのタンクと、一端側が前記タンク内に配置されると共に、他端側が前記タンクの外側に位置する供給管と、前記供給管の他端に設けられ、開弁状態では供給された前記還元剤を内燃機関の排気ガスを排出するための排気管内に噴射し、閉弁状態では前記供給管と前記排気管との連通を遮断する噴射弁と、前記供給管を通じて前記タンクから前記排気管に前記還元剤を供給する還元剤供給運転と、前記供給管内の前記還元剤を前記タンクに戻す還元剤回収運転とを切り替え得るポンプと、前記還元剤の前記排気管への供給要求がされている場合に、前記噴射弁が開弁されると共に前記ポンプにて前記還元剤供給運転が行われ、前記還元剤の前記排気管への供給を停止する際に、前記噴射弁が閉弁されると共に前記ポンプにて前記還元剤回収運転が行われるように、該噴射弁及びポンプを制御する制御手段と、を備えている。

請求項１記載の排気ガス浄化装置では、内燃機関が運転されている場合等、還元剤の排気管への供給要求がされていると制御手段が判断した場合、この制御手段は、噴射弁を開弁させると共にポンプに還元剤供給運転を行わせる。これにより、尿素水は、供給管を通じて噴射弁に導入され、該噴射弁から排気管に供給される。

一方、例えば内燃機関の運転が停止された場合等、還元剤の排気管への供給を停止する状態に至ったと制御手段が判断した場合、この制御手段は、噴射弁を閉弁させると共にポンプに還元剤回収運転を行わせる。これにより、供給管内に残留する還元剤がタンクに回収される。

このように、請求項１記載の排気ガス浄化装置では、還元剤を無駄にすることを抑制しつつ該還元剤の配管内での凍結を防止することができる。しかも、噴射弁を閉弁した状態で供給管内の還元剤を回収するため、排気管内の異物が供給管やタンク内に回収されることが防止される。

請求項２記載の発明に係る排気ガス浄化装置は、請求項１記載の排気ガス浄化装置において、前記供給管における前記噴射弁側の部分に、前記噴射弁が閉弁されると共に前記ポンプにて前記還元剤回収運転が行われるのに伴って該供給管にガスが流入することを許容するガス流入許容部を設けた。

請求項２記載の排気ガス浄化装置では、供給管内から還元剤を回収するのに伴って該供給管の噴射弁側の端部近傍からガスが流入するので、該供給管内が負圧になることが抑制又は防止される。

請求項３記載の発明に係る排気ガス浄化装置は、請求項２記載の排気ガス浄化装置において、前記タンクに接続された大気開放管と、前記大気開放管に設けられ、前記タンクから排出されたガスの少なくとも特定成分を離脱可能に吸着するための吸着装置と、前記ガス流入許容部は、前記吸着装置と前記供給管における前記噴射弁側の部分とを連通するガス導入管と、前記ガス導入管に設けられ、前記ポンプにて前記還元剤供給運転が行われる際に閉弁され、前記ポンプにて前記還元剤回収運転が行われる際に開弁される弁装置と、を含んで構成されている。

請求項３記載の排気ガス浄化装置では、タンク内の圧力（ガス圧）が大気圧よりも（所定値以上）高くなった場合、大気開放管からガスが大気開放される。この際、ガス中の特定成分（例えば還元剤の蒸気等）が吸着装置にて吸着される。そして、ポンプの還元剤回収運転によって供給管内の還元剤をタンクに回収する際には、吸着装置から離脱された上記特定成分のガスがガス導入管から供給管、タンクに移動する。これにより、吸着装置による上記ガスの特定成分の吸着可能量を増すことができる。また、特定成分のガスが還元剤として際使用可能な成分である場合には、還元剤を無駄することが一層効果的に抑制される。

請求項４記載の発明に係る排気ガス浄化装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の排気ガス浄化装置において、前記制御手段は、前記還元剤の前記排気管への供給を停止する際に、前記噴射弁を閉弁させると共に前記ポンプを前記還元剤供給運転から前記還元剤回収運転に切り替える第１ステップと、前記第１ステップの後に行われ、前記噴射弁を開弁させると共に前記ポンプを前記還元剤回収運転から前記還元剤供給運転に切り替える第２ステップと、前記第２ステップの後に行われ、前記噴射弁を閉弁させると共に前記ポンプを前記還元剤供給運転から前記還元剤回収運転に切り替える第３ステップと、が行われるように前記噴射弁及びポンプを制御する。

請求項４記載の排気ガス浄化装置では、例えば内燃機関の運転が停止された場合等、還元剤の排気管への供給を停止する状態に至ったと制御手段が判断した場合、該制御手段は、先ず、第１ステップでは供給管内の還元剤をタンクに回収させる。次いで第２ステップで、噴射弁を開弁させると共にポンプに還元剤供給運転を行わせることで、噴射弁内に残留していた還元剤を排気管に排出させることができる。その後、第３ステップで、再度噴射弁を閉弁させると共にポンプに還元剤回収運転を行わせることで、第２ステップで供給管に流入された還元剤を再びタンクに回収することができる。

以上説明したように本発明に係る排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化装置は、還元剤を無駄にすることを抑制しつつ該還元剤の配管内での凍結を防止することができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る排気ガス浄化装置としての尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システム１０について、図１〜図４に基づいて説明する。

図１には、尿素ＳＣＲシステム１０の概略全体構成が模式的なシステム構成図（フローシート）にて示されている。この図に示される如く、尿素ＳＣＲシステム１０は、ディーゼルエンジン１２の排気ガス中のＮＯｘを低減するために、該ディーゼルエンジン１２の排気管１４における選択還元ＮＯｘ触媒１６の上流に、後述する尿素水タンク２２に貯留された還元剤としての尿素水を噴射するように構成されている。

具体的には、尿素ＳＣＲシステム１０では、排気管１４における酸化触媒１８の下流側に選択還元ＮＯｘ触媒１６が配設されており、該尿素ＳＣＲシステム１０を構成する尿素水供給装置２０によって、排気管１４における酸化触媒１８と選択還元ＮＯｘ触媒１６との間に尿素水が供給されるようになっている。なお、この実施形態では、酸化触媒１８には、ＤＰＦ（ディーゼル微粒子除去装置）が一体に設けられている。

この尿素ＳＣＲシステム１０では、その尿素水供給装置２０によって排気管１４に供給された尿素が気化されて還元ガス（アンモニアガス）として排気ガスと共に選択還元ＮＯｘ触媒１６に流入されると、この還元ガスが排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元又は分解するようになっている。これにより、尿素ＳＣＲシステム１０が適用された車両では、酸化触媒１８、ＤＰＦ、及び該尿素ＳＣＲシステム１０の選択還元ＮＯｘ触媒１６によって浄化された排気ガスが大気中に放出される構成である。

以下、尿素ＳＣＲシステム１０の詳細構成を説明する。

図１に示される如く、尿素ＳＣＲシステム１０を構成する尿素水供給装置２０は、タンクとしての尿素水タンク２２を備えている。尿素水タンク２２は、図示しない注入口から注入された尿素水を気液２相状態で貯留するようになっている。この尿素水タンク２２には、大気開放配管２４が接続されている。大気開放配管２４は、一端２４Ａが尿素水タンク２２内に連通され、他端が大気開放端２４Ｂとされて大気開放ラインを成している。

また、大気開放配管２４における共に該尿素水タンク２２の外側部分には、圧力調整弁２５が設けられている。この圧力調整弁２５は、尿素水タンク２２内の圧力（ガス圧）が大気圧に対し第１所定値以上高くなった場合に開弁すると共に、尿素水タンク２２内の圧力（ガス圧）が大気圧に対し第２所定値以上低くなった場合に開弁する２方向の圧力調整弁とされている。これにより、尿素水タンク２２は、正圧及び負圧の双方に対し保護されるようなっている。

一方、大気開放配管２４の一端２４Ａには、尿素水タンク２２の天壁２２Ａを貫通して配置された流入防止弁２６が配置されている。流入防止弁２６は、大気開放配管２４に尿素水（液相）が流入することを防止するように構成されている。この実施形態では、圧力調整弁２５は、尿素水に浮くフロートが重力方向で略下向きの弁座に当接すると閉弁するフロート弁として構成されている。

さらに、大気開放配管２４における圧力調整弁２５に対する大気開放端２４Ｂ側には、フィルタ装置２８が配設されている。フィルタ装置２８は、ケース２８Ａ内に例えば不織布等より成るフィルタエレメント及び吸着剤としての活性炭を内蔵して構成されている。フィルタエレメントは、大気開放端２４Ｂから流入する空気中の異物の尿素水タンク２２及び後述するガス導入管３８側への浸入を防止するようになっている。活性炭は、尿素水タンク２２側から流入するガス中のアンモニアガスを吸着するようになっている。この実施形態では、フィルタ装置２８は、空気の導入によって吸着したアンモニアガスを離脱させる活性炭が用いられている。

以上により、尿素ＳＣＲシステム１０を構成するフィルタ装置２８は、導入する空気を浄化するエアフィルタとしての機能と、尿素水タンク２２から排出されたアンモニアガスを一時的に吸着して該アンモニアガスの大気放出を抑制するアンモニア吸着装置としての機能とを果たすように構成されている。すなわち、この実施形態においては、フィルタ装置２８が本発明における吸着装置に相当する。

また、尿素ＳＣＲシステム１０の尿素水供給装置２０は、尿素水タンク２２から排気管１４に尿素水を供給するための供給ラインを成す供給管としての尿素水供給配管３０を備えている。尿素水供給配管３０は、尿素水タンク２２の天壁２２Ａを貫通して一端部が尿素水タンク２２の底壁２２Ｂの近傍で開口した吸入口３０Ａとされると共に、他端が噴射弁としての尿素水噴射弁３２に尿素水を供給可能に接続されている。

尿素水噴射弁３２は、排気管１４における酸化触媒１８と選択還元ＮＯｘ触媒１６との間（選択還元ＮＯｘ触媒１６の上流）の部分を貫通して取り付けられており、尿素水供給配管３０から導入された尿素水を排気管１４内で選択還元ＮＯｘ触媒１６側に向けて噴射するようになっている。この実施形態では、尿素水噴射弁３２は、後述するＥＣＵ４２により開閉状態の切替（制御）可能な電磁弁とされており、開放時には上記の通り尿素水供給配管３０から供給された尿素水を噴射する構成である。

さらに、尿素水供給配管３０の中間部には、吸入口３０Ａ側から吸入した尿素水を尿素水噴射弁３２側に圧送するためのポンプとしての尿素水圧送ポンプ３４が配設されている。この尿素水圧送ポンプ３４の作動により、尿素水タンク２２内の尿素水に排気管１４に向かう駆動力が付与されるようになっている。この実施形態では、尿素水圧送ポンプ３４は、尿素水タンク２２の外側に取り付けられている。

そして、この実施形態における尿素水圧送ポンプ３４は、その図示しない駆動モータが正逆回転可能とされており、該駆動モータが正回転されている場合に上記の通り尿素水タンク２２から尿素水噴射弁３２に向かう尿素水の流れを生成し、駆動モータが逆転されている場合には尿素水噴射弁３２側から尿素水タンク２２に向かう尿素水等の流れを生成するようになっている。すなわち、尿素水圧送ポンプ３４は、少なくとも正転、逆転、停止の３つ状態を取り得る構成とされており、これら３つの状態は後述するＥＣＵ４２の制御によって切り替えられるようになっている。

また、尿素水供給配管３０における尿素水タンク２２内に位置する部分には、異物が尿素水圧送ポンプ３４、尿素水噴射弁３２（排気管１４）側に導入されることを防止するためのフィルタ３６が設けられている。フィルタ３２は、例えばポリエステル等の樹脂繊維の織布又は不織布より成るメッシュフィルタとされている。

そして、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水供給装置２０を構成する尿素水供給配管３０における尿素水噴射弁３２の直上流部分（尿素水噴射弁３２のごく近傍）に設けられた分岐部３０Ｂから分岐されたガス導入管３８を備えている。ガス導入管３８の端部は、フィルタ装置２８の内部（活性炭の収容部位）に連通されている。また、ガス導入管３８には、弁装置としての一方向弁４０が配設されている。この実施形態では、尿素水供給配管３０におけるガス導入管３８の分岐部３０Ｂは、本発明におけるガス流入許容部に相当する。

一方向弁４０は、フィルタ装置２８側から尿素水供給配管３０側へのガス流れを許容し、尿素水供給配管３０側からフィルタ装置２８側への流体の流れを禁止するように動作する構成とされている。一方向弁４０としては、例えばスプリング式の逆止弁（チェックバルブ）が用いられる。

さらに、尿素ＳＣＲシステム１０は、制御手段としてのＥＣＵ４２を備えている。ＥＣＵ４２は、尿素水噴射弁３２、尿素水圧送ポンプ３４に電気的に接続されており、尿素水噴射弁３２の開閉、尿素水圧送ポンプ３４の正転、逆転、停止を制御するようになっている。また、ＥＣＵ４２には、尿素ＳＣＲシステム１０のシステムＯＮ、ＯＦＦを含む車両情報が入力されるようになっている。この実施形態では、運転者によるイグニッション（電源）ＯＮが尿素ＳＣＲシステム１０のシステムＯＮ（排気管１４への尿素水供給が要求されている場合）に対応し、イグニッション（電源）ＯＦＦがシステムＯＦＦ（排気管１４への尿素水の供給停止のトリガ）に対応する構成とされている。

このＥＣＵ４２による制御については、本実施形態に係る尿素ＳＣＲシステム１０の作用の説明と共に説明することとする。

次に、本実施形態の作用について、図４に示すフローチャートを参照しつつ説明することとする。

上記構成の尿素ＳＣＲシステム１０では、適用された車両のイグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＮ操作されると、システムＯＮされてＥＣＵ４２が起動される。すると、このＥＣＵ４２は、ステップＳ１０で、尿素水噴射弁３２を開弁させると共に、尿素水圧送ポンプ３４を正転させる。これにより、図２に示される如く、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水圧送ポンプ３４によって尿素水タンク２２内の尿素水が尿素水噴射弁３２に圧送され、該尿素水噴射弁３２から排気管１４内に尿素水が噴射して供給される。

排気管１４に噴射された尿素水は、排気熱によって気化されて還元ガス（アンモニアガス）となり、ディーゼルエンジン１２の排気ガスと共に選択還元ＮＯｘ触媒１６に流入する。この選択還元ＮＯｘ触媒１６において、還元ガスは、排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元乃至分解する。これにより、酸化触媒１８、選択還元ＮＯｘ触媒１６で浄化された排気ガスが大気中に放出される。

次いで、ＥＣＵ４２は、ステップＳ１２に進み、システムＯＦＦされたか否か、すなわちイグニッションスイッチのＯＦＦ信号が入力されたか否かを判断する。システムＯＦＦされていないと判断したＥＣＵ４２は、上記の尿素水供給装置２０による排気管１４への尿素水の供給運転状態を維持する。この際、例えばディーゼルエンジン１２の回転数（排気ガス量）に応じて尿素水圧送ポンプ３４による尿素水の供給量を制御するようにしても良い。

一方、ステップＳ１２でシステムＯＦＦに至ったと判断したＥＣＵ４２は、ステップＳ１４に進み、尿素水噴射弁３２を閉弁させると共に、尿素水圧送ポンプ３４を正転から逆転に切り替えさせる。これにより、図３に示される如く、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水圧送ポンプ３４によって尿素水供給配管３０内に残留していた尿素水が尿素水タンク２２に圧送、回収される。この際、尿素水供給配管３０には、大気開放配管２４の大気開放端２４Ｂ、フィルタ装置２８、ガス導入管３８（一方向弁４０）を経由して、分岐部３０Ｂからガスが流入される。このステップＳ１４が、本発明における第１ステップに相当する。

次いで、ＥＣＵ４２は、ステップＳ１６に進み、ステップＳ１４の実行開始（タイマスタート）から第１所定時間が経過したか否かを判断する。この実施形態では、第１所定時間は、各環境条件（温度、大気圧等）において尿素水供給配管３０内の体積分のほぼ全ての尿素水が回収されるのに十分な時間として設定されている。ステップＳ１６で第１所定時間が経過していないと判断したＥＣＵ４２は、尿素水の回収状態を維持させる。この間、フィルタ装置２８、ガス導入管３８を経由した尿素水供給配管３０へのガス導入も維持される。

一方、ステップＳ１６で第１所定時間が経過したと判断したＥＣＵ４２は、ステップＳ１８に進み、尿素水噴射弁３２を開弁させると共に、尿素水圧送ポンプ３４を逆転から正転に切り替えさせる。これにより、尿素水供給配管３０内の尿素水の略全量回収後に、再度尿素水が尿素水噴射弁３２側に圧送される。すると、この尿素水に押し出された尿素水供給配管３０内のガスによって、尿素水噴射弁３２内に残留していた尿素水が排気管１４に排出される。このステップＳ１８が、本発明における第２ステップに相当する。

次いで、ＥＣＵ４２は、ステップＳ２０に進み、ステップＳ１８の実行開始（タイマスタート）から第２所定時間が経過したか否かを判断する。この実施形態では、第２所定時間は、各環境条件（温度、大気圧等）において尿素水噴射弁３２内の体積分のほぼ全ての尿素水が排出されるのに十分な時間（第１所定時間と比較して十分に短い時間）として設定されている。ステップＳ２０で第２所定時間が経過していないと判断したＥＣＵ４２は、尿素水噴射弁３２内の尿素水の排出状態を維持させる。

一方、ステップＳ２０で第２所定時間が経過したと判断したＥＣＵ４２は、ステップＳ２２に進み、尿素水噴射弁３２を閉弁させると共に、尿素水圧送ポンプ３４を正転から逆転に切り替えさせる。これにより、ステップＳ１８の実行により尿素水供給配管３０内に流入した尿素水が再度尿素水タンク２２に回収される。このステップＳ２２が、本発明における第３ステップに相当する。

次いで、ＥＣＵ４２は、ステップＳ２４に進み、ステップＳ２２の実行開始（タイマスタート）から第３所定時間が経過したか否かを判断する。この実施形態では、第３所定時間は、各環境条件（温度、大気圧等）において第２所定時間で尿素水供給配管３０に流入した尿素水のほぼ全ての尿素水が回収されるのに十分な時間（例えば第２所定時間よりも若干長い時間）として設定されている。ステップＳ２４で第３所定時間が経過していないと判断したＥＣＵ４２は、尿素水の回収状態を維持させる。

一方、ステップＳ２４で第３所定時間が経過したと判断したＥＣＵ４２は、ステップＳ２６に進み、尿素水噴射弁３２の閉弁状態を維持させたまま、尿素水圧送ポンプ３４を停止させ、制御を終了する。

ここで、尿素ＳＣＲシステム１０では、システムＯＦＦの際に、ＥＣＵ４２が、第１所定時間だけ尿素水噴射弁３２を閉弁させると共に尿素水圧送ポンプ３４を逆回転させるので、尿素水供給配管３０内に残留している尿素水をほぼ全て尿素水タンク２２に回収することができる。これにより、尿素水供給配管３０内に残留した尿素水が凍結することが防止される。

尿素水の凍結について補足すると、尿素水は、その凝固点が−１１℃と比較的高く、凍結の際に１２％程度の体積膨張を伴うので、尿素水供給配管３０に尿素水が残留する構成では、尿素水の凍結による尿素水供給配管３０の破損防止のために例えばヒータ設置等の対策が要求される。これに対して尿素ＳＣＲシステム１０では、上記の通り尿素水供給配管３０の尿素水が尿素水タンク２２に回収されるので、上記の如き尿素水の凍結対策が不要になる。

このように、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水を無駄にすることを抑制しつつ該尿素水の尿素水供給配管３０内での凍結を防止することができる。

そして、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水供給配管３０から尿素水を回収する際に尿素水噴射弁３２を閉弁させるので、排気管１４からすすや金属粉等の異物が尿素水供給配管３０、尿素水タンク２２に侵入することが防止される。すすや金属粉等の浸入は、例えばフィルタ３６のつまりの原因になるが、尿素ＳＣＲシステム１０では、排気管１４からのすすや金属粉の浸入によるフィルタ３６のつまりが防止される。

また、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水供給配管３０内の尿素水を回収する際にガス導入管３８経由で尿素水供給配管３０の分岐部３０Ｂから該尿素水供給配管３０にガスが導入されるので、尿素水供給配管３０内が負圧になることが防止又は抑制される。また、尿素水圧送ポンプ３４の負荷も軽減される。

特に、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水供給配管３０の尿素水の回収に伴って、大気開放端２４Ｂからフィルタ装置２８に空気が導入されて該フィルタ装置２８に吸着されていたアンモニアガスが離脱されるので、フィルタ装置２８から尿素水供給配管３０に向かうガス導入管３８内のガス流によって、該フィルタ装置２８からアンモニアガスをパージすることができる。これにより、尿素ＳＣＲシステム１０では、フィルタ装置２８によるアンモニアガスの吸着能力が回復する。

しかも、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水（水）に対する溶解度の高いアンモニアガス（の少なくとも一部）が吸入口３０Ａ（尿素水に液没している確率が高い部分）から尿素水タンク２２内に流入されるので、アンモニアガスがアンモニア水として尿素水タンク２２に回収される。すなわち、アンモニアガスがガスのまま回収されて尿素水タンク２２内のガス圧を高め、大気開放配管２４、圧力調整弁２５経由でフィルタ装置２８に再度吸着されることが抑制される。また、アンモニア水は、そのまま還元剤として排気管１４に噴射可能であるので、尿素ＳＣＲシステム１０では、還元剤を無駄にすることがより一層効果的に抑制される。

またここで、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水供給配管３０に残留していた尿素水の回収後に、尿素水噴射弁３２にわずかに残留していた尿素水の排気管１４への排出を行うので、尿素水噴射弁３２内に尿素水が残留することが防止される（残留する尿素水量を著しく減少させることができる）。これにより、尿素水噴射弁３２に対する凍結対策も不要（簡素）にすることができる。

しかも、尿素水噴射弁３２の残留尿素水を排気管１４に排出させるため、排気管１４からすすや金属粉等が尿素水噴射弁３２に浸入することもない。さらに、尿素ＳＣＲシステム１０では、尿素水噴射弁３２の残留尿素水の排出後、尿素水供給配管３０の尿素水回収を行うので、尿素水供給配管３０に流入した尿素水が回収され、尿素水供給配管３０内での尿素水の凍結が問題となることがない。

なお、上記した実施形態では、フィルタ装置２８にアンモニアガスを吸着、離脱可能な活性炭を内蔵した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、活性炭（アンモニア吸着機能）を有しない構成としても良く、吸着したアンモニアの離脱機能を有しない活性炭をフィルタ装置２８に内蔵した構成としても良い。

また、上記した実施形態では、スプリング式の逆止弁である一方向弁４０をガス導入管３８に設けた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、他の形式の一方向弁を設けた構成としても良く、ＥＣＵ４２にて開閉が制御される電磁弁を一方向弁４０に代えて設けても良い。この場合、この電磁弁は、例えば、ＥＣＵ４２によって、尿素水噴射弁３２が開弁されている場合に閉弁され、尿素水噴射弁３２が閉弁されている場合に開弁されるように制御されれば良い。

さらに、上記した実施形態では、上記した実施形態では、尿素水供給配管３０の残留尿素水をほぼ全量回収した後に、尿素水噴射弁３２の残留尿素水を排出させる例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、尿素水供給配管３０の残留尿素水を回収して該尿素水供給配管３０（尿素水と尿素水噴射弁３２との間）に尿素水噴射弁３２の残留尿素水を排出させるのに十分なガスが導入された後に、尿素水噴射弁３２の残留尿素水を排出させるようにしても良い。

またさらに、本発明は、尿素水噴射弁３２の残留尿素水を排気管１４に排出させる構成に限定されることはなく、尿素ＳＣＲシステム１０においては、少なくとも尿素水噴射弁３２の閉弁状態で尿素水供給配管３０の残留尿素水を尿素水タンク２２に回収すれば足りる。

また、上記した実施形態では、還元剤として尿素水を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、各種の還元剤を用いる構成日本発明を適用可能であることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る尿素ＳＣＲシステムの概略全体構成を示すシステム構成図である。 本発明の実施形態に係る尿素ＳＣＲシステムにおける尿素水供給運転状態を示すシステム構成図である。 本発明の実施形態に係る尿素ＳＣＲシステムにおける尿素水回収運転状態を示すシステム構成図である。 本発明の実施形態に係る尿素ＳＣＲシステムを構成するＥＣＵによる概略の制御フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ＳＣＲ 尿素システム（排気浄化システム）
１２ ディーゼルエンジン（内燃機関）
１４ 排気管
２２ 尿素水タンク（タンク）
２４ 大気開放配管
２８ フィルタ装置（吸着装置）
３０ 尿素水供給配管（供給管）
３０Ｂ 分岐部（ガス流入許容部）
３２ 尿素水噴射弁（噴射弁）
３４ 尿素水圧送ポンプ（ポンプ）
３８ ガス導入管（ガス流入許容部）
４０ 一方向弁（弁装置）
４２ ＥＣＵ（制御手段）

Claims (4)

1. 還元剤を貯留するためのタンクと、
   一端側が前記タンク内に配置されると共に、他端側が前記タンクの外側に位置する供給管と、
   前記供給管の他端に設けられ、開弁状態では供給された前記還元剤を内燃機関の排気ガスを排出するための排気管内に噴射し、閉弁状態では前記供給管と前記排気管との連通を遮断する噴射弁と、
   前記供給管を通じて前記タンクから前記排気管に前記還元剤を供給する還元剤供給運転と、前記供給管内の前記還元剤を前記タンクに戻す還元剤回収運転とを切り替え得るポンプと、
   前記還元剤の前記排気管への供給要求がされている場合に、前記噴射弁が開弁されると共に前記ポンプにて前記還元剤供給運転が行われ、前記還元剤の前記排気管への供給を停止する際に、前記噴射弁が閉弁されると共に前記ポンプにて前記還元剤回収運転が行われるように、該噴射弁及びポンプを制御する制御手段と、
   を備えた排気ガス浄化装置。
2. 前記供給管における前記噴射弁側の部分に、前記噴射弁が閉弁されると共に前記ポンプにて前記還元剤回収運転が行われるのに伴って該供給管にガスが流入することを許容するガス流入許容部を設けた請求項１記載の排気ガス浄化装置。
3. 前記タンクに接続された大気開放管と、
   前記大気開放管に設けられ、前記タンクから排出されたガスの少なくとも特定成分を離脱可能に吸着するための吸着装置と、
   をさらに備え、
   前記ガス流入許容部は、
   前記吸着装置と前記供給管における前記噴射弁側の部分とを連通するガス導入管と、
   前記ガス導入管に設けられ、前記ポンプにて前記還元剤供給運転が行われる際に閉弁され、前記ポンプにて前記還元剤回収運転が行われる際に開弁される弁装置と、
   を含んで構成されている請求項２記載の排気ガス浄化装置。
4. 前記制御手段は、
   前記還元剤の前記排気管への供給を停止する際に、
   前記噴射弁を閉弁させると共に前記ポンプを前記還元剤供給運転から前記還元剤回収運転に切り替える第１ステップと、
   前記第１ステップの後に行われ、前記噴射弁を開弁させると共に前記ポンプを前記還元剤回収運転から前記還元剤供給運転に切り替える第２ステップと、
   前記第２ステップの後に行われ、前記噴射弁を閉弁させると共に前記ポンプを前記還元剤供給運転から前記還元剤回収運転に切り替える第３ステップと、
   が行われるように前記噴射弁及びポンプを制御する請求項１〜請求項３の何れか１項記載の排気ガス浄化装置。

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