JP4706660B2 - 還元剤供給装置 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の還元剤供給装置は、エンジンの排ガスに還元剤を供給するものであり、所定のタンクから還元剤を吐出する供給ポンプと、排ガスが通る排気管に装着され、供給ポンプから吐出された還元剤を排気管の内部に噴射する添加弁と、タンクに貯留される還元剤を除熱する除熱手段とを備える。
これにより、タンク内の還元剤を除熱することができるので、エンジンの排ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置において、タンク内の還元剤の温度上昇を抑えることができる。
これにより、添加弁の冷却に用いられた還元剤を、タンクに戻す前に除熱手段により除熱することができる。このため、添加弁のジャケットからタンクに戻される還元剤の温度を下げることで、タンク内の還元剤を除熱することができる。
請求項2に記載の還元剤供給装置によれば、リターン流路は、除熱手段が配されて還元剤が除熱される除熱流路、および除熱流路に並列に設けられ除熱手段を迂回するバイパス流路を含んで構成される。そして、還元剤供給装置は、添加弁の冷却に用いられた還元剤の温度に応じて、除熱流路またはバイパス流路のいずれか一方を選択して還元剤を通過させる流路切替手段を備える。
これにより、添加弁の冷却に用いられた還元剤を必要に応じて除熱することができるので、タンク内の還元剤が過冷却されるのを防止できる。
請求項3に記載の還元剤供給装置は、添加弁の冷却に用いられた還元剤の温度を検出する温度検出手段と、除熱流路またはバイパス流路のいずれか一方を選択して還元剤を通過させる三方切替弁とを備え、温度検出手段と三方切替弁とを含めて流路切替手段を構成する。
この手段は、流路切替手段の一形態を示すものである。
請求項4に記載の還元剤供給装置によれば、流路切替手段は、添加弁の冷却に用いられた還元剤の温度に応じて、還元剤が除熱流路を通過するのを許容または禁止するサーモスタットである。
この手段は、流路切替手段の一形態を示すものである。
また、この還元剤供給装置によれば、添加弁は、供給ポンプから吐出された還元剤の一部により冷却を受け、除熱手段は、添加弁の冷却に用いられた還元剤をタンクに戻すためのリターン流路に設けられている。
実施例1の還元剤供給装置1の構成を、図1を用いて説明する。
還元剤供給装置1は、エンジンの排ガスに還元剤を供給するものであり、排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を還元して浄化する。還元剤は、例えば、尿素水であり、尿素の分解により発生するアンモニア(NH3)が、触媒によりNOxと反応して無害な窒素(N2)や水(H2O)を生成することで、NOxが浄化される。
実施例1の還元剤供給装置1は、ジャケット14からタンク2に戻される還元剤を除熱するヒートシンク19をリターン流路17に備える。
これにより、ジャケット14からタンク2に戻される還元剤の温度を下げることで、タンク2内の還元剤を除熱することができる。このため、還元剤供給装置1においてタンク2内の還元剤の温度上昇を抑えることができる。
実施例2の還元剤供給装置1によれば、図2に示すように、リターン流路17は、ヒートシンク19が配されて還元剤が除熱される除熱流路21、および除熱流路21に並列に設けられヒートシンク19を迂回するバイパス流路22を含んで構成される。すなわち、リターン流路17は、ジャケット14からタンク2に向かう途中で除熱流路21およびバイパス流路22の2つに分岐し、再度、除熱流路21とバイパス流路22とが合流して1つのリターン流路17となりタンク2に向かう。
以上の構成により、実施例2の還元剤供給装置1は、ジャケット14から流出した還元剤の温度に応じて、還元剤の除熱を行うか否かを決めることができるので、タンク2内の還元剤が過冷却されるのを防止できる。
実施例3の還元剤供給装置1によれば、図3に示すように、流路切替手段は、除熱流路21に配されたサーモスタット27である。サーモスタット27は、温度に反応して自動的に開閉するものであり、所定の閾値よりも高い温度で開弁し、閾値よりも低い温度で閉弁する。すなわち、サーモスタット27は、還元剤の温度が所定の閾値よりも高くなると、自動的に開弁して還元剤が除熱流路21を通過するのを許容し、還元剤の温度が閾値よりも低くなると、自動的に閉弁して還元剤が除熱流路21を通過するのを禁止する。
参考例の還元剤供給装置1によれば、図4に示すように、ヒートシンク19が配される除熱流路21が、フィルタ12よりも上流側の流路13から分岐してタンク2に接続している。
そして、ECU6、温度センサ29および二方弁30は、タンク2に貯留される還元剤の温度に応じて、除熱流路21に還元剤を通過させる除熱流路開閉手段を構成する。
以上の構成により、参考例の還元剤供給装置1は、タンク2内の還元剤の温度に応じて、還元剤の除熱を行うか否かを決めることができるので、タンク2内の還元剤が過冷却されるのを防止できる。
実施例4の還元剤供給装置1によれば、図5に示すように、添加弁5に流入する還元剤は、添加弁5の内部で先端部11の噴射孔に向かう流れと、ジャケット14に向かう流れとに分岐する(このため、実施例4の還元剤供給装置1では、ジャケット14に還元剤を導くための流路16が不要になる)。そして、噴射孔に向かう流れと分岐した還元剤が、ジャケット14に流入し冷媒として熱伝達を受けた後、ヒートシンク19で除熱されてタンク2に戻る。
実施例1〜4の還元剤供給装置1によれば、除熱手段はフィン付のヒートシンク19であり、還元剤と外気とを熱交換させて還元剤の冷却を行うものであったが、還元剤と他の冷媒(例えば、エンジン冷却水や空調用冷媒)とを熱交換させるようにしてもよい。
また、実施例1〜4の還元剤供給装置1によれば、添加弁5のジャケット14に還元剤が供給され、添加弁5は還元剤を冷媒として冷却されていたが、図6に示すように、エンジン冷却水等の還元剤とは別種の冷媒をジャケット14に供給して添加弁5を冷却してもよい。
2 タンク
3 供給ポンプ
4 排気管
5 添加弁
6 ECU(流路切替手段、除熱流路開閉手段)
13 流路(供給ポンプから添加弁に還元剤を導く流路)
17 リターン流路
19 ヒートシンク(除熱手段)
21 除熱流路
22 バイパス流路
24 温度センサ(温度検出手段、流路切替手段)
25 三方切替弁(流路切替手段)
27 サーモスタット(流路切替手段)
Claims (4)
- エンジンの排ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置において、
所定のタンクから還元剤を吐出する供給ポンプと、
排ガスが通る排気管に装着され、前記供給ポンプから吐出された還元剤を前記排気管の内部に噴射する添加弁と、
前記タンクに貯留される還元剤を除熱する除熱手段とを備え、
前記添加弁は、前記供給ポンプから吐出された還元剤の一部により冷却を受け、
前記除熱手段は、前記添加弁の冷却に用いられた還元剤を前記タンクに戻すためのリターン流路に設けられていることを特徴とする還元剤供給装置。 - 請求項1に記載の還元剤供給装置において、
前記リターン流路は、前記除熱手段が配されて還元剤が除熱される除熱流路、およびこの除熱流路に並列に設けられ前記除熱手段を迂回するバイパス流路を含んで構成され、
前記添加弁の冷却に用いられた還元剤の温度に応じて、前記除熱流路または前記バイパス流路のいずれか一方を選択して還元剤を通過させる流路切替手段を備えることを特徴とする還元剤供給装置。 - 請求項2に記載の還元剤供給装置において、
前記添加弁の冷却に用いられた還元剤の温度を検出する温度検出手段と、
前記除熱流路または前記バイパス流路のいずれか一方を選択して還元剤を通過させる三方切替弁とを備え、
前記温度検出手段と前記三方切替弁とを含めて前記流路切替手段を構成することを特徴とする還元剤供給装置。 - 請求項2に記載の還元剤供給装置において、
前記流路切替手段は、前記添加弁の冷却に用いられた還元剤の温度に応じて、還元剤が前記除熱流路を通過するのを許容または禁止するサーモスタットであることを特徴とする還元剤供給装置。
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