JP4799079B2 - 液体タンク装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体タンク装置（以下、「タンク装置」という）に関し、特に、互いに連通した複数のタンクを含んで構成されるタンク装置に関する。

燃料等の液体を貯留するタンク装置として、複数のタンクを含んで構成されるものが知られている。（特許文献１）このものでは、第１のタンクと第２のタンクとが、互いに同じ高さで車両に搭載されるとともに、連通管を介して互いの下部が連通されている。第１のタンクには、サクションパイプが挿入され、その先端に形成された吸込口から第１のタンク内の液体が外部の機器に供給される。また、第１のタンクには、その内部に貯留されている液体の水位を検出するためのフロートが設けられている。
特開２００１−２６０６６８号公報（図１）

しかしながら、このように複数のタンクを有するタンク装置において、単に各タンクの下部同士を連通させただけでは、連通管を介した液体の流通によって、水位が所定高さとなってからタンクが空となるまでに供給可能な液体の量が、複数のタンクを備えるものと１つのタンクのみ備えるものとで一致しなくなる。
したがって、水位が所定高さ以下であるか否かを検出する水位検出器が設置された第１のタンクを備えたタンク装置に対して、その容量を増加させるために、第２のタンクを増設した場合には、この増設後のタンク装置と増設前のタンク装置とで、水位が所定高さとなってから供給可能な液体の量が一致しなくなってしまう。このように一致しなくなると、例えば、タンク装置内の液体の残量が所定量以下であるときに警報を発生させる残量警報装置に、この水位検出器による検出信号が用いられた場合に、運転者による液体の補給タイミングの誤認を引き起こしてしまう。これに対して、水位検出器の交換または再配置による対応が考えられるが、これは手間と費用の面から常に許容されるものではない。

更に、車両の走行用エンジンの排気浄化装置に用いられる還元剤の貯留タンクとしてこのタンク装置を用いた場合では、増設前に技術指針（国自環第１０５号の４「注意喚起及び警告」（１）−２項）に基づいて水位検出器が設定されると、増設後においてこの技術指針に適合できなくなる虞がある。
そこで、本発明は、第１のタンク内の液体の水位が所定高さより低いときの、第１のタンクと第２のタンクとの間の液体の流通を不能として、水位が所定高さとなってから排出可能な液体の量が、第１のタンク及び第２のタンクのうち第１のタンクのみ備えた（増設前の）ものと一致するタンク装置を提供することを目的とする。

このため、請求項１記載の発明は、内部に液体を貯留するとともに、液体の吸込口が設けられた既設タンクと、内部に前記液体を貯留する増設タンクと、既設タンクと増設タンクとの間に接続され、各タンクの内部を連通する連通管と、既設タンク内の液体の水位がその内底面から所定高さ以下であるか否かを検出する検出器と、を含んで構成され、連通管の増設タンク側の開口部は、前記所定高さと同一の水平面に開口したことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、連通管の既設タンク側の開口部の位置は、前記所定高さより低い位置に設定されたことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、連通管の増設タンク側の開口部の位置は、増設タンクの水平方向の中央に設定されたことを特徴とする。
請求項４記載の発明では、連通管の既設タンク側の開口部の位置は、前記所定高さと同じ高さに設定されたことを特徴とする。

請求項５記載の発明では、連通管の既設タンク側の開口部は、既設タンクの側壁に接続される一方、連通管の増設タンク側の開口部は、増設タンクの側壁に接続されることを特徴とする。
請求項６記載の発明では、連通管の両端の開口部の位置は、各タンクの水平方向の中央に設定されたことを特徴とする。

請求項７記載の発明では、増設タンクの底壁の位置は、前記所定高さと同一の水平面に設定されたことを特徴とする。

請求項８記載の発明では、前記液体は、エンジンの排気を浄化する排気浄化装置に用いられる液体還元剤であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、連通管の増設タンク側の開口部がその内底面からの所定高さと同一の水平面に開口するので、既設タンク内の液体の水位が所定高さより低くなると、既設タンクと増設タンクとの間での液体の流通が行われなくなる。これにより、既設タンク内の水位が所定高さになってから供給可能な液体の量を、既設タンク及び増設タンクのうち双方を備えたものと、一方のみを備えたものとで一致させることができる。

請求項２記載の発明によれば、連通管の既設タンク側の開口部の位置が所定高さより低いので、増設タンクの水位が所定高さと同一の水平面に達するまでは、連通管を介する既設タンクと増設タンクとの間での液体の流通が保たれる。これにより、増設タンクから得られる液体の量を最大限確保できる。
請求項３記載の発明によれば、既設タンク内の水位が所定高さより低くなった後で液体タンク装置が傾斜しても、連通管の増設タンク側の開口部における液体の水位の変動が抑制されるので、連通管の増設タンク側の開口部が接続された増設タンクから既設タンク側の開口部が接続された既設タンクへの液体の流入を抑制することができる。

請求項４記載の発明によれば、連通管の既設タンク側の開口部の位置が所定高さに設定されるので、既設タンク内の水位が所定高さより低くなった後で液体タンク装置が傾斜し、既設タンク及び増設タンクが相対的に上下方向に移動しても、上方のタンクから下方のタンクへの液体の流入を抑制することができる。
請求項５記載の発明によれば、既設タンク及び増設タンクの下方に液体タンク装置の設置台等の構造物がある場合に、この構造物が邪魔にならずに連通管を容易に設置することができる。

請求項６記載の発明によれば、既設タンク内の水位が所定高さより低くなった後で、液体タンク装置が水平方向に傾斜しても、連通管の両端の開口部における液体の水位の変動が抑制されるので、既設タンクと増設タンクとの間でいずれの方向にも液体の流通を抑制することができる。
請求項７記載の発明によれば、既設タンク内の水位が所定高さより低くなると、増設タンク内の液体がなくなるので、増設タンクから既設タンクへの液体の流入を抑制することができる。
請求項８記載の発明によれば、既設タンク内の水位が所定高さになってから排出可能な液体還元剤の量を、既設タンク及び増設タンクのうち既設タンクのみ備えたものと一致させることができる。

以下、添付された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の排気浄化装置の構成図である。
バス等の車両に搭載されたエンジン１の排気通路２には、排気中のＮＯｘを還元浄化する還元触媒３が介装されている。還元触媒３の排気上流には、液体還元剤としての尿素水溶液を噴射する噴射ノズル４が設けられている。噴射ノズル４には、タンク装置５から、エンジン１の運転状態に応じた量の尿素水溶液が、供給管６を介して供給される。タンク装置５は、連通管７により互いに連通する第１のタンク８と第２のタンク９とを含んで構成され、第１のタンク８を備えたタンク装置に第２のタンク９を増設して構成される。

図２は、本実施形態に係るタンク装置のレイアウト説明図である。
第１のタンク８及び第２のタンク９は、シャシーフレーム（フレームレスボディを利用した車両では、ボディをいう。）１０に固定されたベース１１に載置されている。第１のタンク８及び第２のタンク９は、互いに同じ形状であって直方体に形成されており、車両の左右の一側で、前後方向に並べて配置されている。

図３は、本実施形態に係るタンク装置５の構成図である。図４は、タンク（本実施形態では第２のタンク９）と連通管７との接続部の構造を示す詳細図である。
第１のタンク８には、供給管６が挿入されている。供給管６の先端６ａは第１のタンク８の底部まで伸びており、先端６ａに尿素水溶液の吸込口２０が形成されている。
第１のタンク８には、濃度検出器２１と静電容量方式の水位検出器２２（例えば、日本特殊陶業株式会社製尿素水レベルセンサーを使用する）とが設置されている。濃度検出器２１は、その検出部２１ａに図示しないヒータと温度センサとを内蔵しており、ヒータによって加熱した液体の温度変化から濃度を検出する。（例えば、三井金属鉱業株式会社製尿素水識別センサを使用する）検出部２１ａは、吸込口２０の若干上方に位置するように配置されている。濃度検出器２１は、尿素水溶液の水位が検出部２１ａの上下位置Ｈｅより下方であるか否か、即ち第１のタンク８が空であるか否かを検出する空検知機能を兼ね備えている。濃度検出器２１により尿素水溶液の水位が上下位置Ｈｅより下方であることが検出されたときには、図示しない走行制限装置により車両の走行が制限される。

水位検出器２２は、内部に貯留されている尿素水溶液の水位が所定高さＨｐ以下であるか否かを検出する。所定高さＨｐは、検出部２１ａの上方に位置し、水位が所定高さＨｐから上下位置Ｈｅになるまでの第１のタンク８内の容量が、車両が３００ｋｍ走行するのに必要な量となるように設定される。水位検出器２２により第１タンク８内の水位が所定高さＨｐ以下であることが検出されたときには、図示しない警告灯により警告が行われる。

連通管７の一端７ａは、第１のタンク８の底壁８ａを貫通している。連通管７の他端７ｂは、第２のタンク９の底壁９ａを貫通している。更に、連通管７の他端７ｂには、配管コネクタ２３が接続されている。配管コネクタ２３の先端には、開口部２３ａが形成されている。配管コネクタ２３は、開口部２３ａの位置が所定高さＨｐと同じ高さになるように設定されている。

以上の構成により、第１のタンク８から供給管６を介して噴射ノズル４に尿素水溶液が供給されると、第１のタンク８内の水位が低下する。第１のタンク８と第２のタンク９とは下部で連通管７により連通しているので、第１のタンク８内の尿素水溶液の水位が所定高さＨｐより高いときには、第１のタンク８内の水位が低下すると、これに伴って連通管７を介して第２のタンク９から第１のタンク８に尿素水溶液が流入する。したがって、タンク装置５全体の容量を確保できる。

配管コネクタ２３の開口部２３ａの位置は、所定高さＨｐと同じ高さに設定されているので、第２のタンク９内の水位が所定高さＨｐより低くなると、第２のタンク９から第１のタンク８に尿素水溶液が流入しなくなる。したがって、第１のタンク８内の水位が所定高さＨｐとなってから（警告灯が警告を開始した時点から）上下位置Ｈｅになるまでの、タンク装置５より供給可能な尿素水溶液の量を、第１のタンク８及び第２のタンク９のうち第１のタンク８のみ備えた増設前のものと一致させることができる。ここで、タンク装置５が、第１のタンク８を備えたタンク装置に第２のタンク９を増設して構成されたものであると、警告灯が警告を開始してから、タンク装置５より供給可能な尿素水溶液の量、即ち走行可能な距離が、第２のタンク９の増設前と増設後とで一致するので、作業者によるタンク装置５への尿素水溶液の補給タイミングの誤認を防止することができる。また、増設前及び増設後のいずれにおいても、技術指針（尿素水溶液の残量が少量（３００ｋｍ以上走行するために必要な量以下）となったことを検知して、警告灯により運転者に対して注意喚起する機能を備えること）に適合させることができる。

以下に、本願発明のその他の実施形態について説明する。これらの実施形態については、以下に述べる点を除き第１の実施形態のものと同じ構成である。
図５は、本発明の第２の実施形態に係るタンク装置３０の構成図である。
本実施形態に係るタンク装置３０では、第１のタンク８の底壁８ａを貫通する連通管７の一端７ａに、配管コネクタ２３が接続され、その先端に形成された開口部２３ｂの位置が所定高さＨｐと同じ高さに設定されている。

このような構成により、本実施形態のものは、第１のタンク８内の水位が所定高さＨｐより低くなると、第２のタンク９から第１のタンク８に尿素水溶液が流入しなくなる。
また、本実施形態のように第１のタンク８側に配管コネクタ２３を設けると、複数個の第２のタンク９を増設する場合に、複数個の第２のタンク９側に配管コネクタ２３を夫々設けなくともよいので、部品点数の増加を抑制できる。

図６は、本発明の第３の実施形態に係るタンク装置４０の構成図である。図７は、連通管７の構造を示す詳細図である。
本実施形態に係るタンク装置４０では、連通管７の他端７ｂが、第２のタンク９の側壁９ｂを貫通し、所定高さＨｐと同じ高さで第２のタンク９と接続している。
このような構成により、本実施形態のものは、第２のタンク９内の水位が所定高さＨｐより低くなると、第２のタンク９から第１のタンク８に尿素水溶液が流入しなくなる。更に、連通管７の他端７ｂを、第２のタンク９の側壁９ｂに貫通させるので、ベース１１の邪魔にならずに連通管７を設置することができ、第２のタンク９の増設時における作業性を確保することができる。

なお、本実施形態では、連通管７の他端７ｂが第２のタンク９の側壁９ｂに貫通し、所定高さＨｐと同じ高さで第２のタンク９と接続しているが、連通管７の一端７ａを第１のタンク８の側壁８ｂに貫通させ、連通管７の一端７ａを所定高さＨｐと同じ高さで第１のタンク８に接続させる一方、連通管７の他端７ｂを第２のタンク９の底壁９ａに貫通させてもよい。

図８は、本発明の第４の実施形態に係るタンク装置５０の構成図である。
本実施形態に係るタンク装置５０では、第２のタンク５１が、第１のタンク８と比較してその高さ方向の寸法が短くなっている。第２のタンク５１の底壁５１ａの位置は、所定高さＨｐと同じ高さに設定されている。連通管７の他端７ｂは第２のタンク５１の底壁５１ａを貫通している。

このような構成により、第１のタンク９内の水位が所定高さＨｐより低くなると、第２のタンク５１内の尿素水溶液がなくなるので、第２のタンクから５１から第１のタンク８に尿素水溶液が流入しなくなる。
図９は、本発明の第５の実施形態に係るタンク装置６０の構成図である。
本実施形態に係るタンク装置６０は、第３の実施形態のものに対して、更に、連通管７の一端７ａが第１のタンク８の側壁８ｂに貫通し、所定高さＨｐと同じ高さで第１のタンク８に接続されている。即ち、連通管７の両端７ａ及び７ｂが、所定高さＨｐと同じ高さで、第１のタンク８または第２のタンク９に接続されている。

このような構成により、第１のタンク８内の水位が所定高さＨｐ以下である場合には、ベース１１が前後方向に傾斜して、第１のタンク８が第２のタンク９より上方に移動しても、第１のタンク８から第２のタンク９への尿素水溶液の流入を抑制することができる。
図１０は、本発明の第６の実施形態に係るタンク装置７０の構成を示し、（Ａ）はその構成図、（Ｂ）は傾斜時の液面の状態を示す説明図、（Ｃ）はその後、第１のタンク及び第２のタンクが水平に戻ったときの液面の状態を示す説明図である。

本実施形態に係るタンク装置７０では、連通管７の他端７ｂだけでなく一端７ａにも、配管コネクタ２３が接続されている。その開口部２３ｂの位置は、所定高さＨｐと同じ高さに設定されている。開口部２３ｂは第１のタンク８の前後方向の中央に、開口部２３ａは第２のタンク９の前後方向の中央に配置されている。（図１０Ａ）
このような構成により、第１のタンク８内の水位が所定高さＨｐ以下であるときに、第１のタンク８及び第２のタンク９が前後方向に傾斜しても、開口部２３ａ及び２３ｂの位置における水位の変化が抑制されるので、第１のタンク８と第２のタンク９との間での尿素水溶液の流通を低減することができる。（図１０Ｂ）したがって、その後、第１のタンク８及び第２のタンク９が水平に戻ったときの、第１のタンク８内の水位は、傾斜前と比較して変化が少ない。（図１０Ｃ）
なお、本実施形態では、開口部２３ｂが第１のタンク８の前後方向の中央に、開口部２３ａが第２のタンク９の前後方向の中央に配置されているが、開口部２３ｂを第１のタンク８の左右方向の中央に、開口部２３ａを第２のタンク９の左右方向の中央に配置してもよい。これにより、第１のタンク８及び第２のタンク９が左右方向に傾斜したときに、開口部２３ａ及び２３ｂの位置における水位の変化が抑制される。

本発明は、エンジンの燃料等の尿素水溶液以外の液体を貯留するタンク装置でも適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の構成図 本発明の第１の実施形態に係るタンク装置のレイアウト説明図 本発明の第１の実施形態に係るタンク装置の構成図 タンクと連通管７との接続部の構造を示す詳細図 本発明の第２の実施形態に係るタンク装置の構成図 本発明の第３の実施形態に係るタンク装置の構成図 連通管の構造を示す詳細図 本発明の第４の実施形態に係るタンク装置の構成図 本発明の第５の実施形態に係るタンク装置の構成図 本発明の第６の実施形態に係るタンク装置の構成を示し、（Ａ）はその構成図、（Ｂ）は傾斜時の液面の状態を示す説明図、（Ｃ）はその後、水平復帰後の液面の状態を示す説明図 本発明の第７の実施形態に係るタンク装置の構成図

符号の説明

７ 連通管
８ 第１のタンク
９、５１ 第２のタンク
５、３０、４０、５０、６０、７０、８０ タンク装置
２２ 水位検出器
２３ａ、２３ｂ 開口部
２０ 吸込口

Claims (8)

1. 内部に液体を貯留するとともに、前記液体の吸込口が設けられた既設タンクと、
   内部に前記液体を貯留する増設タンクと、
   前記既設タンクと前記増設タンクとの間に接続され、各タンクの内部を連通する連通管と、
   前記既設タンク内の液体の水位がその内底面から所定高さ以下であるか否かを検出する検出器と、
   を含んで構成され、
   前記連通管の前記増設タンク側の開口部は、前記所定高さと同一の水平面に開口したことを特徴とする液体タンク装置。
2. 前記連通管の前記既設タンク側の開口部の位置は、前記所定高さより低い位置に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の液体タンク装置。
3. 前記連通管の前記増設タンク側の開口部の位置は、前記増設タンクの水平方向の中央に設定されたことを特徴とする請求項２に記載の液体タンク装置。
4. 前記連通管の前記既設タンク側の開口部の位置は、前記所定高さと同じ高さに設定されたことを特徴とする請求項１に記載の液体タンク装置。
5. 前記連通管の前記既設タンク側の開口部は、前記既設タンクの側壁に接続される一方、前記連通管の前記増設タンク側の開口部は、前記増設タンクの側壁に接続されることを特徴とする請求項４に記載の液体タンク装置。
6. 前記連通管の両端の開口部の位置は、各タンクの水平方向の中央に設定されたことを特徴とする請求項４に記載の液体タンク装置。
7. 前記増設タンクの底壁の位置は、前記所定高さと同一の水平面に設定されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の液体タンク装置。
8. 前記液体は、エンジンの排気を浄化する排気浄化装置に用いられる液体還元剤であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の液体タンク装置。

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