(57)【要約】【課題】大容量のポンプを用いることなく、供給管内に残留している液状還元剤を十分に回収することができるエンジン排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジン排気浄化装置１は、排気通路３に設けられＮＯｘを還元するＳＣＲ触媒７と、このＳＣＲ触媒７よりもエンジンの排気通路上流側で、この排気通路３を流れる排気中に尿素水を添加するインジェクタ１１と、尿素水を貯留するタンク１３からインジェクタ１１に尿素水を供給し、さらに排気通路３に残留した尿素水を回収するための電動ポンプ１９をインジェクタ１１と接続する供給管１５，２７を有し、この供給管１５が、尿素水の回収時に尿素水が水平方向又は下り方向に流れるように設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられＮＯｘを還元する選択還元型触媒と、
この選択還元型触媒よりも前記エンジンの排気通路上流側で、この排気通路を流れる排気中に液状の還元剤を添加する添加手段と、
液状の還元剤を貯留するタンクから前記添加手段に液状の還元剤を供給し、さらに前記排気通路に残留した液状の還元剤を回収するためのポンプを前記添加手段と接続する供給管を有し、
この供給管が、液状の還元剤の回収時に液状の還元剤が水平方向又は下り方向に流れるように設けられていることを特徴とするエンジン排気浄化装置。
【請求項２】
前記添加手段は、トップフィードタイプのインジェクタであり、このインジェクタのノズルが排気通路下流側に向くように配置されている請求項１に記載のエンジン排気浄化装置。
【請求項３】
前記ノズルの先端が、水平又は上方に向くように配置されている請求項２に記載のエンジン排気浄化装置。
【請求項４】
前記ポンプは電動式ポンプであり、
更に、前記供給管とこの電動式ポンプの間には、この電動式ポンプによる液状の還元剤の圧送方向を前記添加手段の方向又は前記タンクの方向に切り替るための切替弁が設けられている請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のエンジン排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン排気浄化装置に係わり、特に、選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）を用いて排気に含まれるＮＯｘを還元するエンジン排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの排気通路にＳＣＲ触媒を設けて、エンジンの排気に含まれるＮＯｘを還元して排気を浄化するためのエンジン排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン排気浄化装置は、ＳＣＲ触媒よりも排気通路上流側に、排気に液状還元剤を添加する尿素添加弁と、タンクに取り付けられたポンプを備えており、排気通路のＳＣＲ触媒よりも上流側で、排気に尿素等の液状還元剤を添加するようになっている。このポンプは、タンク内の液状還元剤を尿素添加弁に供給し、さらに逆回転することによって排気通路内の尿素水を回収するようになっている。そしてこのようなエンジン排気浄化装置は、エンジンを駆動している間は、ポンプを駆動させて液状還元剤を排気に添加し、エンジンが停止したときは排気通路内及び供給管内で還元剤が凍結するのを防止するために、ポンプを逆回転させて排気通路内及び供給管内に残留している還元剤を回収するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０１５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のエンジン排気浄化装置によれば、エンジンを停止させたときに供給管内に残留している液状還元剤を十分に回収することができないという問題があった。そしてエンジンを停止させたときに供給管内に液状還元剤が残留して液状還元剤が凍結してその体積が膨張すると、供給管が破損してしまう。
【０００５】
このような問題を解決するために、液状還元剤の回収に使用するポンプの容量を大きくして、回収時の吸引力を増やすことも考えられる。しかしながら、上述のように液状還元剤の回収はエンジンが停止したときに行われるため、エンジンが停止しているときに大容量のポンプを駆動させると騒音や振動が発生するので好ましくない。
【０００６】
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、大容量のポンプを用いることなく、供給管内に残留している液状還元剤を十分に回収することができるエンジン排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、排気通路に設けられＮＯｘを還元する選択還元型触媒と、この選択還元型触媒よりもエンジンの排気通路上流側で、この排気通路を流れる排気中に液状の還元剤を添加する添加手段と、液状の還元剤を貯留するタンクから添加手段に液状の還元剤を供給し、さらに排気通路に残留した液状の還元剤を回収するためのポンプを添加手段と接続する供給管を有し、この供給管が、液状の還元剤の回収時に液状の還元剤が水平方向又は下り方向に流れるように設けられていることを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、還元剤の回収時に液状の還元剤は、供給管内を水平方向又は下り方向に流れるため、ポンプの出力を高めることなく供給管内に残留している還元剤を容易に回収することができる。
【０００８】
また、本発明において、好ましくは、添加手段は、トップフィードタイプのインジェクタであり、このインジェクタのノズルが排気通路下流側に向くように配置されている。
このように構成された本発明によれば、インジェクタを排気通路に沿って配置することができ、レイアウト性を確保することができる。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、ノズルの先端が、水平又は上方に向くように配置されている。
このように構成された本発明によれば、液状の還元剤の回収時にインジェクタ内に残留している液状の還元剤も回収することができると共に、回収を開始したときの液だれを防止することができる。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、ポンプは電動式ポンプであり、更に、供給管とこの電動式ポンプの間には、この電動式ポンプによる液状の還元剤の圧送方向を前記添加手段の方向又は前記タンクの方向に切り替るための切替弁が設けられている。
このように構成された本発明によれば、切替弁によって液状の還元剤の圧送方向を切り替えられるようになっているため、電動式ポンプの駆動方向を変えることなく液状の還元剤の供給及び回収を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明によれば、大容量のポンプを用いることなく、供給管内に残留している液状還元剤を十分に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置について説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置を示す平面図であり、図２は、本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置を車両後方から見た背面図である。
【００１３】
まず、図１及び図２に示すように、エンジン排気浄化装置１は、ディーゼルエンジン（図示せず）の排気を車両外部に排出するための排気通路３を備え、この排気通路３は、エンジンの排気が流れ込むようになっている排気管５と、排気管５と連結されている選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）７と、ＳＣＲ触媒７よりも排気通路下流側に設けられた酸化触媒９を備えている。また、エンジン排気浄化装置１は、排気管５内の排気に液状還元剤を添加するインジェクタ１１と、尿素水等の液状還元剤を貯留するタンク１３と、インジェクタ１１とタンク１３を連結しインジェクタ１１に液状還元剤を供給するための供給管１５を備える。
【００１４】
排気管５は、エンジンの排気口とＳＣＲ触媒７を接続するようになっており、エンジンの排気がＳＣＲ触媒７まで通れるようになっている。また、排気管５には、インジェクタ１１が取り付けられている。そして排気管５の排気通路下流側には、ＳＣＲ触媒７と、酸化触媒９が配設されている。
【００１５】
ＳＣＲ触媒７は、排気管５から流れ込んだ排気中に含まれるＮＯｘの還元反応を促進するものである。このＳＣＲ触媒７は、インジェクタ１１から噴射された尿素水が排気によって加水分解されて生成されたアンモニアを吸着して、排気が通過したときに排気中のＮＯｘを還元するようになっている。またＳＣＲ触媒７の排気通路下流側に配設された酸化触媒９は、余剰のアンモニアを酸化させて排気中から除去するようになっている。
【００１６】
インジェクタ１１は、排気管５を流れる排気に尿素水を添加するものであり、排気管５の下流側に向けて尿素水を噴射するように配置されている。このインジェクタ１１は、所謂トップフィード型のインジェクタによって構成されており、これによりインジェクタ１１を排気管５に沿って配置することができ、レイアウト性を確保することができる。また、尿素水を回収するときには、排気管５内の尿素水は、インジェクタ１１を通って供給管１５に流れ込むようになっており、供給管１５内を減圧することによって排気管５内の尿素水がインジェクタ１１を通して排気管５から回収されるようになっている。このインジェクタ１１のノズル（図示せず）は、水平又は上方に向くように配置されており、これにより尿素水の回収時にインジェクタ１１内に残留している尿素水も回収することができると共に、回収を開始したときの液だれを防止することができる。
【００１７】
タンク１３は、尿素水を貯留するものであり、貯留している尿素水を吸い上げるためのポンプユニット１７が取り付けられている。
【００１８】
図３は、ポンプユニット１７の構成を示すブロック図である。図３に示すように、ポンプユニット１７は、電動式ポンプ１９と、電動式ポンプ１９の吸入側に取り付けられたフィルタ２１と、圧力調整弁２３を備える。電動式ポンプ１９は、フィルタ２１を通してタンク１３内の尿素水を吸い上げて供給管１５に供給するとともに、供給管１５内を減圧して排気管５内及び供給管１５内の尿素水を回収するようになっている。電動式ポンプ１９と供給管１５の間には、電動式ポンプ１９による尿素水の圧送方向を切り替える切替弁２５が配設されており、切替弁２５によって尿素水の圧送方向を切り替えることにより、電動式ポンプ１９の駆動方向を変えることなく尿素水の供給及び回収を行えるようになっている。
【００１９】
また、図２に示すように、供給管１５は、尿素水の回収時に水平方向に尿素水が流れるように形成されている。具体的には供給管１５は、ポンプユニット１７から水平方向に延びてインジェクタ１１と連結されている。そしてこれにより、尿素水の回収時に尿素水はインジェクタ１１からポンプユニット１７まで水平方向に流れるようになり、電動式ポンプ１９の容量を大容量とすることなくタンク１３に戻すことができる。
【００２０】
以下、本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置１の動作について説明する。
エンジンの駆動時には、エンジン排気浄化装置１のポンプユニット１７は、タンク１３から尿素水を吸い上げて、供給管１５を通して尿素水をインジェクタ１１に供給する。そしてインジェクタ１１は、所定量の尿素水を排気管５に噴射する。尿素水は、排気管５を通る排気の熱によって加水分解されアンモニアが生成される。そしてアンモニアは、排気管５の排気通路下流側に配設されたＳＣＲ触媒７に吸着される。そして排気がＳＣＲ触媒７を通ると、排気中のＮＯｘは還元されて排気中のＮＯｘの含有量が低下する。そして酸化触媒９が余剰のアンモニアを酸化させて、排気を外部に排出する。
【００２１】
エンジンが停止すると、切替弁２５が作動して電動式ポンプ１９の圧送方向を切り替える。そしてインジェクタ１１のノズルを開弁状態に保持することで、排気管５内に残留している尿素水がノズルを通ってインジェクタ１１内に流れ込み、さらに供給管１５内及びポンプユニット１７を通ってタンク１３に戻される。そしてこのとき供給管１５内の尿素水の流れは、水平方向となるため、供給管１５内の尿素水は効率良くポンプユニット１７の方向に圧送されタンク１３に戻る。
【００２２】
このように本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置１によれば、大容量のポンプを用いることなく、供給管１５内に残留している尿素水を十分に回収することができる。
【００２３】
図４は、本実施形態の変形例によるエンジン排気浄化装置のタンク１３及び供給管２７を車両後方から見た背面図である。図４に示すように、供給管２７は、尿素水の回収時に下り方向に尿素水が流れるように形成されていてもよい。この場合、インジェクタ１１と供給管２７が連結されている箇所の高さ位置を、ポンプユニット１７と供給管２７が連結されている箇所の高さ位置よりも高くして、供給管２７が尿素水の回収方向において下り勾配を形成するようにする。これにより、尿素水の回収時に尿素水は、インジェクタ１１からポンプユニット１７まで下り方向に流れるようになる。このような供給管２７を設けることによって、より効率よく尿素水をタンク１３に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置の上面図である。
【図２】本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置を車両後方側から見た背面図である。
【図３】本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置のポンプユニットを示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例によるエンジン排気浄化装置を車両後方側から見た背面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    エンジン排気浄化装置
３    排気通路
５    排気管
７    ＳＣＲ触媒
１１    インジェクタ
１３    タンク
１５，２７    供給管
１７    ポンプユニット
１９    電動式ポンプ
２５    切替弁
【図１】
2010071239.tif 000003
【図２】
2010071239.tif 000004
【図３】
2010071239.tif 000005
【図４】
2010071239.tif 000006