(57)【要約】【課題】ポンプモジュールのフィルタ交換時などに液だれする液体還元剤又はその前駆体が下方の部品に影響しないようにした排気浄化装置を提案する。【解決手段】エンジン排気管１４に配設された還元触媒と、該還元触媒の排気上流へ液体還元剤又はその前駆体を噴射するノズルと、還元剤タンクに貯蔵された液体還元剤又はその前駆体を吸い込んで圧送するポンプモジュール２６と、該ポンプモジュールから圧送される液体還元剤又はその前駆体の噴射流量を制御して前記ノズルへ送る添加モジュールと、ポンプモジュール２６の下方に設置された還元剤受け皿４０と、を含んだ構成とすることを特徴とする。【選択図】図２
2008240700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気管に配設された還元触媒と、
該還元触媒の排気上流へ液体還元剤又はその前駆体を噴射するノズルと、
還元剤タンクに貯蔵された液体還元剤又はその前駆体を吸い込んで圧送するポンプモジュールと、
該ポンプモジュールから圧送される液体還元剤又はその前駆体の噴射流量を制御して前記ノズルへ送る添加モジュールと、
前記ポンプモジュールの下方に設置された還元剤受け皿と、
を含んで構成されることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記還元剤受け皿に設けられて液体還元剤又はその前駆体を検出し、警報を出すために利用されるセンサをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記還元剤受け皿は、ドレイン管を底壁に接続してあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記還元剤受け皿は、底壁が、前記ドレイン管に連通する排液孔に向けて傾斜していることを特徴とする請求項３記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記還元剤受け皿は、側壁の排液孔に連通する溝を形成した断面コ字状のドレイン部材を前記側壁に接続してあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体還元剤又はその前駆体を用いてエンジン排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元除去する排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン排気管に配設されたＮＯｘ還元触媒の排気上流に、液体還元剤又はその前駆体を噴射供給し、排気中のＮＯｘと還元剤とを触媒還元反応させて、ＮＯｘを無害成分に浄化処理する排気浄化装置が提案されている。このような排気浄化装置において、還元剤タンクに貯蔵された液体還元剤又はその前駆体は、これを吸い込んで圧送するポンプモジュール及びその噴射流量を制御する添加モジュールを経由して、排気管に配設された噴射ノズルへ供給され、ＮＯｘ還元触媒の排気上流に噴射供給される。
【０００３】
これら排気浄化装置を構成する各要素は、たとえば特開２００６−１２３７１７号公報（特許文献１）に示されるようなレイアウトで車両に配置される。中でも、排気浄化装置のポンプモジュール（特許文献１では還元剤供給装置内にある）は、内蔵したフィルタの交換作業を行う必要があることから、エンジンルーム内でも比較的上方に配置され、その下に排気管その他の部品が位置することが多い。
【特許文献１】特開２００６−１２３７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ポンプモジュールのフィルタ交換時には、液体還元剤又はその前駆体の液だれが避けられないが、上記従来のレイアウトの場合、ポンプモジュールの下にレイアウトされた部品に、その液だれした液体還元剤又はその前駆体が付着する可能性がある。付着した液体還元剤又はその前駆体が乾燥して溶質が結晶状に析出すると見栄えが悪くなるので、改善しておくべきである。
【０００５】
本発明はこのような背景に鑑みたもので、ポンプモジュールのフィルタ交換時などに液だれする液体還元剤又はその前駆体が下方の部品に影響しないようにした排気浄化装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的のため、請求項１記載の発明では、排気浄化装置は、エンジン排気管に配設された還元触媒と、該還元触媒の排気上流へ液体還元剤又はその前駆体を噴射するノズルと、還元剤タンクに貯蔵された液体還元剤又はその前駆体を吸い込んで圧送するポンプモジュールと、該ポンプモジュールから圧送される液体還元剤又はその前駆体の噴射流量を制御して前記ノズルへ送る添加モジュールと、前記ポンプモジュールの下方に設置された還元剤受け皿と、を含んだ構成としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記還元剤受け皿の所定位置に設けられて液体還元剤又はその前駆体を検出し、警報を出すために利用されるセンサをさらに含むことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記還元剤受け皿は、ドレイン管を底壁に接続してあることを特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記還元剤受け皿は、底壁が、前記ドレイン管に連通する排液孔に向けて傾斜していることを特徴とする。
【０００８】
請求項５記載の発明では、前記還元剤受け皿は、側壁の排液孔に連通する溝を形成した断面コ字状のドレイン部材を前記側壁に接続してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、ポンプモジュールの下方に還元剤受け皿を設置したことにより、フィルタ交換時などにたれた液体還元剤又はその前駆体をその還元剤受け皿で受け止めて、還元剤受け皿よりも下に位置している部品への付着を防止することができる。加えて、下方に排気管等の熱源部品が位置している場合に、その熱源から立ち上ってくる熱気を受け流す盾として作用し、ポンプモジュールの温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、フィルタ交換時以外に還元剤受け皿に漏れ出してきた液体還元剤又はその前駆体をセンサにより検出することができるので、液漏れの警報を出してユーザに知らせることができる。。
請求項３記載の発明によれば、ドレイン管を底壁に接続することにより、還元剤受け皿にたれた液体還元剤又はその前駆体を、下方に部品のない所までドレイン管で導いて排出することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明によれば、底壁を排液孔に向け傾斜させ、たとえば漏斗状にすることで、液だれした液体還元剤又はその前駆体の排出を促し、且つ、下方に排気管等の熱源部品が位置している場合に、傾斜させた低壁が、その熱源から立ち上ってくる熱気を受け流す流線形の盾として作用し、ポンプモジュールの温度上昇を抑制することができる。
請求項５記載の発明によれば、側壁に接続したドレイン部材により、還元剤受け皿にたれた液体還元剤又はその前駆体を、下方に部品のない所まで導いて排出することができ、さらに、当該ドレイン部材が、溝をなす上部開口の断面コ字状としてあることにより、該溝が埃などで詰まった場合に簡単に掃除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、液体還元剤の前駆体としての尿素水溶液を使用し、エンジン排気中のＮＯｘを還元浄化する排気浄化装置の全体構成を示す。
エンジン１０の排気マニフォールド１２に接続される排気管１４には、排気流通方向に沿って、一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）へと酸化させる窒素酸化触媒１６と、尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズル１８と、尿素水溶液を加水分解して得られるアンモニアを使用してＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元触媒２０と、ＮＯｘ還元触媒２０を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒２２と、がそれぞれ配設される。一方、還元剤タンク２４に貯蔵される尿素水溶液は、尿素水溶液を吸い込んで圧送するポンプモジュール２６及びその噴射流量を制御する添加モジュール２８を経由して、噴射ノズル１８に供給される。
【００１３】
ポンプモジュール２６にはＥＣＵ（電子制御ユニット）３０が備えられており、エンジン１０の各種制御を行うエンジンＥＣＵ３２から、ＣＡＮ（Controller Area Network）などを介して、エンジン運転状態を示す信号が入力される。当該入力信号に従ってＥＣＵ３０は、ポンプモジュール２６及び添加モジュール２８を制御して、噴射ノズル１８から適切な尿素水溶液の噴射供給を実行する。
【００１４】
かかる排気浄化装置において、噴射ノズル１８から噴射供給された尿素水溶液は、排気及び排気中の水蒸気を利用して加水分解され、アンモニアへと転化される。転化されたアンモニアは、ＮＯｘ還元触媒２０において排気中のＮＯｘと反応し、水（Ｈ２Ｏ）及び窒素（Ｎ２）へと転化されることは知られたことである。このとき、ＮＯｘ還元触媒２０におけるＮＯｘ浄化効率を向上させるべく、窒素酸化触媒１６によりＮＯがＮＯ２へと酸化され、排気中のＮＯとＮＯ２との比率が還元反応に適したものに改善される。一方、ＮＯｘ還元触媒２０を通過したアンモニアは、その排気下流に配設されたアンモニア酸化触媒２２により酸化されるので、アンモニアがそのまま大気中に放出されることが防止される。
【００１５】
図２〜図４に、車両のフレームＦに組み付けられた状態のポンプモジュール２６と、その下方に設置された還元剤受け皿４０を示す。
還元剤受け皿４０の下方には、枠部材によりフレームＦに組み付けられたリザーバタンクＲＴが位置しており、さらにその下には、排気管１４も位置している。
還元剤受け皿４０は、尿素水溶液に対する腐食耐性をもつステンレス製で、底壁４１と、該側壁４１の両側部を上方へ折り曲げてなる側壁４２，４３と、を備えている。また、フレームＦ側の基端部４４及びその反対側の先端部（自由端部）４５も上方へ折り曲げて、フランジ部分を形成してある。両側壁４２，４３の基端部分は、内側に折り曲げた固定壁部としてあり、ボルト４６にてフレームＦに固定される。
【００１６】
底壁４１の先端寄りの部分は、リザーバタンクＲＴを組み付けている枠部材から立設した二本の固定柱４７によって下支えされており、該固定柱４７に螺合するボルト４８により上から締め付けて固定されている。固定柱４７で下から支持することにより、低壁４１は、フレームＦ側の基端部４４へ向かって下り坂となるようにしてある。そして、この基端部４４の近接部位にドレイン管４９が接続され、これに連通する排液孔４９’が底壁４１に開口している。ドレイン管４９は底壁４１から延びて途中で曲折し、下方にリザーバタンクＲＴ及び排気管１４の無い所まで延びている。
【００１７】
ポンプモジュール２６のフィルタ交換時に液だれした尿素水溶液は、還元剤受け皿４０により受け止められ、ドレイン管４９を通して下方に部品の無い所まで導かれて排出される。したがって、下方に位置したリザーバタンクＲＴ及び排気管１４への付着が防止される。また、下方に排気管１４等の熱源部品が位置している場合に、還元剤受け皿４０が、その熱源から立ち上ってくる熱気を受け流す盾として作用し、ポンプモジュール２６の温度上昇を抑制することができる。
【００１８】
以上では、ドレイン管４９を設けた還元剤受け皿４０を示しているが、ドレイン管４９の無いものとすることも可能である。この場合は、フィルタ交換後に、還元剤受け皿４０を水洗いしておく必要がある。また、図２及び図３に点線で示すように、還元剤受け皿４０の側壁４２に、風防などとして機能するカバーを増設することも可能である。
図５〜図７に、還元剤受け皿の応用例を示す。
【００１９】
図５に示す例は、還元剤受け皿４０に、尿素水溶液を検出して警報を出すために利用するセンサ５０を設けた例である。図示の場合、ドレイン管４９にセンサ５０を設置している。センサ５０を設けることにより、フィルタ交換時以外に還元剤受け皿４０に漏れ出してきた尿素水溶液を検出することができるので、液漏れの警報を出してユーザに知らせることができる。センサ５０の設置位置は、ドレイン管４９に限らず、底壁４１の上面における排液孔４９’の近辺などに設置しても良い。
【００２０】
図６に示す例は、側壁４３（又は４２）に、上部を開口とした断面コ字状のドレイン部材５１を接続し、該ドレイン部材５１による排液用の溝を、側壁４３に開けた排液孔５１’に連通させた例である。本例の場合、底壁４１に液だれした尿素水溶液は、下方に部品のない所までドレイン部材５１の溝により導かれて排出される。ドレイン部材５１は、上部が開口した断面略コ字状の溝形であるので、該ドレイン部材５１の溝が埃などで詰まった場合に、簡単に掃除することができる。
【００２１】
図７に示す例は、底壁４１を、排液孔４９’へ向けて下方へ傾斜させた例である。図示の例の場合、排液孔４９’を底壁４１の中央部分に設けることにより、底壁４１を漏斗状に形成し、その漏斗状最下部にドレイン管４９を接続している。本例によれば、液だれした液体還元剤又はその前駆体の排出を促すと共に、下方に排気管１４等の熱源部品が位置している場合に、漏斗状を呈する低壁４１が、その熱源から立ち上ってくる熱気を矢示のごとく受け流す流線形の盾として作用し、ポンプモジュール２６の温度上昇を抑制することができる。底壁４１の傾斜形状は、漏斗状に限らず、下方を頂点とした三角錐などその他各種形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る排気浄化装置の構成図。
【図２】ポンプモジュール及び還元剤受け皿の配置を示した斜視図。
【図３】ポンプモジュール及び還元剤受け皿の配置を示した側面図。
【図４】ポンプモジュール及び還元剤受け皿の配置を示した前面図。
【図５】還元剤受け皿の第１の応用例を示した説明図。
【図６】還元剤受け皿の第２の応用例を示した説明図。
【図７】還元剤受け皿の第３の応用例を示した説明図。
【符号の説明】
【００２３】
２６  ポンプモジュール
４０  還元剤受け皿
４１  底壁
４２，４３  側壁
４９  ドレイン管
４９’排液孔
５０  センサ
５１  ドレイン部材
５１’排液孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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