(57)【要約】【課題】一つの貯蔵タンクで液体還元剤及び液肥の残量の管理をすることができる尿素水溶液供給システム、及びそのような尿素水供給システムを備えた農作機械を提供する。【解決手段】農作機械１０に備えられ、少なくとも尿素水溶液を液肥として散布するために用いる尿素水溶液供給システム２０において、尿素水溶液を貯蔵する貯蔵タンク２１と、貯蔵タンク２１内の尿素水溶液を送液する第１の送液部２３及び第２の送液部３１と、第１の送液部２３により送液された尿素水溶液を農作機械１０の内燃機関の排気通路１５に液体還元剤として噴射する還元剤噴射部２５と、第２の送液部３１により送液された尿素水溶液を液肥として散布する液肥散布部３３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
農作機械に備えられ、少なくとも尿素水溶液を液肥として散布するために用いる尿素水溶液供給システムにおいて、
尿素水溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンク内の尿素水溶液を送液する第１の送液部及び第２の送液部と、
前記第１の送液部により送液された尿素水溶液を前記農作機械の内燃機関の排気通路に液体還元剤として噴射する還元剤噴射部と、
前記第２の送液部により送液された尿素水溶液を液肥として散布する液肥散布部と、
を備えることを特徴とする尿素水溶液供給システム。
【請求項２】
前記第１の送液部又は前記第２の送液部の下流側に前記貯蔵タンクとは異なるサブタンクを備えることを特徴とする請求項１に記載の尿素水溶液供給システム。
【請求項３】
前記尿素水溶液が前記液体還元剤又は前記液肥のいずれか一方の用途として最適な濃度に調整されたものである場合に、
前記一方の用途とは異なる他方の用途として用いるための尿素水溶液を一旦蓄える前記サブタンクを前記第１の送液部又は前記第２の送液部の下流側に設け、
前記サブタンク内の尿素水溶液の濃度を前記他方の用途に最適な濃度に調整するための濃度調整手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の尿素水溶液供給システム。
【請求項４】
前記貯蔵タンク又は前記サブタンク内の尿素水溶液の濃度を検出するための濃度検知手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の尿素水溶液供給システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載された尿素水溶液供給システムを備えることを特徴とする農作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素水溶液供給システム及びそれを備えた農作機械に関するものである。特に、尿素水溶液を液肥として用いる場合における尿素水溶液供給システム及びそれを備えた農作機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンから排出される排気を浄化する排気浄化装置として、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯX）の還元反応を促進する還元触媒と、還元触媒よりも上流側の排気管内に液体還元剤を供給するための還元剤供給装置とを備えた排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、近年における排気浄化基準の高まりに伴い、農作機械においても排気中のＮＯX濃度の規制値が厳しくなってきている。そのために、農作機械にも上述のような排気浄化装置を搭載することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、農作時の液体肥料（液肥）や葉面散布剤として尿素水溶液を用いることができることは、すでに周知である。今後、農作機械に上述のような排気浄化装置を搭載することとなった場合に、液体還元剤用の貯蔵タンクと、液肥用の貯蔵タンクとをそれぞれ個別に備えることとすると、それぞれ個別に残量を管理して、個別に補給をする必要がある。
【０００６】
本発明の発明者はこのような問題にかんがみて、液体還元剤としての尿素水溶液と液肥としての尿素水溶液とを、一つの共用のタンクに貯蔵することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、液体還元剤及び液肥の残量の管理を一つの貯蔵タンクで行うことができる尿素水溶液供給システム、及びそのような尿素水供給システムを備えた農作機械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】
本発明によれば、農作機械に備えられ、少なくとも尿素水溶液を液肥として散布するために用いる尿素水溶液供給システムにおいて、尿素水溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の尿素水溶液を送液する第１の送液部及び第２の送液部と、前記第１の送液部により送液された尿素水溶液を前記農作機械の内燃機関の排気通路に液体還元剤として噴射する還元剤噴射部と、前記第２の送液部により送液された尿素水溶液を液肥として散布する液肥散布部と、を備えることを特徴とする尿素水溶液供給システムが提供され、上述した問題を解決することができる。
【０００８】
また、本発明の尿素水溶液供給システムを構成するにあたり、前記第１の送液部又は前記第２の送液部の下流側に前記貯蔵タンクとは異なるサブタンクを備えることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の尿素水溶液供給システムを構成するにあたり、前記尿素水溶液が前記液体還元剤又は前記液肥のいずれか一方の用途として最適な濃度に調整されたものである場合に、前記一方の用途とは異なる他方の用途として用いるための尿素水溶液を一旦蓄える前記サブタンクを前記第１の送液部又は前記第２の送液部の下流側に設け、前記サブタンク内の尿素水溶液の濃度を前記他方の用途に最適な濃度に調整するための濃度調整手段を備えることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の尿素水溶液供給システムを構成するにあたり、前記貯蔵タンク又は前記サブタンク内の尿素水溶液の濃度を検出するための濃度検知手段を備えることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの尿素水溶液供給システムを備えることを特徴とする農作機械である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の尿素水溶液供給システム及び農作機械は、液体還元剤及び液肥として用いられる尿素水溶液を貯蔵する貯蔵タンクを共用することとしている。したがって、尿素水溶液の残量管理が一つのタンクのみとなって、補給等の残量管理が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム及び農作機械の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム及び農作機械の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明にかかる尿素水溶液供給システム及び農作機械に関する実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
１．農作機械の全体的構成
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム２０、及び、それを備えた農作機械１０の構成を概略的に示す図である。
図１において、農作機械１０は、車両本体部１１及び牽引部１３から成る。車両本体部１１には図示しないディーゼルエンジン等の内燃機関が搭載されており、運転者によって運転操作が行われるものとなっている。また、牽引部１３は車両本体部１１に連結されて、車両本体部１１によって牽引されるものとなっている。
【００１６】
この農作機械１０には、尿素水溶液供給システム２０が備えられている。尿素水溶液供給システム２０は、貯蔵タンク２１と、第１の送液部２３と、還元剤噴射部２５と、第２の送液部３１と、液肥散布部３３とを有している。このうち、第１の送液部２３及び還元剤噴射部２５は、車両本体部１１に搭載された内燃機関の排気通路１５内に液体還元剤としての尿素水溶液を供給する還元剤供給装置を構成する。また、第２の送液部３１及び液肥散布部３３は、農作用の液肥あるいは葉面散布剤を散布する液肥散布装置を構成する。
【００１７】
車両本体部１１において排気通路１５内に供給される尿素水溶液は、排気中の窒素酸化物（ＮＯX）の還元反応に用いられる。具体的には、排気通路１５において、尿素水溶液が供給される位置よりも下流側には図示しない還元触媒が設けられ、供給された尿素水溶液が熱等によって分解して生成されたアンモニアが還元触媒中で排気中のＮＯXと反応し、ＮＯXが水や窒素に分解される。還元剤供給装置２０は公知の種々の態様のものを用いることができる。例えば、還元剤噴射弁によって排気通路１５内に尿素水溶液を直接噴霧する形式のものや、高圧エアを用いて尿素水溶液を霧状にして排気通路１５内に尿素水溶液を噴霧する形式のものが挙げられる。
【００１８】
還元剤供給装置２０においては、尿素水溶液の噴射量が少なすぎるとＮＯXの除去が不十分となる一方、尿素水溶液の噴射量が多すぎるとアンモニアが大気中に放出されるおそれがある。そのために、内燃機関の排気中に含まれるＮＯX量に応じて、適量の尿素水溶液が供給されるように、尿素水溶液の噴射量の制御が行われる。このとき、使用する尿素水溶液の濃度をあらかじめ決めておき、ＮＯX量に対応するアンモニア量が生成されるような適量の尿素水溶液が指示噴射量として算出されるようになっている。
【００１９】
第１の送液部２３は例えば電動ポンプや電磁ピストンポンプが用いられる。少なくとも、貯蔵タンク２１内の尿素水溶液を還元剤噴射部２５側に圧送できるものであればよい。また、還元剤供給装置は、第１の送液部２３の出力によって尿素水溶液の噴射量を調節するものであってもよいし、調量弁や還元剤噴射弁によって尿素水溶液の噴射量を調節するものであってもよい。
【００２０】
また、牽引部１３において散布される液肥あるいは葉面散布剤についても、使用する尿素水溶液の濃度があらかじめ決められている。また、液肥散布装置は、アンモニアを生成するものではなく緻密な噴射量制御を要しないために、第２の送液部２３は、少なくとも、貯蔵タンク２１内の尿素水溶液を液肥散布部３３側に圧送できるものであればよい。例えば電動ポンプや電磁ピストンポンプを用いることができる。液肥散布部３３は、例えば、所定幅で液肥を散布できるようにした散布ノズル等によって構成される。
【００２１】
本実施の形態の尿素水溶液供給システム２０は、第１の送液部２３及び第２の送液部３３によって貯蔵タンク２１内の尿素水溶液を直接的に還元剤噴射部２５及び液肥散布部３３に圧送し、液体還元剤及び液肥として供給するものとなっている。したがって、噴射量の計算を行わない液肥に最適な濃度の尿素水溶液を用いることとし、液体還元剤の噴射量はその濃度に基づいて決定されるようになっている。
【００２２】
通常、乗用車や商用車等の排気浄化装置に用いられる尿素水溶液は、凍結温度が最も低くなる濃度である３２．５％の尿素水溶液が用いられている。また、液肥や葉面散布剤として用いる尿素水溶液の濃度は３２．５％よりも高いことが一般的である。そのため、液肥に最適な濃度の尿素水溶液を用いる場合には、凍結温度が最低温度よりも高くなるが、冬季などの外気温度が低い時期に液肥や葉面散布剤を散布することは稀であるために、液肥に最適な濃度の尿素水溶液を用いるとしても凍結のおそれは少ない。
【００２３】
以上説明した本実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム２０、及び、それを備えた農作機械１０によれば、一つの貯蔵タンク２１内の尿素水溶液を液体還元剤及び液肥として用いることとし、貯蔵タンク２１を共用するものとなっている。したがって、尿素水溶液の残量管理が一つのタンクのみで可能になって、個別に補給する必要がなく、残量管理が容易になる。
【００２４】
なお、第１の実施の形態で説明した農作機械１０は、車両本体部１１と牽引部１３とから構成されているが、一体となったものでも構わない。また、還元剤噴射部２５が排気通路１５に設けられること以外、尿素水溶液供給システム２０の各構成要素がどの位置に配置されるかは限定されるものではない。
【００２５】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム、及び、農作機械は、メインとなる貯蔵タンク以外に、サブタンクを備えて構成されたものである。以下、第１の実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム、及び、農作機械の場合と異なる点を中心に説明する。
【００２６】
図２は、本実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム５０、及び、それを備えた農作機械の構成を概略的に示す図である。本実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム５０は、貯蔵タンク２１と、第１の送液部５７と、サブタンク５３と、濃度調整部６１と、第３の送液部５９と、還元剤噴射部５５と、第２の送液部３１と、液肥散布部３３とを有している。このうち、第１の送液部５７、サブタンク５３、濃度調整部６１、第３の送液部５９、還元剤噴射部５５が還元剤供給装置を構成する。また、第２の送液部３１及び液肥散布部３３が液肥散布装置を構成する。液肥散布装置については、第１の実施の形態にかかる尿素水溶液供給システムの場合と同様に構成することができる。
【００２７】
本実施形態において、還元剤供給装置は、貯蔵タンク２１内の尿素水溶液を一旦サブタンク５３内に貯留し、濃度調整部６１によって所望の濃度に調整するように構成されている。濃度調整部６１は、例えば、溶媒タンクと送液手段とによって構成され、サブタンク５３内の尿素水溶液が所望の濃度となるように適量の溶媒をサブタンク５３内に送液するものとして構成することができる。このとき、尿素水溶液の濃度を検出するための濃度センサをサブタンク５３に設け、検出される濃度が所望の濃度となるように濃度調整部６１によって濃度を調整するようにした場合には、液体還元剤の濃度が精度よく調整され、ＮＯXの浄化効率の低下、あるいは、アンモニアの放出を抑えることができる。
【００２８】
本実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム５０の場合、第１の送液部５１は、適宜の時期に自動であるいは手動により作動して貯蔵タンク２１内の尿素水溶液をサブタンク５３に移すことができるようになっていればよい。また、第３の送液部５９及び還元剤噴射部５５については、第１の実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム２０における第１の送液部２３及び還元剤噴射部２５と同様に構成すればよい。
【００２９】
以上説明した本実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム５０、及び、それを備えた農作機械によれば、主たる貯蔵タンク２１内の尿素水溶液を液体還元剤及び液肥として用いることとし、主たる貯蔵タンク２１を共用するものとなっている。したがって、尿素水溶液の残量管理が一つのタンクのみで可能になって、個別に補給する必要がなく、残量管理が容易になる。
【００３０】
また、本実施の形態にかかる尿素水溶液供給システム５０、及び、それを備えた農作機械では、第１の送液部５３の下流側にサブタンク５３を備え、サブタンク５３内の尿素水溶液の濃度を適宜調整することができるようになっている。したがって、液体還元剤及び液肥の濃度をそれぞれ最適な濃度として使用することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、液体還元剤として使用する尿素水溶液の濃度を調整する構成としているが、サブタンクを液肥散布装置側に設けて、液肥として使用する尿素水溶液の濃度を調整する構成とすることもできる。いずれの場合であっても、それぞれ最適な濃度の液体還元剤及び液肥の濃度を使用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０：農作機械、１１：車両本体、１３：牽引部、１５：排気通路、２０：尿素水溶液供給システム、２１：貯蔵タンク、２３：第１の送液部、２５：還元剤噴射部、２７：第１の還元剤供給管、２９：第２の還元剤供給管、３１：第２の送液部、３３：液肥散布部、３５：液肥供給管、５０：尿素水溶液供給システム、５３：サブタンク、５５：還元剤噴射部、５７：第１の送液部、５９：第３の送液部、６１：濃度調整部
【図１】
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【図２】
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