(57)【要約】【課題】  排気ガス中のＮＯｘを尿素水により還元浄化する内燃機関の排気ガス浄化装置における尿素水の凍結を効果的に防止するための尿素水配管構造の提供。【解決手段】  配管内の尿素水をエンジン冷却液により加熱する方式の排気ガス浄化装置において、前記尿素水配管の外周にエンジン冷却液配管を配置した二重管構造となしたことを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスに含まれるＮＯｘを尿素水により還元浄化する内燃機関の排気ガス浄化装置における前記尿素水配管であって、前記配管内の尿素水をエンジン冷却液により加熱する方式の尿素水配管において、前記尿素水配管の外周にエンジン冷却液配管を配置した構造となしたことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項２】
前記尿素水配管として、当該尿素水配管を二重管とし、内管に尿素水を、前記内管と外管との間にエンジン冷却液をそれぞれ通流させる構造となしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項３】
前記外管の少なくとも片端に前記内管の外径に略等しい内径を有する絞り部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項４】
前記外管の少なくとも片端に前記内管の外径に略等しい内径を有する貫孔を有する端部キャップが設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項５】
前記内管および／または外管の少なくとも一部が蛇腹管であることを特徴とする請求項２乃至４に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項６】
前記内管の少なくとも一部がフィンチューブであることを特徴とする請求項２乃至４に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項７】
前記尿素水配管の蛇腹管部および／またはフィンチューブ部に曲げ加工が施されていることを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項８】
前記内管と外管との間の少なくとも一部に樹脂製のアーマーを内装したことを特徴とする請求項２乃至４に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項９】
前記尿素水配管として、当該尿素水配管の外面にエンジン冷却液配管をスパイラル状に巻装した構造となしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項１０】
前記尿素水配管として、内管の外周面に長手方向に亘って設けた複数個からなる外方への突起壁を有し、該突起壁が外管の内周壁と弾圧係合した構成となしたことを特徴とする請求項２乃至４に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項１１】
前記弾圧係合個所が管軸方向に複数個設けられ、かつ該弾圧係合個所の周方向の位相が相互に異なることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項１２】
前記弾圧係合個所がろう付けまたは溶接されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【請求項１３】
前記尿素水配管をステンレスパイプで構成することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガスに含まれるＮＯｘを尿素水により還元浄化する内燃機関の排気ガス浄化装置に係り、より詳しくは尿素ＳＣＲシステム（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ、選択還元触媒方式の触媒コンバータシステム）において、寒冷時や極寒時における尿素水配管内の尿素水の凍結を防止するための排気ガス浄化装置用尿素水配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガスに含まれるＮＯｘを還元浄化する方法として、尿素水とＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ、選択還元触媒）方式の触媒コンバータによりＮＯｘを大幅に低減する方法が知られている。この尿素ＳＣＲ方式は、濃度が３２％程度の尿素水を還元剤とし、これを前記ＳＣＲ触媒コンバータに入る直前に排気ガスに混合させる方式であり、尿素は排気ガス中でアンモニアに変化し、ＳＣＲ触媒コンバータ内で排気ガス中のＮＯｘがアンモニアと結びついて水と無害な窒素に分解されるので、排気ガスのクリーン化に有望な技術とされている。しかしながら、尿素水は−１０℃付近で凍結してしまうので、寒冷時や極寒時には尿素水の供給不能となる実用上の重大な欠点をもつ。したがって、寒冷時や極寒時においても尿素ＳＣＲシステムを正常に作動させるためには、その寒冷時や極寒時に尿素水配管内の尿素水の凍結を防止する必要がある。
【０００３】
かかる対策として、尿素水を寒冷時や極寒時にその供給配管系において凍結から防止する手段を備えた内燃機関の排気ガス浄化装置が提案されている（特許文献１参照。）。この排気ガス浄化装置は、尿素水供給配管系の外表面の全体ないし主要部分にわたって電熱線（ヒーター）を配置し、その上に断熱材の包囲層を設け、尿素水の温度あるいは外気温度に応じて電熱線に通電し、尿素水の温度を凍結を防止するのに適切な温度範囲に維持する構成となした保温装置を備えたものである。また、特許文献２には、ＳＣＲ触媒と、排気ガスをＳＣＲ触媒に流入させる排気管と、排気ガスに尿素水等の還元剤等を供給する供給ノズルを備えたＳＣＲマフラーにおいて、前記還元剤等供給ノズルまたは排気管を、保温性の二重管構造としたものが提案されている。このＳＣＲマフラーの二重管構造の還元剤等供給ノズルは、外側または内側を二重管構造としたもので、その二重管構造の内部は、空洞状態か、もしくは保温性を高めるという観点から熱伝導性の低い保温材等で空間部を埋めた構造となしたものである。さらに、特許文献３には、エンジンの冷却液により尿素水を加熱する方式の加熱装置を備えた排気浄化装置が提案されている。この排気浄化装置は、エンジンの冷却液により貯蔵タンクに貯蔵される尿素水を加熱すべく、エンジンの冷却液配管を前記貯蔵タンク内に通過させる構成を採用したものである。
【特許文献１】特開２０００−２７６２７号公報
【特許文献２】特開２００５−２２６５２８号公報
【特許文献３】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１２７４７号明細書
【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、前記した従来の尿素ＳＣＲシステムにおける尿素凍結防止手段は、以下に記載する問題点がある。
すなわち、特許文献１に記載の排気ガス浄化装置における、尿素水供給配管系の外表面の全体ないし主要部分にわたって電熱線（ヒーター）を配置して尿素水の凍結を防止する保温装置は、尿素水供給配管に樹脂（ＰＴＦＥ）配管が用いられ、かつ該樹脂配管の外周に断熱材の包囲層と一体に組込まれた電熱線（ヒーター）が巻き付けられた構成となしているため、配管（樹脂管）自体が高価につくこと、電力を必要としかつスイッチ、ヒューズ（ブレーカー）、表示ランプ（ＬＥＤ）等の電気部品を必要とすること、排気関連装置の近傍に設置されるため樹脂管の熱影響等を考慮する必要があり、熱対策（高温の断熱・クリープ、沸騰防止（耐圧性）、低温での脆化）をこうじる必要があること、曲げ振動での電熱線の断線の危惧があること（剛性が低いため振幅が大きく他の部品等に干渉し易い）、アルカリ腐食があるためアルミ配管や銅配管を用いることができないこと（エアコン用配管等の応用（転用）は不可）等の問題点がある。また、特許文献２に記載の保温性の二重管構造とした還元剤等供給ノズルの場合は、ノズル内の尿素水の保温は可能であっても、尿素水供給配管は一重配管のままであるため尿素水の保温効果は極めて小さく、またノズル内の尿素水の保温のみが目的であるため、寒冷時や極寒時における尿素水供給配管内の尿素水の凍結防止効果はほとんど得られないという問題がある。さらに、特許文献３に記載のエンジンの冷却液により尿素水を加熱する方式の加熱装置の場合は、廃熱を利用して尿素水を加熱・昇温する方式であるから、尿素水の昇温に要するエネルギー消費を抑制することができるという利点が得られるが、この加熱装置はエンジンの冷却液配管を尿素水貯蔵タンク内に通過させる方式であるから、エンジンの冷却液配管を尿素水貯蔵タンク内に配設するための設置スペースを必要とし、かつ冷却液配管の設置コストも高くつき、また配管長さが長く重量も増すため自動車全体の重量増を招く等の好ましくない問題がある。
【０００５】
本発明は、前記した従来技術の問題にかんがみなされたもので、特に尿素水をエンジン冷却液により加熱する方式における問題点を解決し、低コストで優れた凍結防止効果が得られる内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造は、内燃機関の排気ガスに含まれるＮＯｘを尿素水により還元浄化する内燃機関の排気ガス浄化装置における前記尿素水配管であって、前記配管内の尿素水をエンジン冷却液により加熱する方式の尿素水配管において、前記尿素水配管の外周にエンジン冷却液配管を配置した構造となしたことを特徴とするものである。
また、本発明は、前記尿素水配管として、当該尿素水配管を二重管とし、内管に尿素水を、前記内管と外管との間にエンジン冷却液をそれぞれ通流させる構造となしたことを特徴とするものである。
この二重管構造の尿素水配管としては、外管の少なくとも片端に前記内管の外径に略等しい内径を有する絞り部が設けられていたり、あるいは外管の少なくとも片端に前記内管の外径に略等しい内径を有する貫孔を有する端部キャップが設けられていたり、また外管および／または内管の少なくとも一部が蛇腹管であったり、あるいは内管がフィンチューブであることを好ましい態様とするものである。
さらに、本発明に係る前記尿素水配管は、当該尿素水配管の外面にエンジン冷却液配管をスパイラル状に巻装した構造となしたり、あるいは前記内管と外管との間の少なくとも一部に樹脂製のアーマーを内装した構成となしたり、または内管の外周面に長手方向に亘って設けた複数個からなる外方への突起壁を有し、該突起壁が外管の内周壁と弾圧係合した構成となしたり、また前記弾圧係合個所が管軸方向に複数個設けられ、かつ該弾圧係合個所の周方向の位相が相互に異なる構造となし、さらに前記弾圧係合個所がろう付けまたは溶接されていることを好ましい態様とするものである。
本発明はまた、前記尿素水配管の内管および外管をステンレスパイプで構成することが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造は、前記したごとく尿素水配管内の尿素水をエンジン冷却液により加熱する方式の尿素水配管において、該尿素水配管の外周にエンジン冷却液配管を配置した、いわゆる二重管構造となしたことにより、尿素水配管内の尿素水をエンジン冷却液により効果的に加熱することができ、寒冷時や極寒時における尿素水配管内の尿素水の凍結防止に極めて有効であり、ＮＯｘの還元浄化のさらなる促進がはかられる。また、尿素水の昇温に要するエネルギー消費を抑制することができるのみならず、尿素水配管自体も高剛性化と低コスト化がはかられる等の優れた効果が得られ、極めて実用性に富むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の構成例を示す概略図、図２は同上装置における尿素水配管構造の第一実施例を一部省略して示す縦断面図、図３は同じく尿素水配管構造の第二実施例を一部省略して示す縦断面図、図４は同じく尿素水配管構造の第三実施例を一部省略して示す縦断面図、図５は同じく尿素水配管構造の第四実施例を一部省略して示す縦断面図、図６は同じく尿素水配管構造の第五実施例を一部省略して示す縦断面図、図７は同じく尿素水配管構造の第六実施例を一部省略して示す縦断面図、図８は同じく尿素水配管構造の第七実施例を一部省略して示す縦断面図、図８は同じく尿素水配管構造の第七実施例を一部省略して示す縦断面図、図９は同じく尿素水配管構造の第八実施例を一部省略して示す縦断面図、図１０は同じく尿素水配管構造の第九実施例を一部省略して示す縦断面図、図１１は同じく尿素水配管構造の第十実施例を一部省略して示す縦断面図、図１２は同じく尿素水配管構造の第十一実施例を一部省略して示す縦断面図、図１３は二重管構造の尿素水配管の断面構造を例示したもので、（ａ）は外管、内管が共に真円形パイプで構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｂ）は外管が真円形パイプ、内管が真円形以外のレーストラック形（楕円、長円）パイプで構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｃ）は外管がレーストラック形パイプ、内管が真円形パイプで構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｄ）は内管および外管が共に真円形パイプで構成され、かつ両管体の一部がレーストラック形状となすと共に、外管の傾斜面内壁に内管の傾斜面内壁が弾圧係合した尿素水配管構造を示す縦断面図、（ｅ）は外管および内管共にレーストラック形パイプで、内管が傾斜して対向する隅部が外管内壁に弾圧係合した状態をもって内挿構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｆ）は外管が真円形パイプ、内管が花形もしくは星形パイプで構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｇ）は尿素水配管の外面にエンジン冷却液配管をスパイラル状に巻装した構造の尿素水配管構造であって、尿素水配管の外面にスパイラル状に形成した凹溝にエンジン冷却液配管を嵌合させた尿素水配管構造を示す縦断面図であり、１はエンジン、２は排気管、３はＳＣＲ（触媒コンバータ）、４は尿素水タンク、５ａ、５ｂ、５ｃは尿素水配管（サクション配管、高圧配管、リターン配管等）、６は尿素水添加システム、７はインジェクター、８は噴射ノズル、５−１〜５−１１は尿素水供給配管、５−１ａ〜５−１１ａ、５−１２ａ〜５−１２ｇは内管、５−１ｂ〜５−１１ｂ、５−１３ａ〜５−１３ｇは外管、５−１ｃ〜５−９ｃはエンジン冷却液出入口、９は接続パイプ（ＰＴＦＥホース、ゴムホース等）、１０はクイックコネクタ、１１はクリップ（止め金）である。
【０００９】
図１に示す内燃機関の排気ガス浄化装置は、エンジン１の排気通路を構成する排気管２に、ＮＯｘを尿素水により還元浄化するＳＣＲ（触媒コンバータ）３が介装され、尿素水タンク４は尿素水配管５ａ（サクション配管）、尿素水添加システム６および尿素水配管５ｂ（高圧配管）を介して、ＳＣＲ（触媒コンバータ）３の排気上流に位置する排気管２内に設けられた噴射ノズル８に接続されており、尿素水添加システム６によりインジェクター７でコンプレッサー（図面省略）により加圧供給される圧縮空気に尿素水を混合して噴射ノズル８に供給噴射する構成となしたものである。なお、尿素水タンク４と尿素水添加システム６との間にはさらにリターン配管５ｃが設けられている。
【００１０】
図２〜図１１は図１に示す内燃機関の排気ガス浄化装置における尿素水供給配管５ａ〜５ｃの配管構造例を示したもので、以下、その配管構造を具体的に説明する。
まず図２に示す第一実施例の尿素水供給配管５−１の構造は、尿素水を通流させる内管５−１ａと、該内管５−１ａの外周に配置したエンジン冷却液を通流させる外管５−１ｂとからなる二重管構造となしたもので、外管５−１ｂの両端部は内管５−１ａの外径に略等しい内径まで絞り加工（プレス、スウェージング、スピニング等）されて内管５−１ａの外周にろう付けまたは溶接され、該外管５−１ｂの両端部付近にはエンジン冷却液出入口５−１ｃがろう付けまたは溶接されている。なお、内管５−１ａのタンク側接続端部には端末プレス加工にて形成された環状突起５−１ａ´の部分に接続パイプ（ＰＴＦＥホース、ゴムホース等）９がクリップ（止め金）１１にて止められて接続され、該接続パイプの他端には尿素水タンク４に接続するためのクイックコネクタ１０が装着されている。ちなみに、内管５−１ａと外管５−１ｂの外径寸法を例示すると、それぞれφ８またはφ６．４、φ１６である。
上記尿素水供給配管構造において、内管５−１ａ内を通流する尿素水タンク４内の尿素水は、エンジン冷却液出入口５−１ｃより外管５−１ｂ内に供給されるエンジン冷却液により加熱される。なお、エンジン冷却液出入口５−１ｃより外管５−１ｂ内に供給されたエンジン冷却液は、該外管５−１ｂのエンジン冷却液出入口５−１ｃと反対側の端部に設けられたエンジン冷却液出入口５−１ｂ（図面省略）より排出される。
【００１１】
図３に示す第二実施例の尿素水供給配管５−２の構造は、尿素水を通流させる内管５−２ａの少なくとも片端末部を図示のごとく絞り加工（プレス、スウェージング、スピニング等）にて絞った小径管部５−２ａ´とした以外は、前記図２に示すものと同様の二重管構造となしたもので、外管５−２ｂは内管５−２ａの外周にろう付けまたは溶接され、この外管５−２ｂの両端部付近にエンジン冷却液出入口５−２ｃがろう付けまたは溶接されている。なお、本実施例では、内管の少なくとも片端が小径であるため製造時に少なくとも小径に成形された該片端部側から外管に挿入するだけでセットすることができ、組立作業性が良い。
【００１２】
図４に示す第三実施例の尿素水供給配管５−３の構造は、尿素水を通流させる内管５−３ａの本体部の少なくとも一部を蛇腹管５−３ａ´で構成し、該内管５−３ａの外周に配置したエンジン冷却液を通流させる外管５−３ｂとからなる二重管構造となし、かつ一端が内管５−３ａの外径に略等しい内径まで絞り加工されて内管５−３ａの外周にろう付けまたは溶接され、他端を外管５−３ｂの端部にろう付けまたは溶接された端部キャップ５−３ｂ´にエンジン冷却液出入口５−３ｃをろう付けまたは溶接した構成となしたものである。ここで、蛇腹管５−３ａ´としては、長手方向において螺旋状の波曲面が形成されたものでもよいことはいうまでもない。なお、外管５−３ｂの反対側端部も、前記と同様に外管５−３ｂの端部にろう付けまたは溶接された端部キャップ５−３ｂ´（図面省略）にエンジン冷却液出入口５−３ｃ（図面省略）が取付けられた構成となしていることはいうまでもない。
この図４に示す第三実施例の尿素水供給配管構造の場合は、内管５−３ａの尿素水配管の少なくとも一部を蛇腹管５−３ａ´で構成したことにより、ストレート管の内管に比べて伝熱面積が増大し熱交換性能が向上するとともに、熱応力も緩和されるという効果が得られる。また、本実施例の場合は曲げ部を蛇腹管部とすると曲げ加工がし易く、かつ曲げ半径を小さくできるという利点もある。
【００１３】
図５に示す第四実施例の尿素水供給配管５−４の構造は、エンジン冷却液を通流させる外管５−４ｂの少なくとも一部を蛇腹管５−４ｂ´で構成した以外は、前記図４に示すものと同様の二重管構造となしたもので、一端が絞り加工されて内管５−４ａの外周にろう付けまたは溶接され、他端を外管５−４ｂの端部にろう付けまたは溶接された端部キャップ５−４ｂ”にエンジン冷却液入口５−４ｃをろう付けまたは溶接した構成となしたものである。ここで、蛇腹管５−４ｂ´としては、長手方向において螺旋状の波曲面が形成されたものでもよいことはいうまでもない。なお、本実施例の場合も前記と同様、外管５−４ｂの反対側端部も、外管５−４ｂの端部にろう付けまたは溶接された端部キャップ５−４ｂ”（図面省略）にエンジン冷却液出入口５−４ｃ（図面省略）が取付けられた構成となしていることはいうまでもない。
この図５に示す第四実施例の尿素水供給配管構造の場合は、外管５−４ｂの尿素水配管の少なくとも一部を蛇腹管５−４ｂ´で構成したことにより、ストレート管の外管に比べて熱応力が緩和されるという効果が得られる。また、本実施例においても曲げ部を蛇腹管部とすると曲げ加工がし易く、かつ曲げ半径を小さくできるという利点がある。
【００１４】
図６に示す第五実施例の尿素水供給配管５−５の構造は、尿素水を通流させる内管５−５ａの本体部の少なくとも一部をフィンチューブ５−５ａ´で構成し、該内管５−５ａの外周に配置したエンジン冷却液を通流させる外管５−５ｂとからなる二重管構造となし、かつ一端が絞り加工されて内管５−５ａの外周にろう付けまたは溶接され、他端を外管５−５ｂの端部にろう付けまたは溶接された端部キャップ５−５ｂ´にエンジン冷却液出入口５−５ｃをろう付けまたは溶接した構成となしたものである。ここで、前記フィンチューブ５−５ａ´としては、多数の円板形フィンを長手方向に間隔をおいて半径方向に突出形成したものや、管軸線に対してフィンをなだらかなピッチでスパイラル状に１条もしくは多条に形成したもの等を用いることもできる。また、前記フィンは円板やフープの外周や内周に切欠を形成したものや、中間部に孔を設けたもの等でもよい。なお、外管５−５ｂの反対側端部も、前記と同様に外管５−５ｂの端部にろう付けまたは溶接された端部キャップ５−５ｂ´（図面省略）にエンジン冷却液出入口５−５ｃ（図面省略）が取付けられた構成となしていることはいうまでもない。
この図６に示す第五実施例の尿素水供給配管構造の場合は、内管５−５ａの尿素水配管の少なくとも一部をフィンチューブ５−５ａ´で構成したことにより、ストレート管の内管に比べて伝熱面積が増大し熱交換性能が向上するとともに、曲げ部にフィンチューブを用いることにより、曲げ加工時に外管がフィンに当接して外管の扁平（楕円）化が緩和されるという効果が得られる。
【００１５】
図７に示す第六実施例の尿素水供給配管５−６の構造は、尿素水を通流させる内管５−６ａとエンジン冷却液を通流させる外管５−６ｂとからなる二重管構造であって、前記内管５−６ａと外管５−６ｂとの間に樹脂製のアーマー（緩撃材）５−６ｄをその内管５−６ａと外管５−６ｂの空間部の少なくとも一部に設け、かつ一端が絞り加工されて内管５−６ａの外周にろう付けまたは溶接され、他端を外管５−６ｂの端部にろう付けまたは溶接された端部キャップ５−６ｂ´にエンジン冷却液出入口５−６ｃをろう付けまたは溶接した構成となしたものである。ここで、前記アーマー（緩撃材）５−６ｄとしては、例えば樹脂製円板やスパイラルフープの外周や内周に切欠を形成したものや、中間部に孔を設けたもの、あるいは樹脂製のスパイラルワイヤ（螺旋構造のワイヤ、コイルスプリング状のもの）等でもよく、前記アーマーは内管５−６ａの外周および／または外管５−６ｂの内周に好ましくは接着して用い、スパイラルワイヤ（螺旋構造のワイヤ）は所望長さのものを内管５−６ａと外管５−６ｂの空間部に直線状もしくは螺旋状に１ないし複数個介挿して用いることができる。
この図６に示す第六実施例の尿素水供給配管構造の場合は、内管５−６ａと外管５−６ｂとの間に介在させた樹脂製のアーマー（緩撃材）５−６ｄの作用により、曲げ部で内管と外管が接近し、さらにエンジン振動や路面からの振動や衝撃等により当接してフレッティング摩耗を生じることを防止あるいは緩和するという効果が得られる。
【００１６】
図８に示す第七実施例の尿素水供給配管５−７の構造は、尿素水を通流させる内管５−７ａと、該内管５−７ａの外周に配置したエンジン冷却液を通流させる外管５−７ｂとからなる二重管構造であって、かつ一端が内管５−７ａの外径に略等しい内径まで絞り加工されて内管５−７ａの外周にろう付けまたは溶接され、他端を外管５−７ｂの端部にろう付けまたは溶接され、側壁部にエンジン冷却液出入口５−７ｃが設けられた板金プレス製の端部キャップ５−７ｂ´を用いて構成したものである。この尿素水供給配管構造の場合は、端部キャップ５−７ｂ´を板金プレス製としたことにより、安価でかつ軽量化できるという効果が得られる。
【００１７】
図９に示す第八実施例の尿素水供給配管５−８の構造は、端部キャップ５−８ｂ´をＳＣＳ１３等のステンレス鋳鋼のロストワックス製とした以外は、前記図８に示す尿素水供給配管構造とほぼ同様である。すなわち、尿素水を通流させる内管５−８ａと、該内管５−８ａの外周に配置したエンジン冷却液を通流させる外管５−８ｂとからなる二重管構造であって、かつ一端に内管５−８ａの外径に略等しい貫孔を設けて内管５−８ａの外周にろう付けまたは溶接され、他端を外管５−８ｂの端部にろう付けまたは溶接され、側壁部にエンジン冷却液出入口５−８ｃが設けられたロストワックス製の端部キャップ５−８ｂ´を用いて構成したものである。この尿素水供給配管構造の場合は、端部キャップ５−８ｂ´をロストワックス製としたことにより、高価で重いが形状精度に優れ、かつ表面が滑らかなことによりエンジン冷却液の流過抵抗が小さく流量を確保し易いという利点がある。
【００１８】
図１０に示す第九実施例の尿素水供給配管５−９の構造は、内管５−９ａおよび外管５−９ｂと、エンジン冷却液入口５−９ｃをすべて管軸方向に統一させたもので、尿素水を通流させる内管５−９ａと、該内管５−９ａの外周に配置したエンジン冷却液を通流させる外管５−９ｂとからなる二重管構造であって、前記内管５−９ａを外管５−９ｂの管軸線と偏心させて配置し、前記外管５−９ｂの端部に端部キャップ５−９ｂ´をろう付けまたは溶接して取付け、さらに前記外管５−９ｂの管軸線近傍に設けたエンジン冷却液出入口５−９ｃを有する、前記端部キャップ５−９ｂ´には内管５−９ａの外径に略等しい貫孔を設けて内管５−９ａの外周にろう付けまたは溶接して構成したものである。なお、エンジン冷却液出入口５−９ｃにはエンジン冷却液配管部品（図面省略）を螺合して接続できるようになっている。
【００１９】
図１１に示す第十実施例の尿素水供給配管５−１０の構造は、曲げ加工がし易いように曲げ部を蛇腹管部としたもので、前記図４に示す蛇腹管部付き内管５−１０ａと前記図５に示す蛇腹管部付き外管５−１０ｂを組合わせた構成となしたものである。すなわち、尿素水を通流させる内管５−１０ａの少なくとも曲げ加工部を蛇腹管部５−１０ａ´とし、該内管５−１０ａの外周に配置したエンジン冷却液を通流させる外管５−１０ｂの少なくとも曲げ加工部を蛇腹管部５−１０ｂ´とした二重管構造である。この尿素水供給配管構造の場合は、前記したごとく曲げ部が蛇腹管部となっているので曲げ半径を小さくできると共に曲げ加工がし易く作業性が良いという利点がある。
【００２０】
図１２に示す第十一実施例の尿素水供給配管５−１１の構造は、曲げ加工時の外管の扁平（楕円）化を緩和するために内管の曲げ部をフィンチューブ部としたもので、前記図６に示すフィンチューブ付き内管５−１１ａと、ストレートパイプからなる外管５−１１ｂを組み合わせた構成となしたものである。すなわち、尿素水を通流させる内管５−１１ａの少なくとも曲げ加工部をフィンチューブ５−１１ａ´とし、該内管５−１１ａの外周にエンジン冷却液を通流させる外管５−１１ｂを配置して構成した二重管構造である。この尿素水供給配管構造の場合は、前記したごとく曲げ部にフィンチューブを用いているので、曲げ加工時に外管５−１１ｂがフィンチューブ部のフィンに当接して外管５−１１ｂの扁平（楕円）化が防止されるという利点がある。
【００２１】
次に、図１３に示す本発明の二重管構造の尿素水配管の断面構造例について説明する。
（ａ）は尿素水を通流させる内管５−１２ａとエンジン冷却液を通流させる外管５−１３ａが共に真円形パイプで構成された尿素水配管構造である。（ｂ）は尿素水を通流させる内管５−１２ｂが真円形以外の場合であってレーストラック形（楕円、長円）パイプを使用し、エンジン冷却液を通流させる外管５−１３ｂが真円パイプで構成され、かつ内管５−１２ｂの外周面の一部が外管５−１３ｂの内周面に弾圧部１２ｂ−１３ｂをもって係合した状態に外管５−１３ｂに内挿構成された尿素水配管構造である。（ｃ）は尿素水を通流させる内管５−１２ｃが真円形パイプ、エンジン冷却液を通流させる外管５−１３ｃがレーストラック形パイプで構成され、内管５−１２ｃの外周面の一部が外管５−１３ｃの内周面に弾圧部１２ｃ−１３ｃをもって係合した状態に外管１３ｃに内挿構成された尿素水配管構造である。（ｄ）は尿素水を通流させる内管５−１２ｄとエンジン冷却液を通流させる外管５−１３ｄが共に真円形パイプで構成され、かつ両管体の一部がレーストラック形状となすと共に、外管５−１３ｄの傾斜面に内管５−１３ｄの傾斜面が弾圧部１２ｄ−１３ｄをもって係合した状態にて外管５−１３ｄに内挿構成された尿素水配管構造である。（ｅ）は尿素水を通流させる内管５−１２ｅおよびエンジン冷却液を通流させる外管５−１３ｅが共にレーストラック形パイプであって、かつ内管５−１２ｅが傾斜して対向する隅部が外管５−１３ｅの内壁に弾圧部１２ｅ−１３ｅをもって係合した状態に外管５−１３ｅに内挿構成された尿素水配管構造である。（ｆ）は尿素水を通流させる内管５−１２ｆが花形もしくは星形パイプで構成され、エンジン冷却液を通流させる外管５−１３ｆが真円形パイプで構成され、内管５−１２ｆの突起部の最外周部の一部が外管５−１３ｆの内周面に弾圧部１２ｆ−１３ｆをもって係合した状態に外管５−１３ｆに内挿構成された尿素水配管構造である。なお、前記（ａ）〜（ｄ）の尿素水配管構造においては、内管５−１２ａ〜５−１２ｆを外管５−１３ａ〜５−１３ｆに弾圧係合させた場合を例示したが、この弾圧係合部はろう付けにより固着してもよく、また、弾圧係合部を管軸方向に複数個設ける場合は、該弾圧係合部の周方向の位相を相互に異ならせて構成してもよい。（ｇ）は尿素水を通流させる内管５−１２ｇの外面にエンジン冷却液を通流させる外管５−１３ｇをスパイラル状に巻装した構造であって、内管５−１２ｇの外面にスパイラル状に形成した凹溝５−１２ｇ´に外管５−１３ｇを嵌合させ、ろう付けまたは溶接した尿素水配管構造である。
【００２２】
なお、前記した本発明の二重管構造の尿素水配管の材質としては、尿素水のアルカリ腐食性、剛性、耐圧性、耐熱性等を考慮すると、ステンレス鋼製が好ましい。ただし、ステンレスパイプの場合は、従来の樹脂管に比べ重量が増すが強度は向上するので、内管および外管、その他の構成部品のサイズ（外径、内径、肉厚、長さ等）については機能を考慮して適宜設定する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置用尿素水配管構造は、前記したごとく尿素水配管内の尿素水をエンジン冷却液により加熱する方式の尿素水配管において、該尿素水配管の外周にエンジン冷却液配管を配置した、いわゆる二重管構造となしたことにより、尿素水配管内の尿素水をエンジン冷却液により効果的に加熱することができ、寒冷時や極寒時における尿素水配管内の尿素水の凍結防止に極めて有効であり、ＮＯｘの還元浄化のさらなる促進がはかられる。また、尿素水の昇温に要するエネルギー消費を抑制することができるのみならず、尿素水配管自体も高剛性と低コスト化がはかられる等の優れた効果が得られ、極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の構成例を示す概略図である。
【図２】同上装置における尿素水配管構造の第一実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図３】同じく尿素水配管構造の第二実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図４】同じく尿素水配管構造の第三実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図５】同じく尿素水配管構造の第四実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図６】同じく尿素水配管構造の第五実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図７】同じく尿素水配管構造の第六実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図８】同じく尿素水配管構造の第七実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図９】同じく尿素水配管構造の第八実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図１０】同じく尿素水配管構造の第九実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図１１】同じく尿素水配管構造の第十実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図１２】同じく尿素水配管構造の第十一実施例を一部省略して示す縦断面図である。
【図１３】本発明に係る二重管構造の尿素水配管の断面構造を例示したもので、（ａ）は外管、内管が共に真円形パイプで構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｂ）は外管が真円形パイプ、内管が真円形以外のレーストラック形（楕円、長円）パイプで構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｄ）は内管および外管が共に真円形パイプで構成され、かつ両管体の一部がレーストラック形状となすと共に、外管の傾斜面内壁に内管の傾斜面内壁が弾圧係合した尿素水配管構造を示す縦断面図、（ｃ）は外管がレーストラック形パイプ、内管が真円形パイプで構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｅ）は外管および内管共にレーストラック形パイプで、内管が傾斜して対向する隅部が外管内壁に弾圧係合した状態をもって内挿構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｆ）は外管が真円形パイプ、内管が花形もしくは星形パイプで構成された尿素水配管構造を示す横断面図、（ｇ）は尿素水配管の外面にエンジン冷却液配管をスパイラル状に巻装した構造の尿素水配管構造であって、尿素水配管の外面にスパイラル状に形成した凹溝にエンジン冷却液配管を嵌合させた尿素水配管構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  エンジン
２  排気管
３  ＳＣＲ（触媒コンバータ）
４  尿素水タンク
５ａ、５ｂ、５ｃ  尿素水配管
５−１〜５−１１  尿素水供給配管
５−１ａ〜５−１１ａ、５−１２ａ〜５−１２ｇ  内管
５−１ｂ〜５−１１ｂ、５−１３ａ〜５−１３ｇ  外管
１２ｂ−１３ｂ〜１２ｆ−１３ｆ  弾圧部
５−１ｃ〜５−９ｃ  エンジン冷却液入口
６  尿素水添加システム
７  インジェクター
８  噴射ノズル
９  接続パイプ（ＰＴＦＥホース、ゴムホース等）
１０  クイックコネクタ
１１  クリップ（止め金）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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