專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，具體地說(shuō)，是在還原劑中使用氨或氨前體，將從車載柴油發(fā)動(dòng)機(jī)及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等排出的氮氧化物(下面稱為“NOx”)凈化的排氣凈化裝置。特別涉及通過(guò)改進(jìn)還原劑供給系統(tǒng)而使該排氣凈化裝置保持其本來(lái)的功能并且更合理化。
背景技術(shù)：
之前，提出了下面的排氣凈化裝置作為用于凈化從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的有害成分中的、特別是NOx的裝置。
該裝置包含有設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通路上的還原催化劑，把還原劑供給到該還原催化劑的上游，使排氣中的NOx與該還原劑反應(yīng)，從而使NOx無(wú)害化。供給的還原劑以常溫液體的狀態(tài)儲(chǔ)存在儲(chǔ)存箱內(nèi)，從噴嘴中噴出所需量的還原劑。還原劑通常是采用尿素，該尿素通過(guò)加水分解等反應(yīng)容易產(chǎn)生與NOx反應(yīng)性良好的氨。在儲(chǔ)存箱內(nèi)，除了該尿素的水溶液外，也可以儲(chǔ)存氨水溶液或其它的還原劑水溶液。在寒冷期，還原劑水溶液容易凍結(jié)，鑒于這一點(diǎn)，配設(shè)有用于對(duì)還原劑儲(chǔ)存箱以及供給配管系統(tǒng)的整體或主要部分加熱的電熱線。
專利文獻(xiàn)日本特開(kāi)2000-027627號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，上述的排氣凈化裝置存在以下問(wèn)題。該裝置中，當(dāng)還原劑水溶液中所含的還原劑濃度發(fā)生了變化，但駕駛者還不知道這一變化而使發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)排氣的氨添加量偏離了適當(dāng)值，有可能不能得到預(yù)期的NOx凈化率。尤其是， 當(dāng)還原劑與水的混合比例(即濃度)不適當(dāng)、或者有異種水溶液混入或還原劑的余量不足等時(shí)，若仍使發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，則可能會(huì)引起NOx的大量排出。
另外，使用尿素水等凝固點(diǎn)低于水的還原劑水溶液時(shí)，在寒冷期，水分比還原劑水溶液先達(dá)到凝固點(diǎn)，先產(chǎn)生了水分的凍結(jié)。因此，從儲(chǔ)存箱的壁面近旁、即從儲(chǔ)存箱內(nèi)的尿素水的外側(cè)，水分開(kāi)始凍結(jié)，在儲(chǔ)存箱中央部尿素水濃縮，則被取入到供給配管系統(tǒng)內(nèi)的尿素水的濃度漸漸增大。在這種情形下若仍然繼續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，則不僅NOx凈化率降低，而且過(guò)剩的氨有可能會(huì)通過(guò)還原催化劑排放到大氣中。
上述的排氣凈化裝置中，作為寒冷期的對(duì)策，是對(duì)還原劑儲(chǔ)存箱及供給配管系統(tǒng)進(jìn)行加熱，防止還原劑水溶液的凍結(jié)。但是，一旦發(fā)生了水分凍結(jié)時(shí)，由于不知道還原劑的濃度變化，所以不能避免上述問(wèn)題。
另一方面，在酷暑期，受到路面的熱的輻射等，再加上從發(fā)動(dòng)機(jī)和消音器散發(fā)的熱，儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑有時(shí)會(huì)暴露于規(guī)定或規(guī)定以上溫度的高溫下。這時(shí)，可能會(huì)從儲(chǔ)存箱或供給配管系統(tǒng)內(nèi)的還原劑水溶液中產(chǎn)生微量的氨系氣體。
本發(fā)明的目的是，設(shè)置用于檢測(cè)儲(chǔ)存于儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑濃度的濃度檢測(cè)裝置，將其檢測(cè)出的濃度作為基礎(chǔ)信息，實(shí)施適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)處置，使排氣凈化裝置適當(dāng)?shù)剡\(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，本發(fā)明的目的是，作為寒冷期對(duì)策，設(shè)置對(duì)儲(chǔ)存箱或供給配管系統(tǒng)內(nèi)的還原劑進(jìn)行加熱的裝置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)還原劑的穩(wěn)定供給以及由濃度檢測(cè)裝置進(jìn)行的濃度的穩(wěn)定檢測(cè)。
另外，本發(fā)明的目的是，作為酷暑期對(duì)策，設(shè)置對(duì)還原劑儲(chǔ)存箱或供給配管系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的裝置，防止儲(chǔ)存箱或供給配管系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生氨。
本發(fā)明提供發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置。
本發(fā)明的一技術(shù)方案中，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路上設(shè)置促進(jìn)氮氧化物還原的還原催化劑，將用于使排氣中的氮氧化物還原的還原劑從儲(chǔ)存箱供給到該還原催化劑的上游。在儲(chǔ)存箱內(nèi)設(shè)置檢測(cè)該還原劑濃度的裝置，并且設(shè)置對(duì)儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑進(jìn)行加熱的裝置。
另外，本發(fā)明的另一技術(shù)方案中，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路中設(shè)置促進(jìn)氮氧化物還原的還原催化劑，將用于使排氣中的氮氧化物還原的還原劑從儲(chǔ)存箱供給到該還原催化劑的上游。在儲(chǔ)存箱內(nèi)設(shè)置檢測(cè)該還原劑濃度的裝置，并且設(shè)置用于對(duì)儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑進(jìn)行冷卻的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案，將由濃度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的還原劑濃度用作為基礎(chǔ)信息，根據(jù)該信息判斷排氣凈化裝置是否正常地發(fā)揮功能，若未正常發(fā)揮功能，可以采取必要的應(yīng)對(duì)措施，抑制NOx的放出。另外，在寒冷期，用加熱裝置對(duì)儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑進(jìn)行加熱，防止其凍結(jié)，這樣，可以穩(wěn)定地供給還原劑，并且可以由濃度檢測(cè)裝置穩(wěn)定地檢測(cè)還原劑的濃度。即使萬(wàn)一儲(chǔ)存箱壁面近旁的水分發(fā)生凍結(jié)、并且儲(chǔ)存箱中央部還原劑的濃度上升時(shí)，通過(guò)濃度檢測(cè)裝置可以檢測(cè)出該變化，可保持排氣凈化裝置的正常功能。
另外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，根據(jù)濃度信息保持排氣凈化裝置的正常功能，并且，在酷暑期，當(dāng)儲(chǔ)存箱被來(lái)自路面的輻射熱及發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣熱加熱了時(shí)，用冷卻裝置冷卻儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑，可以防止產(chǎn)生氨系氣體。即使由于氨系氣體的發(fā)生而萬(wàn)一導(dǎo)致了濃度降低時(shí)，也可由濃度檢測(cè)裝置應(yīng)對(duì)該變化。
本發(fā)明的其它目的及特征，在下面參照附圖的說(shuō)明中將得到了解。
作為優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)的日本專利申請(qǐng)(特愿2003-314436號(hào))的內(nèi)容，作為本申請(qǐng)的一部分而被組入、被參照。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的排氣凈化裝置的構(gòu)造。
圖2是設(shè)在圖1所示排氣凈化裝置中的還原劑儲(chǔ)存箱的要部。
圖3是在熱交換管上設(shè)有散熱翅片的熱交換裝置。
圖4是圖3所示熱交換裝置的熱交換管。
圖5(a)是圖3所示熱交換管和還原劑供給管及返回管的熱連接構(gòu)造的變形方式，(b)是(a)的Vb-Vb截面。
圖6是熱交換管的變形方式。
圖7是熱交換管的另一變形方式。
圖8是設(shè)有保護(hù)件的還原劑儲(chǔ)存箱。
圖9是圖8的IX-IX線截面。
圖10是實(shí)施了隔熱處理的還原劑儲(chǔ)存箱。
圖11是實(shí)施了隔熱處理的還原劑儲(chǔ)存箱的變形方式。
附圖中符號(hào)的說(shuō)明1柴油機(jī)；3還原催化劑；10還原劑供給裝置；13供給配管；14返回管；20儲(chǔ)存箱；30冷卻水循環(huán)通路；40熱交換裝置；41、41 a、41b熱交換管；50冷卻用循環(huán)通路；51散熱裝置；60濃度檢測(cè)裝置；61檢測(cè)部；70保護(hù)件；81、82發(fā)泡隔熱材具體實(shí)施方式
圖1表示本發(fā)明一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣凈化裝置的構(gòu)造。
發(fā)動(dòng)機(jī)1是裝在車輛上的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣，從排氣分流器2，經(jīng)過(guò)配設(shè)了NOx的還原催化劑3的排氣管4被排出到大氣中。具體地說(shuō)，在排氣管4中，從上游側(cè)起依次配設(shè)了一氧化氮(下面稱為“NO”)的氧化催化劑、NOx的還原催化劑3、氨的氧化催化劑這樣三種催化劑。發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣系統(tǒng)包含排氣管4、上述三種催化劑、配置在還原催化劑3前后的溫度傳感器、NOx傳感器等。具體的構(gòu)造未圖示。NOx傳感器用于檢測(cè)還原后的排氣中所含的NOx濃度。NO的氧化催化劑的作用是使排氣中的碳?xì)浠衔镅趸?，并且將排氣中的NO轉(zhuǎn)換為以二氧化氮(下面稱為“NO2”)為主的NOx，將排氣中所含的NO和NO2的比率調(diào)節(jié)為最適合于還原催化劑3進(jìn)行NOx還原的比率。氨的氧化催化劑并不有助于還原催化劑3上的NOx的還原，而是用于將通過(guò)了該還原催化劑3的漏氨凈化。
由還原劑供給裝置(下面簡(jiǎn)稱為“供給裝置”)10向NOx的還原催化劑3供給還原劑。本實(shí)施方式中，該還原劑是采用尿素，將固體或粉狀的尿素以水溶液的狀態(tài)儲(chǔ)存在儲(chǔ)存箱20內(nèi)。儲(chǔ)存在儲(chǔ)存箱2 0內(nèi)的尿素水，從設(shè)置在還原催化劑3上游側(cè)的噴嘴11噴出，供給到排氣管4內(nèi)。供給裝置10和噴嘴11構(gòu)成空氣推進(jìn)式的噴射裝置。儲(chǔ)存箱20內(nèi)的尿素水，通過(guò)供給管13被導(dǎo)入到供給裝置10內(nèi)，與空氣一起從噴嘴11噴出。另外，還原劑水溶液也可以采用氨水溶液等。噴出的尿素水，在排氣管4內(nèi)被排氣熱加熱分解而產(chǎn)生氨。產(chǎn)生的氨在NOx的還原催化劑3上與排氣中的NOx反應(yīng)，將該NOx凈化為水及無(wú)害的氣體。另外，供給管13相當(dāng)于本發(fā)明中的“還原劑供給管”。
尿素水從位于儲(chǔ)存箱20底部中央附近的供給管13的吸入口12吸入，通過(guò)供給管13，供給到供給裝置10及噴嘴11。另外，供給裝置10還通過(guò)返回管14與儲(chǔ)存箱20相連，剩余的尿素水通過(guò)該返回管14返回儲(chǔ)存箱20。該返回管14在儲(chǔ)存箱20內(nèi)的中央上部開(kāi)口。
儲(chǔ)存箱20配置在第1循環(huán)路30上，該第1循環(huán)路30是從發(fā)動(dòng)機(jī)1的未圖示冷卻水循環(huán)路上分支出的平行通路，由“第1配管”形成。在該第1循環(huán)路30上，從上游側(cè)起依次配設(shè)有第1三通閥31、泵32、電磁閥33、熱交換裝置40、和第2三通閥34。熱交換裝置40用于使發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水與儲(chǔ)存箱20內(nèi)的尿素之間進(jìn)行熱交換，包含有作為本發(fā)明的“管部件”的熱交換管41。該熱交換管41形成為大致U字形，U字形的折回部配置在儲(chǔ)存箱20的底部近旁。第1三通閥31、第2三通閥34及電磁閥33被切換到將第1循環(huán)路30開(kāi)通的方向時(shí)，第1循環(huán)路30起到加熱裝置的作用，使得作為從發(fā)動(dòng)機(jī)1得到的熱介質(zhì)、即發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水循環(huán)，通過(guò)熱交換管41將儲(chǔ)存箱20內(nèi)的尿素水加熱。
另外，挾著儲(chǔ)存箱20的第1三通閥31及第2三通閥34，與第2循環(huán)路50相連，該第2循環(huán)路50是與第1循環(huán)路30平行的通路，由“第2配管”形成。在該第2循環(huán)路50上設(shè)置了用于使循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水散熱的散熱裝置51。當(dāng)?shù)?三通閥31、第2三通閥34及電磁閥33被切換到將第2循環(huán)路50開(kāi)通的方向時(shí)，第2循環(huán)路50及第1循環(huán)路30的一部分起到冷卻裝置的作用，使得被散熱裝置51散熱而冷卻了的冷卻水循環(huán)，通過(guò)熱交換管41將儲(chǔ)存箱20內(nèi)的尿素水冷卻。
圖2中詳細(xì)表示了儲(chǔ)存箱20內(nèi)的構(gòu)造。
在儲(chǔ)存箱20的蓋部設(shè)有安裝口21，在該安裝口21上，用螺栓及螺母可裝卸地安裝有蓋22，在該蓋22上安裝有尿素水的濃度檢測(cè)裝置60。濃度檢測(cè)裝置60用法蘭23固定在蓋22上，濃度檢測(cè)裝置60的檢測(cè)部61從蓋22垂下到儲(chǔ)存箱20內(nèi)。該檢測(cè)部61配置在儲(chǔ)存箱20的底部中央上方，根據(jù)內(nèi)裝的下述2個(gè)溫度傳感器(未圖示)的溫度差，檢測(cè)尿素水的濃度。在檢測(cè)部61內(nèi)裝有加熱器和設(shè)在不同2點(diǎn)的溫度傳感器，其中的一個(gè)溫度傳感器配置在加熱器上或其近旁。驅(qū)動(dòng)加熱器，比較2個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)值，可以檢測(cè)出加熱器周邊的尿素水的濃度。因此，用該濃度檢測(cè)裝置60，不僅可以檢測(cè)尿素水的濃度，也可以檢測(cè)出代替還原劑充填在儲(chǔ)存箱20內(nèi)的液體的種類(輕油、煤油或水等)、空氣與液體的區(qū)別、尿素水的用盡或尿素水的剩余量等。作為濃度檢測(cè)裝置的實(shí)例，知道的有三井金屬礦業(yè)(株)制造銷售的濃度檢測(cè)裝置。濃度檢測(cè)裝置60的檢測(cè)值，輸入顯示或報(bào)警裝置65，并且輸入由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制裝置66。發(fā)動(dòng)機(jī)1的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)也輸入該控制裝置66。
根據(jù)濃度檢測(cè)裝置60的檢測(cè)值，可以檢測(cè)出儲(chǔ)存箱20內(nèi)的尿素水的濃度，可以經(jīng)常掌握供給到排氣管4內(nèi)的尿素水的濃度。因此，根據(jù)尿素水濃度這一基礎(chǔ)信息，可以應(yīng)對(duì)尿素水的濃度變化而抑制NOx的放出。這一點(diǎn)對(duì)于在寒冷期時(shí)，尿素水從儲(chǔ)存箱20壁面近旁凍結(jié)，儲(chǔ)存著的尿素水濃度變化時(shí)，也是同樣適用的。
具體地說(shuō)，檢測(cè)到尿素水的濃度異常時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)1停止后，由手動(dòng)進(jìn)行水或尿素水的補(bǔ)給，或在發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)中自動(dòng)地進(jìn)行水或尿素水的補(bǔ)給，或者把適當(dāng)濃度的尿素水更換入儲(chǔ)存箱20內(nèi)等，使尿素水的濃度保持在適當(dāng)值。另外，根據(jù)檢測(cè)出的濃度、必要時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，控制裝置66驅(qū)動(dòng)供給裝置10，控制尿素水的供給量。并且使發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃料噴射裝置動(dòng)作，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
熱交換裝置40的熱交換管41，在儲(chǔ)存箱20的上下方向上被彎曲成朝下凸的U字形，包圍著含有檢測(cè)部61的濃度檢測(cè)裝置60的下側(cè)部分。熱交換管41的鉛直部，與供給管13的鉛直部(相當(dāng)于本發(fā)明的“吸入部”)131及返回管14的鉛直部用焊接等形成為一體，在各鉛直部之間由傳熱而進(jìn)行良好的熱交換。因此，當(dāng)流過(guò)熱交換裝置40內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水的溫度高于儲(chǔ)存箱20內(nèi)的尿素水時(shí)，熱交換裝置40起到尿素水的加熱裝置的作用。另一方面，當(dāng)流過(guò)熱交換裝置40內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水的溫度低于儲(chǔ)存箱20內(nèi)的尿素水時(shí)，熱交換裝置40起到尿素水的冷卻裝置的作用。另外，熱交換管41和供給管13的各鉛直部的焊接部形成本發(fā)明的“傳熱體”。
在儲(chǔ)存箱20上，設(shè)有用于檢測(cè)儲(chǔ)存著的尿素水溫度的溫度傳感器45。通過(guò)控制裝置66操作第1三通閥31、第2三通閥34及電磁閥34，可以與檢測(cè)出的尿素水溫度相應(yīng)地使熱交換裝置40的作為加熱裝置或冷卻裝置的作用進(jìn)行切換。另外，溫度傳感器45相當(dāng)于本發(fā)明的“溫度檢測(cè)裝置”。
圖2表示儲(chǔ)存箱20內(nèi)的尿素水凍結(jié)了的狀態(tài)。
這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水流到熱交換管41內(nèi)，使熱交換裝置40起到加熱裝置的作用，含有檢測(cè)部61的濃度檢測(cè)裝置60的下側(cè)部分、供給管13的吸入口12、以及返回管14的返回口15被加熱。因此，在寒冷期，即使儲(chǔ)存箱20內(nèi)壁面近旁的尿素水凍結(jié)(用凍結(jié)部A表示)，濃度檢測(cè)裝置60的下側(cè)部分近旁的尿素水也不凍結(jié)或凍結(jié)后解凍，保持液體狀態(tài)。由此，可進(jìn)行尿素水穩(wěn)定的濃度檢測(cè)，可根據(jù)檢測(cè)出的尿素水濃度切實(shí)進(jìn)行NOx的還原處理。另外，可從儲(chǔ)存箱20吸入液狀的尿素水，用噴嘴11順利地將其噴射到排氣管4內(nèi)。另外，本實(shí)施方式中，作為從發(fā)動(dòng)機(jī)1得到的熱介質(zhì)是采用發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水，使其循環(huán)來(lái)加熱尿素水，從而可良好地保持發(fā)動(dòng)機(jī)1的熱機(jī)效率。另外，作為從發(fā)動(dòng)機(jī)1得到的熱介質(zhì)，除發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水外，也可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)1的潤(rùn)滑油、燃料箱內(nèi)的燃料或排氣等。
另一方面，在酷暑期，相反地，儲(chǔ)存箱20受到來(lái)自大氣、路面及發(fā)動(dòng)機(jī)等的加熱，儲(chǔ)存著的尿素水升溫為高溫，有時(shí)產(chǎn)生氨系氣體。這時(shí)，切換第1三通閥31及第2三通閥34，使第2循環(huán)路50開(kāi)通，并使泵32動(dòng)作，發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水被散熱裝置51散熱而被冷卻，所以，熱交換管41內(nèi)的冷卻水和高溫的尿素水之間進(jìn)行熱交換，尿素水被冷卻。因此，尿素水的溫度保持為適當(dāng)值，可防止在儲(chǔ)存箱20內(nèi)產(chǎn)生氨系氣體。
圖3表示設(shè)在儲(chǔ)存箱20內(nèi)的熱交換裝置40的變形方式。
該熱交換裝置40中，為了提高該裝置40的熱交換效率，在熱交換管41上設(shè)有作為散熱促進(jìn)裝置的散熱翅片42(圖4)。另外，作為散熱促進(jìn)裝置，也可以取代翅片42或者在設(shè)置翅片的同時(shí)，在熱交換管41的周面上形成凹凸，使熱交換管41本身的截面形狀變復(fù)雜，擴(kuò)大熱交換管41與尿素水的接觸面積。
另外，供給管13與熱交換管41的連接及返回管14與熱交換管41的連接，除了用焊接方法外，也可以如圖5(a)及(b)所示那樣，采用連接配件43與螺栓螺母44的組合。通過(guò)連接配件43的傳熱，可以間接地對(duì)供給管13及返回管14加熱。另外，連接配件43相當(dāng)于本發(fā)明的另一“傳熱體”。
圖6和圖7分別表示熱交換裝置40的其它變形方式。
這些熱交換裝置40中，改變熱交換管的形狀，擴(kuò)大了熱交換管與尿素水的接觸面積。圖6所示的熱交換管41a， 是將圖2所示U字形熱交換管41的一方鉛直部形成為螺旋狀，配置在濃度檢測(cè)裝置60的周圍。圖7所示的熱交換管41b，是將圖2所示U字形熱交換管41折回，形成為平行的雙重U字形管。這些熱交換管41a、41b，都是對(duì)儲(chǔ)存箱20的底面與濃度檢測(cè)裝置60的檢測(cè)部61之間、以及檢測(cè)部61周邊的空間集中地進(jìn)行加熱的形狀，所以，可防止容易凍結(jié)的儲(chǔ)存箱20底壁附近的凍結(jié)，或者可以使該部分的凍結(jié)迅速地解凍。
圖8和圖9表示熱交換裝置的其它變形方式。
這些熱交換裝置40中設(shè)有保護(hù)件70。保護(hù)件70用于保護(hù)濃度檢測(cè)裝置60的檢測(cè)部61、和設(shè)在檢測(cè)部61上方的尿素水剩余量報(bào)警開(kāi)關(guān)62。在氣溫下降到尿素水凝固點(diǎn)以下的寒冷期，發(fā)動(dòng)機(jī)1停止后放置了一段時(shí)間時(shí)，尿素水的一部分產(chǎn)生凍結(jié)，或者凍結(jié)后一部分解凍，在儲(chǔ)存箱20內(nèi)生成了多個(gè)冰塊B。在車輛的行駛中，由于該車輛的上下振動(dòng)及前后左右的加速度等原因，生成的冰塊B碰撞檢測(cè)部61及剩余量報(bào)警開(kāi)關(guān)62，引起破損或損傷。保護(hù)件70防止該冰塊B的碰撞，防止檢測(cè)部61及剩余量報(bào)警開(kāi)關(guān)62的破損等。保護(hù)件70是將2個(gè)金屬制帶狀部件可裝卸地架設(shè)在熱交換管41之間而構(gòu)成的。
保護(hù)件70也可以做成為在橫向上分割儲(chǔ)存箱20內(nèi)的板狀分隔壁71(圖8中虛線所示)。該保護(hù)件70是在檢測(cè)部61及余量報(bào)警開(kāi)關(guān)62的兩側(cè)，從儲(chǔ)存箱20的底壁平行地立設(shè)2個(gè)板狀部件71而構(gòu)成的。保護(hù)件70中，也可以在板狀部件71上穿設(shè)多個(gè)孔，也可以將板狀部件71自身形成為網(wǎng)狀。由保護(hù)件70擋住冰塊B，阻止冰塊B穿過(guò)2個(gè)板狀部件71之間。
圖10和圖11表示儲(chǔ)存箱20的變形方式。
圖10所示的儲(chǔ)存箱20，實(shí)施了隔熱處理，在其外壁上吹噴有作為隔熱材的發(fā)泡隔熱材81，借助該發(fā)泡隔熱材81，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存箱20內(nèi)的保溫。另外，圖11所示的儲(chǔ)存箱20，實(shí)施了另一種隔熱處理，其外壁做成雙層構(gòu)造，在該外壁內(nèi)充填了發(fā)泡隔熱材82，借助含有該發(fā)泡隔熱材82的儲(chǔ)存箱20的外壁，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的保溫。無(wú)論哪種儲(chǔ)存箱都能在寒冷期抑制尿素水的冷卻，作為避免其凍結(jié)的補(bǔ)助材而有效。另一方面，在酷暑期，可抑制外部的熱進(jìn)入，有效避免尿素水的過(guò)度的溫度上升。
另外，本發(fā)明也可用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
上面用幾個(gè)較佳實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍并不受上面說(shuō)明的限制，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求中的記載為依據(jù)，按照適用條文進(jìn)行判斷。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，包括還原催化劑、儲(chǔ)存箱、供給裝置、濃度檢測(cè)裝置、和加熱裝置；上述還原催化劑，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路中，促進(jìn)氮氧化物的還原；上述儲(chǔ)存箱，用于儲(chǔ)存對(duì)排氣中的氮氧化物進(jìn)行還原的還原劑；上述供給裝置，在上述排氣通路中，將儲(chǔ)存在上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑供給到上述還原催化劑的上游；上述濃度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑的濃度；上述加熱裝置，對(duì)上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑進(jìn)行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，上述濃度檢測(cè)裝置包括產(chǎn)生與上述還原劑的濃度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的檢測(cè)部；上述加熱裝置，至少對(duì)該濃度檢測(cè)裝置的檢測(cè)部附近的還原劑進(jìn)行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，還包括用于將上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑導(dǎo)入到上述供給裝置的還原劑供給管；上述加熱裝置對(duì)上述還原劑供給管的吸入口附近的還原劑進(jìn)行加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，上述加熱裝置對(duì)上述還原劑供給管中的、位于儲(chǔ)存箱內(nèi)的吸入部進(jìn)行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，上述加熱裝置，包括插入到上述儲(chǔ)存箱內(nèi)、形成第1配管的一部分的管部件，該第1配管用于使從發(fā)動(dòng)機(jī)得到的熱介質(zhì)流通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，還包括用于將上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑導(dǎo)入到上述供給裝置的還原劑供給管；上述管部件通過(guò)傳熱體與該還原劑供給管中的、位于上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的吸入部連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，在上述管部件中的、位于上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的部分上設(shè)有散熱促進(jìn)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，還包括上述濃度檢測(cè)裝置的檢測(cè)部、和保護(hù)件；上述濃度檢測(cè)裝置的檢測(cè)部，產(chǎn)生與上述還原劑的濃度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；上述保護(hù)件，配置在該濃度檢測(cè)裝置的檢測(cè)部與上述儲(chǔ)存箱的壁面之間，保護(hù)該檢測(cè)部免受固體碰撞。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，還包括用于將上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑導(dǎo)入到上述供給裝置的還原劑供給管；上述檢測(cè)部和該還原劑供給管的吸入口被上述保護(hù)件包圍著。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，對(duì)上述儲(chǔ)存箱的壁部實(shí)施了隔熱處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，還包括對(duì)上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑進(jìn)行冷卻的冷卻裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，還包括選擇性地使上述加熱裝置和上述冷卻裝置動(dòng)作的控制裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，上述加熱裝置包括插入到上述儲(chǔ)存箱內(nèi)、形成第1配管的一部分的管部件，該第1配管用于使從發(fā)動(dòng)機(jī)得到的熱介質(zhì)流通；上述冷卻裝置包括在上述管部件的上游側(cè)及下流側(cè)與上述第1配管連接的第2配管、和設(shè)在該第2配管上的散熱裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，還包括檢測(cè)上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑溫度的溫度檢測(cè)裝置、和根據(jù)該溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)出的還原劑溫度使上述加熱裝置動(dòng)作的控制裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，還包括檢測(cè)上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑溫度的溫度檢測(cè)裝置；上述控制裝置根據(jù)該溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)出的還原劑溫度，選擇性地使上述加熱裝置和冷卻裝置動(dòng)作。
16.一種發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，包括還原催化劑、儲(chǔ)存箱、供給裝置、濃度檢測(cè)裝置、和冷卻裝置；上述還原催化劑，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路中，促進(jìn)氮氧化物的還原；上述儲(chǔ)存箱，用于儲(chǔ)存對(duì)排氣中的氮氧化物進(jìn)行還原的還原劑；上述供給裝置，在上述排氣通路中，將儲(chǔ)存在儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑供給到上述還原催化劑的上游；上述濃度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑的濃度；上述冷卻裝置，對(duì)上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑進(jìn)行冷卻。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，還包括檢測(cè)上述儲(chǔ)存箱內(nèi)的還原劑溫度的溫度檢測(cè)裝置；根據(jù)該溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)出的還原劑溫度，使上述冷卻裝置動(dòng)作的控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，可以使將尿素等用作為還原劑的排氣凈化裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)。另外，可以在寒冷期時(shí)進(jìn)行還原劑的穩(wěn)定的溫度檢測(cè)及穩(wěn)定的供給，并且在酷暑期時(shí)防止產(chǎn)生氨系氣體。發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的排氣凈化裝置向配設(shè)于排氣系統(tǒng)中的還原催化劑(3)供給儲(chǔ)存箱(20)內(nèi)的尿素水。在該排氣凈化裝置中，在儲(chǔ)存箱(20)內(nèi)設(shè)置濃度檢測(cè)裝置(60)，采用檢測(cè)出的尿素水濃度作為還原劑的供給控制的基礎(chǔ)信息。另外，設(shè)置對(duì)儲(chǔ)存箱(20)內(nèi)的還原劑進(jìn)行加熱的加熱裝置及對(duì)其進(jìn)行冷卻的冷卻裝置，最好是對(duì)濃度檢測(cè)裝置的檢測(cè)部(61)及還原劑供給管(13)的吸入口(12)附近的還原劑加熱。
文檔編號(hào)B01D53/94GK1853035SQ20048002532
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者尾作靖司, 近藤俊男, 福田喜代史 申請(qǐng)人:日產(chǎn)柴油機(jī)車工業(yè)株式會(huì)社