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WO2006046363A1 - 還元剤容器の構造 - Google Patents

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WO2006046363A1
WO2006046363A1 PCT/JP2005/017129 JP2005017129W WO2006046363A1 WO 2006046363 A1 WO2006046363 A1 WO 2006046363A1 JP 2005017129 W JP2005017129 W JP 2005017129W WO 2006046363 A1 WO2006046363 A1 WO 2006046363A1
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visor
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heat exchanger
concentration meter
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PCT/JP2005/017129
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Inventor
Mitsuhiro Nishina
Hideki Matsunaga
Shinichi Inoue
Toshimi Nakamura
Original Assignee
Nissan Diesel Motor Co., Ltd.
Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification apparatus that reduces and purifies nitrogen oxides (NOx), and promotes the thawing of the liquid reducing agent stored in the reducing agent container, while being spaced apart from each other.
  • the present invention relates to a technique for improving the detection accuracy of a densitometer that detects the concentration of a liquid reducing agent from the heat transfer characteristics between the two.
  • Patent Document 1 An exhaust purification device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-27627 (Patent Document 1) has been proposed as a catalyst purification system for removing NOx in engine exhaust.
  • the exhaust purification system is designed to inject NOx and liquid reducing agent in the exhaust gas by injecting and supplying a liquid reducing agent according to the engine operating condition upstream of the reduction catalyst disposed in the engine exhaust system.
  • the catalyst is subjected to a catalytic reduction reaction to purify NOx as a harmless component.
  • Patent Document 1 JP 2000-27627 A
  • the outside air temperature in winter may be below the freezing point of the liquid reducing agent, and the liquid reducing agent stored in the reducing agent container may freeze.
  • the liquid reducing agent begins to freeze around the container in contact with the outside air, and gradually freezes toward the center of the container.
  • At the bottom of the reducing agent container there is a heat transfer characteristic between two spaced points.
  • the detector of the densitometer that detects the concentration of the liquid reducing agent, the inlet of the liquid reducing agent, etc. are located. Even if it is frozen for a while, the concentration of liquid reducing agent cannot be detected and supplied.
  • the reductant container is fitted with heat exchangers that circulate engine coolant and exchange heat with the liquid reductant, but when the engine has been stopped for a long time, the engine is started. Immediately after the cooling water temperature is low, it takes some time to freeze the frozen liquid reducing agent.
  • a box-shaped member that traps heat exchanged heat is placed around the inlet of the liquid reducing agent and the detector of the densitometer, so that the liquid can be discharged in a short time after the engine is started.
  • Possible power to thaw the reducing agent The following problems may occur. That is, if there is a gap between the densitometer and the box-shaped member, when the reducing agent container is filled with the liquid reducing agent, bubbles enter the box-shaped member together with the liquid reducing agent, Bubbles may adhere to the detector. If air bubbles adhere to the detector of the densitometer, the heat transfer characteristics between two spaced points will change, and the concentration detection accuracy will be greatly reduced.
  • the densitometer needs regular inspection and maintenance, so the densitometer and the box-shaped member cannot be connected without any gaps.
  • the present invention makes it difficult for air bubbles to enter a box-shaped member that promotes thawing of the liquid reducing agent, so that the liquid reducing agent stored in the reducing agent container
  • An object of the present invention is to provide a reducing agent container structure that improves the detection accuracy of the densitometer while accelerating the thawing.
  • the structure of the reducing agent container according to the present invention comprises, on the upper surface of the container main body, at least a temperature transfer characteristic force between two points separated from each other, and a base of a densitometer for detecting the concentration of the liquid reducing agent.
  • Concentration meter base force A heat exchanger that circulates a heat medium using the engine as a heat source and exchanges heat with the liquid reductant while surrounding the detection unit suspended via the support column is installed.
  • a substantially box-shaped box-shaped member is disposed so as to surround the lower part of the heat exchanger and the detector of the densitometer, while the densitometer support column positioned above the box-shaped member is spaced above the predetermined distance.
  • a visor is attached.
  • the heat released from the lower part of the heat exchange is confined inside the box-shaped member, and convection is generated in that region.
  • the concentration meter located inside the box-shaped member and the liquid reducing agent around it are efficiently thawed, and the concentration detection of the liquid reducing agent can be started in a short time after the engine is started.
  • the liquid reducing agent is splashed around by the visor attached to the support column of the concentration meter, passes through the gap between the support column and the box-shaped member, and enters the interior. It becomes difficult to enter.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust emission control device to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a reducing agent container and its internal arrangement.
  • FIG. 3 is a front view of the protector fixed to the lower part of the heat exchanger.
  • FIG. 4 is a plan view of the protector fixed to the lower part of the heat exchanger.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a structure for attaching a visor to a strut of a densitometer.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the first embodiment of the visor.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a second embodiment of the visor.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an error with respect to the actual concentration that occurs when the urea aqueous solution is replenished without a visor.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing an error with respect to the actual concentration generated when the urea aqueous solution is replenished in a state where the visor is present.
  • Figure 1 shows the overall configuration of an exhaust purification system that uses urea aqueous solution as a liquid reducing agent to purify NOx in engine exhaust by a catalytic reduction reaction.
  • An exhaust pipe 14 connected to the exhaust manifold 12 of the engine 10 includes an oxidation catalyst 16 that oxidizes nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO) along the exhaust circulation direction, and urine.
  • oxidation catalyst 16 that oxidizes nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO) along the exhaust circulation direction, and urine.
  • a soot catalyst 22 is provided.
  • the urea aqueous solution stored in the reducing agent container 24 is supplied to the reducing agent supply device 28 via the supply pipe 26 in which the suction port is located at the bottom, while the reducing agent supply device 28 does not contribute to the injection.
  • the excess urea aqueous solution is returned to the upper space of the reducing agent container 24 through the return pipe 30.
  • the reducing agent supply device 28 is controlled by a control unit 32 having a built-in computer, and supplies an aqueous urea solution corresponding to the engine operating state to the injection nozzle 18 while mixing with air.
  • the urea aqueous solution injected and supplied from the injection nozzle 18 is hydrolyzed by the exhaust heat and the water vapor in the exhaust to generate ammonia. It is known that the generated ammonia reacts with NOx in the exhaust gas in the NOx reduction catalyst 20 and is purified to water and harmless gas. At this time, NO is oxidized to NO by the beg oxidation catalyst 16 that improves the NOx purification rate by the NOx reduction catalyst 20, and the NOx in the exhaust
  • NOx reduction catalyst 20 The ratio with NO is improved to be suitable for catalytic reduction reaction.
  • NOx reduction catalyst 20 The ratio with NO is improved to be suitable for catalytic reduction reaction.
  • NOx reduction catalyst 20 Nix reduction catalyst 20
  • ammonia that has passed is oxidized by the ammonia-acid catalyst 22 disposed downstream of the exhaust gas, so that it is possible to prevent ammonia that emits a strange odor from being released into the atmosphere as it is.
  • the reducing agent container 24 includes a replenishing port 24B for replenishing the urea aqueous solution to the upper part of the side surface forming two widths in the longitudinal direction of the container body 24A having a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • Each handle 24C is formed to be gripped during transport.
  • An opening (not shown) is formed on the surface, and the canopy 36 is detachably fastened by a plurality of bolts 34 so as to close the opening.
  • An opening 36D and an opening 36E that opens to the atmosphere so that the internal upper space does not become negative pressure are formed.
  • the canopy 36 includes a base 38A of a water level meter 38 for detecting the remaining amount of the urea aqueous solution and a base 40A of a concentration meter 40 for detecting the concentration of the urea aqueous solution, from the central portion in the longitudinal direction to the other end.
  • a base 38A of a water level meter 38 for detecting the remaining amount of the urea aqueous solution and a base 40A of a concentration meter 40 for detecting the concentration of the urea aqueous solution, from the central portion in the longitudinal direction to the other end.
  • the water level gauge 38 has a circular inner cross section and an outer electrode arranged concentrically to detect the water level of the urea aqueous solution.
  • a detection unit 38B including an inner electrode and an outer electrode is suspended from the bottom of 24A.
  • the densitometer 40 detects the concentration of the urea aqueous solution also by the temperature transfer characteristic force between two spaced points.
  • the base 40A force column 40C is used so that the detection unit 40B is located at the bottom of the container body 24A. Thus, the detection unit 40B is suspended.
  • the engine cooling water inlet 36A and the outlet 36B are interconnected by a heat exchanger 44 disposed in the container main body 24A.
  • the heat exchanger 44 is formed by bending a substantially U-shaped tube material so as to surround the water level meter 38 and the concentration meter 40 at the bottom of the container body 24 ⁇ as shown in Figs. Is supported by a bracket 46 fixed to the canopy 36.
  • the heat exchanger 44 is formed by bending a substantially U-shaped tube material, the total length of the heat exchanger 44 in the reducing agent container becomes long, and heat exchange with the aqueous urea solution is efficiently performed. It can be carried out.
  • the heat exchange ⁇ 44 is supported by the bracket 46 fixed to the canopy 36 with its bent end 44 ⁇ , so it is supported and fixed to the canopy 36 at three points, thereby increasing its mounting rigidity. be able to.
  • the urea aqueous solution supply port 36C is connected between a water level meter 38 and a concentration meter 40, and a suction pipe 48 for sucking the urea aqueous solution from the bottom of the container body 24A.
  • the suction pipe 48 is welded or brazed to a pipe of heat exchanger ⁇ extending from the engine cooling water inlet 36A to the bottom of the container body 24A while being partly welded, and formed at the tip of the pipe.
  • the inlet 48A opens between the water level gauge 38 and the densitometer 40 in a downward direction. The tip is bent from the middle.
  • a protector 50 is disposed as a box-shaped member that surrounds the water level meter 38, the concentration meter 40, and the suction pipe 48 and that can confine the heat released from the heat exchange.
  • the water level meter 38 and the concentration meter 40 need to be regularly inspected and maintained, and therefore cannot be coupled to the protector 50 without a gap. For this reason, there is a gap between the water level meter 38 and the concentration meter 40 and the protector 50, and when the urea aqueous solution is replenished, air bubbles enter the protector 50 from this gap, and the detection unit 40B of the concentration meter 40 There is a risk that bubbles will adhere to the surface.
  • a circumferential groove 40D is formed in the support column 40C of the densitometer 40 located at a predetermined distance from the protector 50, and a visor that also serves as an elastic member such as a rubber is formed there.
  • the visor 52 has a cylindrical shape as shown in FIG. 6 or a truncated conical shape as shown in FIG. 7, and its cross-sectional shape can be circular, rectangular or the like.
  • the visor 52 since the visor 52 is fitted and fixed in the circumferential groove 40D formed in the support column 40C of the densitometer 40, its mounting rigidity is improved so that it does not shift in the axial direction even when the aqueous urea solution strikes vigorously. Can do.
  • the visor 52 also serves as an elastic member, it can be irregularly deformed when the urea aqueous solution hits it vigorously, and can have irregularity in the jumping direction. For this reason, the amount of urea aqueous solution entering into the inside through the gap between the support column 40C of the densitometer 40 and the protector 50 is further reduced, and it is possible to further suppress bubbles from adhering to the detection unit 40B of the densitometer 40. it can.
  • the visor 52 may be attached to the water level gauge 38 positioned above the protector 50, which is not only the support column 40C of the densitometer 40, but at a predetermined interval. In this way, the bubbles that enter the protector 50 along with the urea aqueous solution through the gap between the detection unit 38B of the water level gauge 30 and the protector 50 are reduced, and the bubbles wrap around and the concentration meter 40 The adhesion to the detection unit 40B can be further suppressed.
  • the present invention is not limited to an exhaust purification device that uses an aqueous urea solution as a liquid reducing agent.
  • the present invention can also be applied to an aqueous ammonia solution, or gasoline, light oil, alcohol, etc., mainly containing hydrocarbons, as a liquid reducing agent.

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Abstract

　容器本体の上面に、少なくとも、離間した２点間の温度伝達特性から液体還元剤の濃度を検出する濃度計の基部と、濃度計の基部から支柱を介して垂下された検出部を囲みつつ、エンジン冷却水を循環させて液体還元剤との間で熱交換を行う熱交換器と、を夫々取り付けると共に、熱交換器の下部及び濃度計の検出部を取り囲むように、略箱型形状のプロテクタを配設する一方、プロテクタから所定間隔隔てた上方に位置する濃度計の支柱にバイザーを取り付ける。

Description

明 細 書
還元剤容器の構造
技術分野
[0001] 本発明は、窒素酸ィ匕物 (NOx)を還元浄ィ匕する排気浄ィ匕装置において、還元剤容 器に貯蔵される液体還元剤の解凍を促進しつつ、離間した 2点間の熱伝達特性から 液体還元剤の濃度を検出する濃度計の検出精度を向上させる技術に関する。
背景技術
[0002] エンジン排気中の NOxを除去する触媒浄化システムとして、特開 2000— 27627 号公報 (特許文献 1)に開示された排気浄ィ匕装置が提案されている。カゝかる排気浄ィ匕 装置は、エンジン排気系に配設された還元触媒の排気上流に、エンジン運転状態に 応じた液体還元剤を噴射供給することで、排気中の NOxと液体還元剤とを触媒還元 反応させて、 NOxを無害成分に浄ィ匕処理するものである。
特許文献 1：特開 2000— 27627号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、北海道のような寒冷地では、冬季の外気温度が液体還元剤の凝固点以 下となり、還元剤容器に貯蔵される液体還元剤が凍結してしまうことがある。液体還 元剤は、外気に接触する容器周辺部カゝら凍結し始め、次第に容器中央部へと向カゝっ てその凍結が進行していく。還元剤容器の底部には、離間した 2点間の熱伝達特性 力 液体還元剤の濃度を検出する濃度計の検出部，液体還元剤の吸込口などが位 置しているため、液体還元剤が少し凍結しただけで、液体還元剤の濃度検出及び供 給ができなくなってしまう。還元剤容器には、エンジン冷却水を循環させて液体還元 剤との間で熱交換を行う熱交^^が取り付けられているが、エンジンが長時間に亘っ て停止していたときには、エンジン始動直後には冷却水温度が低いことから、凍結し た液体還元剤の凍結にはある程度の時間を要してしまう。
[0004] このため、液体還元剤の吸込口及び濃度計の検出部の周囲に、熱交^^力 放 出される熱を閉じ込める箱型部材を配設することで、エンジン始動後短時間で液体 還元剤を解凍することが考えられる力 次のような不具合が発生してしまうおそれがあ る。即ち、濃度計と箱型部材との間に隙間があると、還元剤容器に液体還元剤を補 充するときに、液体還元剤と一緒に気泡が箱型部材内へと入り込み、濃度計の検出 部に気泡が付着してしまうことがある。濃度計の検出部に気泡が付着すると、離間し た 2点間の熱伝達特性が変化し、その濃度検出精度が大幅に低下してしまう。なお、 濃度計は定期的な点検整備が必要なことから、濃度計と箱型部材とを隙間なく結合 することはできない。
[0005] そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、液体還元剤の解凍を促進す る箱型部材に気泡が入り込み難くすることで、還元剤容器に貯蔵される液体還元剤 の解凍を促進しつつ、濃度計の検出精度を向上させた還元剤容器の構造を提供す ることを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] このため、本発明に係る還元剤容器の構造は、容器本体の上面に、少なくとも、離 間した 2点間の温度伝達特性力 液体還元剤の濃度を検出する濃度計の基部と、濃 度計の基部力 支柱を介して垂下された検出部を囲みつつ、エンジンを熱源とする 熱媒体を循環させて液体還元剤との間で熱交換を行う熱交換器と、を夫々取り付け ると共に、熱交換器の下部及び濃度計の検出部を取り囲むように、略箱型形状の箱 型部材を配設する一方、箱型部材から所定間隔隔てた上方に位置する濃度計の支 柱にバイザ一を取り付けたことを特徴とする。
発明の効果
[0007] 本発明に係る還元剤容器の構造によれば、熱交翻の下部カゝら放出される熱は、 箱型部材の内部に閉じ込められ、その領域内で対流を発生させる。このため、箱型 部材の内部に位置する濃度計及びその周囲にある液体還元剤が効率的に解凍され 、エンジン始動後短時間で液体還元剤の濃度検出を開始することができる。また、液 体還元剤を補充するときには、濃度計の支柱に取り付けられたバイザ一により、液体 還元剤がその周囲へと跳ね飛ばされ、支柱と箱型部材との隙間を通って、その内部 へと入り込み難くなる。このため、液体還元剤に伴って箱型部材の内部へと入り込ん だ気泡が濃度計の検出部に付着し難くなり、離間した 2点間の熱伝達特性の変化に よる濃度検出精度の低下を抑制することができる。従って、還元剤容器に貯蔵される 液体還元剤の解凍を促進しつつ、液体還元剤の濃度を検出する濃度計の検出精度 を向上させることができる。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]図 1は、本発明の適用対象である排気浄化装置の全体構成図である。
[図 2]図 2は、還元剤容器及びその内部配置を示す斜視図である。
[図 3]図 3は、熱交^^の下部に固定されるプロテクタの正面図である。
[図 4]図 4は、熱交^^の下部に固定されるプロテクタの平面図である。
[図 5]図 5は、濃度計の支柱に対するバイザ一の取付構造の説明図である。
[図 6]図 6は、バイザ一の第 1実施例の説明図である。
[図 7]図 7は、バイザ一の第 2実施例の説明図である。
[図 8]図 8は、バイザ一がない状態で尿素水溶液を補充するときに発生する実濃度に 対する誤差を示す説明図である。
[図 9]図 9は、バイザ一がある状態で尿素水溶液を補充するときに発生する実濃度に 対する誤差を示す説明図である。
符号の説明
[0009] 10 エンジン
24 還元剤容器
24A 容器本体
36A 人口
36B 出口
40 濃度計
40A 基部
40B 検出部
40C 支柱
40D 周溝
44 熱交換器
50 プロテクタ 52 バイザ一
発明を実施するための最良の形態
[0010] 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、尿素水溶液を液体還元剤として使用し、エンジン排気中の NOxを触媒還 元反応により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-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 (NO )へと酸化させる酸化触媒 16と、尿
2
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 モニァにより 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 アンモニアを酸ィ匕させるアンモニア酸ィ匕触媒 22と、が夫々配設される。また、還元剤 容器 24に貯蔵される尿素水溶液は、その底部に吸込口が位置する供給配管 26を 介して還元剤供給装置 28に供給される一方、還元剤供給装置 28で噴射に寄与しな い余剰の尿素水溶液は、戻り配管 30を介して還元剤容器 24の上部空間内へと戻さ れる。そして、還元剤供給装置 28は、コンピュータを内蔵したコントロールユニット 32 により制御され、エンジン運転状態に応じた尿素水溶液を、空気と混合しつつ噴射ノ ズル 18に供給する。
[0011] カゝかる排気浄ィ匕装置において、噴射ノズル 18から噴射供給された尿素水溶液は、 排気熱及び排気中の水蒸気により加水分解され、アンモニアを発生する。発生した 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、水及び無害なガ スに浄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による NOx浄 化率を向上させるベぐ酸化触媒 16により NOが NOへと酸化され、排気中の NOと
2
NOとの割合が触媒還元反応に適したものに改善される。また、 NOx還元触媒 20を
2
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ィ匕触媒 22により酸 化されるので、異臭を放つアンモニアがそのまま大気中に放出されることを防止でき る。
[0012] 還元剤容器 24は、図 2に示すように、略直方体形状をなす容器本体 24Aの長手方 向の 2面幅を形成する側面上部に、尿素水溶液を補充するための補充口 24B及び 搬送時に把持する取手 24Cが夫々形成されたものである。また、容器本体 24Aの上 面には、図示しない開口部が開設され、これを閉塞するように、複数のボルト 34によ り天蓋 36が着脱可能に締結される。
[0013] 天蓋 36の上面には、その長手方向の一端部から中央部にかけて、エンジンを熱源 とする熱媒体としてのエンジン冷却水の入口 36A及び出口 36Bと、尿素水溶液の供 給口 36C及び戻り口 36Dと、内部の上部空間が負圧とならないように大気開放する 開放口 36Eと、が夫々形成される。また、天蓋 36には、その長手方向の中央部から 他端部にかけて、尿素水溶液の残量を検出する水位計 38の基部 38Aと、尿素水溶 液の濃度を検出する濃度計 40の基部 40Aと、がボルト 42により着脱可能に夫々締 結される。水位計 38は、横断面が円形をなす内側電極及び外側電極を同心に配置 し、両電極間の静電容量変化力 尿素水溶液の水位を検出するもので、その基部 3 8Aカゝら容器本体 24Aの底部に向カゝつて、内側電極及び外側電極からなる検出部 3 8Bが垂下される。一方、濃度計 40は、離間した 2点間の温度伝達特性力も尿素水 溶液の濃度を検出するもので、容器本体 24Aの底部に検出部 40Bが位置するように 、その基部 40A力 支柱 40Cを介して検出部 40Bが垂下される。
[0014] エンジン冷却水の入口 36Aと出口 36Bとは、容器本体 24 A内に配設される熱交換 器 44により相互接続される。熱交 44は、略 U字形状の管材を、図 3及び図 4〖こ 示すように、容器本体 24Αの底部において水位計 38及び濃度計 40を取り囲むよう に屈曲形成させ、その先端屈曲部 44Αを、天蓋 36に固定されたブラケット 46により 支持させたものである。このように、略 U字形状の管材を屈曲形成して熱交 44を 構成すれば、還元剤容器内における熱交換器 44の全長が長くなり、尿素水溶液との 間で効率的に熱交換を行うことができる。一方、熱交^^ 44は、その先端屈曲部 44 Αが天蓋 36に固定されたブラケット 46により支持されるため、天蓋 36に対して 3点で 支持固定されることとなり、その取付剛性を高めることができる。
[0015] また、尿素水溶液の供給口 36Cには、水位計 38と濃度計 40との間であって容器 本体 24Aの底部から尿素水溶液を吸 、込む吸込管 48が接続される。吸込管 48は、 エンジン冷却水の入口 36Aから容器本体 24Aの底部へと延びる熱交^^ 44の管材 にその一部を沿わせつつ溶接又はロー付けされると共に、その先端部に形成された 吸込口 48Aが水位計 38と濃度計 40との間で下方に向けて開口するように、その中 間部から先が屈曲形成される。
[0016] さらに、熱交換器 44の下部には、還元剤容器 24内で凍結した尿素水溶液の氷塊 カゝら水位計 38及び濃度計 40を保護すると共に、熱交翻44の下部に位置する水 位計 38,濃度計 40及び吸込管 48を取り囲み、熱交 から放出される熱を閉じ 込めるベぐ略箱型形状の箱型部材としてのプロテクタ 50が配設される。
ところで、水位計 38及び濃度計 40は、定期的な点検整備が必要なことから、プロテ クタ 50と隙間なく結合することができない。このため、水位計 38及び濃度計 40とプロ テクタ 50との間には隙間が存在し、尿素水溶液の補充時に、この隙間からプロテクタ 50内部へと気泡が侵入し、濃度計 40の検出部 40Bに気泡が付着してしまうおそれ がる。
[0017] そこで、図 5に示すように、プロテクタ 50から所定間隔隔てた上方に位置する濃度 計 40の支柱 40Cに周溝 40Dを形成し、ここにラバーなどの弾性部材カもなるバイザ 一 52を嵌合する。バイザ一 52は、図 6に示すような円柱形状、又は、図 7に示すよう な裁頭円錐形状をなし、その横断面形状は、円形，矩形などとすることができる。 次に、力かる構成力もなる還元剤容器 24の作用について説明する。
[0018] 外気温度が尿素水溶液の凝固点以下である状況で、長時間に亘つてエンジン 10 が停止していると、外気によって還元剤容器 24の外周から熱が奪われ、その周辺部 から尿素水溶液が凍結し始め、次第に中央部へと凍結が進行していく。この状態に おいて、エンジン 10を始動させると、時間経過に伴って温度上昇するエンジン冷却 水が熱交換器 44を循環し始める。そして、エンジン冷却水の温度が尿素水溶液の凝 固点より高くなると、還元剤容器 24内で凍結した尿素水溶液は徐々に解凍し始める
[0019] このとき、熱交^^ 44の下部から放出される熱は、プロテクタ 50の内部に閉じ込め られ、その領域内で対流を発生させる。このため、プロテクタ 50の内部に位置する水 位計 38,濃度計 40及び吸込管 48の周囲にある尿素水溶液の解凍が促進され、ェ ンジン始動後短時間で排気浄ィ匕装置としての機能を発揮することができる。そして、 プロテクタ 50より上部にある尿素水溶液は、熱交翻44により短時間で管材を中心 とした略円環形状に解凍されるため、プロテクタ 50内部と還元剤容器 24の上部空間 とが連通する。このため、プロテクタ 50内部は、尿素水溶液の吸い込みにより負圧と ならず、その吸い込みが困難となることがない。
[0020] また、還元剤容器 24に尿素水溶液を補充するときには、濃度計 40の支柱 40Cに 取り付けられたバイザ一 52により、尿素水溶液がその周囲へと跳ね飛ばされ、支柱 4 OCとプロテクタ 50との隙間を通って、その内部へと入り込み難くなる。このため、尿素 水溶液に伴ってプロテクタ 50の内部へと入り込んだ気泡が濃度計 40の検出部 40B に付着し難くなり、離間した 2点間の熱伝達特性の変化による濃度検出精度の低下 を抑制することができる。尿素水溶液を補充するときに発生する実濃度に対する誤差 を 30回測定したところ、バイザ一がないものにあっては、図 8に示すように、その誤差 が広範囲に亘つて現れた力 バイザ一を取り付けることによって、図 9に示すように、 その誤差が限られた範囲内に収まるようになった。
[0021] 従って、尿素水溶液を補充した後、濃度計 40の検出部 40Bに気泡が付着したまま になることが大幅に激減し、還元剤容器 24に所定濃度の尿素水溶液が十分あるにも かかわらず、例えば、濃度が低めに検出されたり、空であると判定されることを効果的 に抑制することができる。
このとき、バイザ一 52は濃度計 40の支柱 40Cに形成された周溝 40Dに嵌合固定 されるため、尿素水溶液が勢いよく当たっても軸方向にずれることがなぐその取付 剛性を向上させることができる。また、バイザ一 52は弾性部材カもなるため、尿素水 溶液が勢いよく当たることで不規則に変形し、その跳ね飛ばし方向に不規則性を持 たせることができる。このため、濃度計 40の支柱 40Cとプロテクタ 50との隙間を介し て尿素水溶液が内部へと入り込む量が一層低減し、気泡が濃度計 40の検出部 40B に付着することをより抑制することができる。
[0022] なお、バイザ一 52は、濃度計 40の支柱 40Cだけではなぐプロテクタ 50から所定 間隔隔てた上方に位置する水位計 38にも取り付けるようにしてもよい。このようにす れば、水位計 30の検出部 38Bとプロテクタ 50との隙間を通って、尿素水溶液に伴つ てプロテクタ 50内部へと入り込む気泡が減少し、気泡が回り込んで濃度計 40の検出 部 40Bに付着することを一層抑制することができる。
[0023] また、本発明は、尿素水溶液を液体還元剤として使用する排気浄化装置に限らず 、アンモニア水溶液や、炭化水素を主成分とするガソリン，軽油，アルコールなどを液 体還元剤として使用するものにも適用可能であることは 、うまでもな 、。

Claims

請求の範囲
[1] 容器本体の上面に、少なくとも、離間した 2点間の温度伝達特性カゝら液体還元剤の 濃度を検出する濃度計の基部と、該濃度計の基部から支柱を介して垂下された検出 部を囲みつつ、エンジンを熱源とする熱媒体を循環させて液体還元剤との間で熱交 換を行う熱交換器と、を夫々取り付けると共に、前記熱交換器の下部及び濃度計の 検出部を取り囲むように、略箱型形状の箱型部材を配設する一方、前記箱型部材か ら所定間隔隔てた上方に位置する濃度計の支柱にバイザ一を取り付けたことを特徴 とする還元剤容器の構造。
[2] 前記バイザ一は、前記濃度計の支柱に形成された周溝に嵌合固定されることを特 徴とする請求項 1記載の還元剤容器の構造。
[3] 前記バイザ一は、弾性部材からなることを特徴とする請求項 1記載の還元剤容器の 構造。
[4] 前記バイザ一は、円柱形状又は裁頭円錐形状をなしていることを特徴とする請求 項 1記載の還元剤容器の構造。
[5] 前記バイザ一の横断面は、円形又は矩形をなしていることを特徴とする請求項 1記 載の還元剤容器の構造。
[6] 前記熱交換器は、前記熱媒体の入口と出口とを相互接続する略 U字形状の管材を 屈曲形成して構成されたことを特徴とする請求項 1記載の還元剤容器の構造。
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