JP2000512245A - 還元剤利用式排気浄化装置付き車両用の燃料容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃力原動機を運転するため、例えば自動車のディーゼルエンジンを運転するベく用意された燃料（Ｋ）を貯蔵するために、燃料容器が使われる。内燃力原動機には、その排気ガスを浄化するための排気浄化装置が装備されている。この排気浄化装置は還元剤（Ｒ）で運転され、ＳＣＲ（選択触媒還元）原理に基づいて作動する。その還元剤（Ｒ）を貯蔵するために還元剤収容部（８）が使われる。特に車両に限界いっぱいに寸法づけられた組込み空間をできるだけ有効に利用するためおよびその燃料（Ｋ）用および還元剤（Ｒ）用タンクの固定装置を単純に形成するために、本発明に基づいて、燃料収容部（６）は還元剤収容部（８）と単一構造ユニット（２）にまとめられろ。この単一構造ユニット（２）は、全体として少なくとも１つのホルダ（１４）によって車両に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】 還元剤利用式排気浄化装置付き車両用の燃料容器 本発明は、排気ガスを浄化するために還元剤で作動する排気ガス浄化装置を備 え、その還元剤を貯蔵するために還元剤収容部が設けられている、内燃力原動機 を運転するために用意された燃料を貯蔵するための燃料容器に関する。 還元剤利用式排気浄化装置は、例えばシーメンスＡＧ社（ベルリンとミュンヘ ン）発行のシーメンス製品カタログの番号Ａ９６００１−Ｕ９１−Ａ２３２「定 置形ディーゼルエンジン用のＳｉＮＯｘ−窒素酸化物減少装置」で知られている 。これはＳＣＲ法（選択触媒還元法）に基づいている装置である。この方法は、 窒素酸化物あるいは尿素が、適当な触媒により窒素と水に変換されるということ を利用している。そのために排気ガスは、これに還元剤を正確に配量して添加し つつ、排気管に組み入れられたＳＣＲ触媒コンバータを通して案内される。 排気ガスを発生する内燃力原動機、例えば自動車のディーゼルエンジンと共働 する還元剤利用式排気浄化装置の場合、還元剤を貯蔵容器やタンク、即ち還元剤 収容部に貯蔵する必要がある。従来この空間は、内燃力原動機用の燃料を貯蔵す るために用意された燃料貯蔵部から少し離し、それと別個に配置されていた。例 えば尿素のような固形還元剤は、特に配量性を良くするため、液体、例えば水に 溶解される。このような還元剤溶液は、車両において還元剤タンクが外部に設置 されている場合、冷たい外気の影響を受けて結晶化し、凝固する。例えば３２． ５％の尿素水溶液は−１１℃の温度で凝固する。凍結あるいは凝固した溶液はも はや搬送できず、その場合に排気ガスは浄化されない。 特にこのような還元剤利用式排気浄化装置が採用されている車両の場合、還元 剤用の貯蔵容器を収納する必要がある。従来、還元剤用の補助タンクは、必要な 場所が別の構造部品の設置で利用され尽くされてしまった後で、車両に別個のホ ルダで組み増されていた。そしていまや、特に車両において、限界いっぱいに寸 法づけられた組込み空間をできるだけ有効に利用する必要およびその燃料用およ び還元剤用タンクの固定装置を単純に形成する必要がある。 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料容器を、その固定装置および還元剤 収容部の固定装置が特に簡単であるように形成することにある。 この課題は本発明に基づいて、燃料容器の燃料収容部を還元剤収容部と共に単 一構造ユニットにまとめることによって解決される。その単一構造ユニットを、 全体として少なくとも１つのホルダによって車両に固定する。 即ち車両に還元剤用補助タンクを組み増すことを回避するために、本発明では 、燃料収容部および還元剤収容部を、唯一のタンクのようにして固定できる単一 構造ユニットに統合している。従来別々の２つの収容部を合体することによって 、車両において限度いっぱいに寸法づけられた組込み空間は良好に利用され、固 定装置は特に簡単となる。同時に、還元剤収容部の外気と直接接触する壁が、従 来の２つのタンクを有する方式に比べて減少するので、溶液内に存在する還元剤 が凍結する危険は防止される。燃料収容部内に存在する燃料は、還元剤収容部の 少なくとも１つの壁に隣接しているか、還元剤収容部を包囲しているので、燃料 は、還元剤収容部を加熱するためおよび溶液内に存在する還元剤を解凍するため に利用できる。 本発明の他の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。 以下３つの図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。 図１は、還元剤収容部がそのそばに配置された燃料収容部から隔壁によって分 離されている形態の燃料容器の概略断面図、 図２は、燃料収容部内に還元剤収容部が入っている形態の燃料容器の概略断面 図、 図３は、燃料収容部内に袋としての還元剤収容部が入っている形態の燃料容器 の概略断面図である。 各図において同一部分には同一符号が付されている。 図１において、燃料容器、即ち単一構造ユニット２は、直方体状あるいは円筒 状に形成されている。これは、固定隔壁４で仕切ることによって、燃料Ｋを貯蔵 するための燃料収容部６と、還元剤Ｒを貯蔵するための還元剤収容部８とを有し ている。燃料収容部６は、その上側面に燃料Ｋを供給および／又は排出するため の給排口１０を有し、還元剤収容部８はその上側面に還元剤Ｒを供給および／又 は排出するための給排口１４を有している。燃料Ｋは内燃力原動機を運転するた めに使われ、特にこの実施例においては車両上のディーゼルエンジンを駆動する ためのディーゼル燃料である。還元剤ＲはＳＣＲ原理に基づいて作動する排気ガ ス浄化装置に噴射するために利用される。従ってこの還元剤Ｒは、内燃機関の排 気ガスを浄化するために使われる。単一構造ユニット２は唯一のタンクのように して運転装置に、この実施例では自動車に固定される。そのために、自動車にお いて通常の形態をしたホルダ１４が用意されている。 図１の実施例において、燃料収容部６および還元剤収容部８は並べて配置され ている。これらは共通の壁４によって分離されている。この壁４は、特に熱良導 性の金属から成っている。これによって、運転中の温かい燃料Ｋあるいは始動過 程で温められた燃料Ｋが、その熱を還元剤Ｒに放出することが保証されるので、 還元剤Ｒは凍結が防止されるか、あるいは場合によっては解凍される。 図２において、還元剤収容部８は燃料収容部６の内部に配置されている。還元 剤収容部８は、ここではそのために金属製の壁を有している。還元剤収容部８は 、ここでも燃料空間６と同様に円筒状に形成される。還元剤収容空間８は、燃料 収容部６内に管状通路１６で吊り下げられている。勿論、燃料収容部６および／ 又は還元剤収容部８を直方体状に形成することもできる。 図２の実施例においても、燃料収容部６と還元剤収容部８との間に、良好な熱 伝達が存在するように考慮されている。そのために還元剤収容部８の壁は、少な くともその１つが熱良導的に形成されている。この壁あるいはこれらの壁は、熱 良導性の金属から構成するのが良い。 図３の実施例においても明らかなように、還元剤収容部８は燃料収容部６の内 部に配置されている。ここで還元剤収容部８は、特に可撓性の壁を有している。 これは特に袋として形成されている。この袋は両側の横側保持壁１８、２０によ って燃料収容部６のほぼ中央部に保持されている。還元剤収容部８は、ここでも 通路１６を介して単一構造ユニット２の上側面における給排口１２に結合されて いる。 還元剤収容部８内の還元剤Ｒが凍結しないことおよび／又は凍結後に容易に再 び解凍されることを保証するために、図２に示されているヒータ２２が追加的に 設けられる。このヒータ２２は特に電気ヒータがよい。このようなヒータ２２の 設置は、特に還元剤Ｒとして水溶性尿素溶液を利用する車両において有効である 。 要約すれば、図２および図３に基づいて、還元剤収容部８は燃料Ｋで包囲され ていることによって、凍結の危険が防止される。車両においてディーゼル燃料Ｋ が供給路および帰還路を介してエンジン部品、例えば搬送ポンプあるいは制御装 置を冷却するために利用されるので、運転中ディーゼル燃料Ｋは僅かに温度上昇 し、この温度上昇はタンク全体、即ち単一構造ユニット２全体の温度上昇に貢献 する。 上述の還元剤Ｒの直接加熱のほかに、燃料空間６に戻るディーゼル燃料Ｋの温 度に依存した加熱によって、単一構造ユニット２の全内容物の温度レベルが高め られる。これによって、溶液内に存在する還元剤Ｒの凍結が防止される。これに よって場合によっては、例えば低い外気温のもとで長時間停止した後での凍結溶 液の解凍が支援される。 還元剤収容部８として袋あるいは尿素溶液タンクを備えた図３に示す実施例は 、溶液の解凍中における体積膨張が構造部品を損傷させないという利点を有する 。

【手続補正書】 【提出日】平成１１年１２月２７日（１９９９．１２．２７） 【補正内容】 請求の範囲 １．排気ガスを浄化するために還元剤（Ｒ）で作動する排気ガス浄化装置が装備 され、その還元剤（Ｒ）を貯蔵するために還元剤収容部（８）が設けられている 内燃力原動機を運転するために用意された燃料（Ｋ）を貯蔵するための燃料容器 において、この燃料収容部（６）が還元剤収容部（８）と単一構造ユニット（２ ）にまとめられており、しかも還元剤収容部（８）の少なくとも１つの壁が熱良 導的に形成されている ことを特徴とする燃料容器。 ２．単一構造ユニット（２）が全体として、少なくとも１つのホルダ（１４）に よって車両に固定できることを特徴とする請求項１記載の燃料容器。 ３．燃料収容部（６）が還元剤収容部（８）のそばに配置され、この還元剤収容 部（８）から隔壁（４）によって分離されていることを特徴とする請求項１又は ２記載の燃料容器(図１参照)。 ４．隔壁（４）が熱良導性金属から成っていることを特徴とする請求項３記載の 燃料容器(図１参照)。 ５．燃料収容部（６）の中に還元剤収容部（８）が配置されていることを特徴と する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料容器(図２、図３参照)。 ６．還元剤収容部（８）が堅い壁を有していることを特徴とする請求項１ないし ５のいずれか１つに記載の燃料容器(図１、図２参照)。 ７．燃料収容部（６）の中に還元剤収容部（８）が吊り下げられていることを特 徴とする請求項５又は６記載の燃料容器(図２、図３参照)。 ８．燃料収容部（６）が還元剤収容部（８）と同じように円筒状あるいは直方体 状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の 燃料容器。 ９．還元剤収容部（８）の少なくとも１つの壁が、好適には金属から成っている ことを特徴とする請求項８記載の燃料容器(図２参照)。 １０．還元剤収容部（８）が可撓性の壁を有していることを特徴とする請求項１ ないし７のいずれか１つに記載の燃料容器(図３参照)。 １１．還元剤収容部（８）が袋として形成されていることを特徴とする請求項１ ０記載の燃料容器(図３参照)。 １２．燃料収容部（６）の中に袋に対する少なくとも１つの横側保持壁（１８、 ２０）が設けられていることを特徴とする請求項１１記載の燃料容器。 １３．還元剤収容部（８）がその上側面に給排口（１２）を有していることを特 徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の燃料容器(図２、図３参照) 。 １４．還元剤収容部（８）に対し、ヒータ（２２）が設けられていることを特徴 とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の燃料容器。 １５．還元剤（Ｒ）として尿素溶液が用意されていることを特徴とする請求項１ ないし１４のいずれか１つに記載の燃料容器。 １６．請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の燃料収容部（６）を備えた内 燃力原動機、特にディーゼルエンジン。 １７．車両上に存在していることを特徴とする請求項１６記載の内燃力原動機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワイグル、マンフレート ドイツ連邦共和国 デー―93161 ジンチ ング フルールヴェーク ３アー (72)発明者 ホフマン、ロタール ドイツ連邦共和国 デー―96264 アルテ ンクンシュタット クロスターシュトラー セ 48

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．排気ガスを浄化するために還元剤（Ｒ）で作動する排気ガス浄化装置が装備 され、その還元剤（Ｒ）を貯蔵するために還元剤収容部（８）が設けられている 内燃力原動機を運転するために用意された燃料（Ｋ）を貯蔵するための燃料容器 において、この燃料収容部（６）が還元剤収容部（８）と単一構造ユニット（２ ）にまとめられていることを特徴とする燃料容器。 ２．単一構造ユニット（２）が全体として、少なくとも１つのホルダ（１４）に よって車両に固定できることを特徴とする請求項１記載の燃料容器。 ３．燃料収容部（６）が還元剤収容部（８）のそばに配置され、この還元剤収容 部（８）から隔壁（４）によって分離されていることを特徴とする請求項１又は ２記載の燃料容器（図１参照）。 ４．隔壁（４）が熱良導性金属から成っていることを特徴とする請求項３記載の 燃料容器（図１参照）。 ５．燃料収容部（６）の中に還元剤収容部（８）が配置されていることを特徴と する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料容器（図２、図３参照）。 ６．還元剤収容部（８）が堅い壁を有していることを特徴とする請求項１ないし ５のいずれか１つに記載の燃料容器（図１、図２参照）。 ７．燃料収容部（６）の中に還元剤収容部（８）が吊り下げられていることを特 徴とする請求項５又は６記載の燃料容器（図２、図３参照）。 ８．燃料収容部（６）が還元剤収容部（８）と同じように円筒状あるいは直方体 状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の 燃料容器。 ９．還元剤収容部（８）の少なくとも１つの壁が熱良導的に形成され、好適には 金属から成っていることを特徴とする請求項８記載の燃料容器（図２参照）。 １０．還元剤収容部（８）が可撓性の壁を有していることを特徴とする請求項１ ないし７のいずれか１つに記載の燃料容器（図３参照）。 １１．還元剤収容部（８）が袋として形成されていることを特徴とする請求項１ ０記載の燃料容器（図３参照）。 １２．燃料収容部（６）の中に袋に対する少なくとも１つの横側保持壁（１８、 ２０）が設けられていることを特徴とする請求項１１記載の燃料容器。 １３．還元剤収容部（８）がその上側面に給排口（１２）を有していることを特 徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の燃料容器（図２、図３参照 ）。 １４．還元剤収容部（８）に対し、ヒータ（２２）が設けられていることを特徴 とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の燃料容器。 １５．還元剤（Ｒ）として尿素溶液が用意されていることを特徴とする請求項１ ないし１４のいずれか１つに記載の燃料容器。 １６．請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の燃料収容部（６）を備えた内 燃力原動機、特にディーゼルエンジン。 １７．車両上に存在していることを特徴とする請求項１６記載の内燃力原動機。