专利名称：液罐及其通气装置和发动机的排气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液罐及其通气装置和发动机的排气净化装置，尤其涉及在装载在车辆上的 液罐中防止液体经由为排压而设置的通气口流出的技术。
背景技术：
在具有作为驱动源的内燃机(以下简称为"发动机")的车辆上载放着液罐，该液罐 用于储存发动机运行时使用的润滑油或燃料等(专利文献l)。近年来，作为发动机的排气 净化装置，正在开发基于尿素SCR (选择催化还原)法的装置，并已进入实用化。基于该 尿素SCR法的排气净化装置中，装载着用于储存作为液体还原剂的尿素水(日文尿素水) 的液罐(专利文献2)。在液罐中，除了储存着的液体的吸出口以外还设有排压用的通气口， 该通气口将液罐内部与液罐外部连通。该通气口一般构成为将液罐内部向大气开放。在从 液罐吸出液体时，外部气体从通气口流入，从而将液罐内的压力保持一定。
专利文献l:日本专利申请公开第07 — 208138号公报(段落编号0024 0027) 专利文献2:日本专利申请公开第2000 — 027627号公报(段落编号0013) 然而，对于具有这种通气口的液罐，存在因车辆行驶时发动机或车体的振动而导致储 存的液体从通气口朝外部流出的问题。
在车辆行驶过程中，发动机或车体的振动传递给液罐，当液罐壁面振动时，该壁面的 振动会传递给液罐内的空气而使空气振动，从而使内部的空气从液罐经由通气口间断地流 出。根据振动频率的不同，液罐壁面产生共振，这样的现象显著。在此，因发动机等的振 动或车辆的加减速，液罐内的液体会产生摇晃或波动，当液体粘附在通气口周围时，该粘 附着的液体会与内部空气一起经由通气口向外部流出。
发明内容
有鉴于此，本发明为了防止液体经由通气口流出，提供一种液体难以粘附在通气口周 围的结构。即本发明提供一种液罐及其通气装置和发动机的排气净化装置。
本发明的液罐，包括储存液体的罐体，其设有将内部与罐体外连通用的通气口；以 及遮蔽板，其在罐体内部以围住所述通气口的形态安装在所述罐体上，并形成与所述通气 口相连的隔室。所述遮蔽板具有第一部分，该第一部分相对所述通气口位于水平方向的侧 方，并形成将所述隔室与除所述隔室以外的所述罐体内的空间连通的开口部，在该第一部 分以外的第二部分，遮断所述隔室与所述罐体内的空间之间的液体移动。
本发明的发动机的排气净化装置，包括:用于储存所述液体即液体还原剂的上述液罐; 设置在发动机的排气通路上的NOx的还原催化剂；以及将储存在所述液罐内的液体还原剂 在所述还原催化剂上游向排气供给的装置。
本发明的液罐的通气装置，是设置在液罐上的排压用的通气装置，包括通气管，其 形成有用于将液罐内部与液罐外连通的通气口；以及遮蔽板，其在液罐内部以围住所述通 气口的形态相对该通气管配置并形成与所述通气口相连的隔室。所述遮蔽板具有第一部 分，该第一部分在相对所述通气口的水平方向侧方围住所述通气口，并形成将所述隔室与 除所述隔室以外的所述液罐内的空间连通的开口部；以及第二部分，该第二部分位于所述 通气口的下方，遮断所述隔室与所述液罐内的空间之间的液体移动。
采用本发明，在液罐内部，以围住通气口的状态配置遮蔽板，该遮蔽板的相对通气口 位于水平方向侧方的第一部分允许隔室与除该隔室以外的液罐内的空间(在没有特别说明 的情况下，称为"液罐内的空间"或"罐体内的空间"时表示隔室以外的空间)之间的空 气流通，而该第一部分以外的第二部分遮断隔室与液罐内的空间之间的液体移动。因此， 即使车辆行驶时液罐内的液体因发动机的振动等而产生晃动或波动，也可利用第一部分
(不包括开口部)和第二部分来抑制液体粘附在通气口的周围，从而防止液体经由通气口 流出。液罐内的排压通过通气口、遮蔽板所形成的隔室和第一部分的开口部来实现。 本发明的其它目的和特征，可通过参照了附图的以下说明得以理解。
本案的一部分引入并参照了成为优先权主张基础的日本专利申请第2006 — 085019号 的内容。
图l是本发明第一实施形态的发动机的排气净化装置的简化结构图。
图2是同上实施形态的液罐的正面立体图。
图3是同上液罐的主剖视图。图4是同上液罐的侧剖视图。
图5是本发明第二实施形态的液罐的主剖视图。
图6是同上液罐的侧剖视图。
图7是遮蔽板的安装部的放大立体图。
图8是构成遮蔽板的L字形部件的主视图。
图9是同上L字形部件的俯视图。
图10是使用同上L字形部件所构成的遮蔽板的安装部的仰视图。 (符号说明)
1柴油发动机，2排气通路，3还原催化剂，4尿素水喷嘴，5、 8还原剂供给 管，6还原剂供给装置，7液罐，9还原剂返回管，IO控制单元，101油门传感器， 102曲柄角度传感器，103冷却水温度传感器，11添加口， 20顶盖，21热交换管， 22冷却水供给口， 23冷却水排出口， 24通气管，25通气口， 26通气软管，30、 40遮蔽板，31构成遮蔽板的U字形部件，41构成遮蔽板的L字形部件，31a、 41a遮 蔽板的第一部分，31b、 41b遮蔽板的第二部分，32、 42隔室，33、 43遮蔽板的开口 部，44、 45侧板。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。 图l是本发明第一实施形态的发动机l的排气净化装置的简化结构图。 在本实施形态中，发动机l是柴油发动机，构成车辆(在此为卡车等大型车辆)的驱 动源。
在发动机1的排气通路2中夹设有氮氧化物(以下称为"N0x")的还原催化剂3，排气 中的N0x被该还原催化剂3还原而得到净化。本实施形态中，为了还原净化该NOx，将作为 液体还原剂的尿素水供向排气，在还原催化剂3的上游设有尿素水喷嘴(以下简称"喷嘴") 4。喷嘴4从外部贯通排气通路2的管壁并插入排气通路2内，其顶端朝向还原催化剂3的上 游侧的端面。
向排气供给的尿素水储存在液罐7内。考虑到在车上便于处理，尿素水是将氨气的前 躯体即尿素预先做成水溶液的状态。液罐7通过还原剂供给管8与还原剂供给装置6连接。 该还原剂供给管8形成将尿素水向还原剂供给装置6输送的输送通路，构成输送通路的部件 相当于本发明的"管部件"。利用未图示的供给泵将液罐7内的尿素水通过还原剂供给管8送入还原剂供给装置6。还原剂供给装置6通过还原剂供给管5与喷嘴4连接，送至还原剂供 给装置6的尿素水与压縮空气一起通过还原剂供给管5供向喷嘴4。供给于排气的尿素因排 气热量而发生加水分解，从而生成氨气，并作为N0x的还原剂供给于还原催化剂3。还原剂 供给装置6除了通过还原剂供给管8与液罐7连接以外，还通过还原剂返回管9与液罐7连接。 从液罐7供给到还原剂供给装置6的尿素水中，没有供给到喷嘴4的剩余尿素水通过该还原 剂返回管9而返回到液罐7。
还原剂供给装置6的动作由来自电子控制单元(兼作发动机l的控制单元，以下简称为 "控制单元")IO的信号控制。控制单元10根据发动机1的运行状态等进行有关还原剂供给 动作的规定运算，对还原剂供给装置6输出指令信号。本实施形态中，为了检测运行状态， 设有检测驾驶员对油门踏板的操作量的油门传感器101;检测曲轴旋转角的曲柄角度传 感器102;检测发动机冷却水温度的温度传感器103等。可根据来自曲柄角度传感器102的 信号来算出发动机转速。
图2是表示本实施形态的液罐7整体构成的正面立体图。
液罐7整体形成为长方形，其进深D相对于宽度W (和高度H)较小，在车辆内，将进深 D的方向设置成与车辆的行进方向一致。在液罐7的左侧壁7a上部设有用于补充尿素水的添 加口ll。
图3和图4表示本实施形态的液罐7的内部结构，图3是从正面看到的液罐7的剖视图， 图4是从右侧看到的剖视图。
.在液罐7的上壁7b设有开口部，用于将还原剂供给管8和后述的热交换管21插入液罐7 内，顶盖20紧固在上壁7b上以封闭该开口部。还原剂供给管8、热交换管21和还原剂返回 管9贯通顶盖20并固定在顶盖20上。在紧固了顶盖20的图示状态下，还原剂供给管8延伸至 液罐7的底部(在图3中其顶端用符号8a表示)。还原剂返回管9终止在顶盖20的下表面附近， 在液罐7装满时的水位Hf上方开口 (图4中，其顶端用符号9a表示)。
在液罐7的内部配置有热交换管21。该热交换管21是将棒状的管子弯曲而成的，构成 通过使发动机冷却水流动在该发动机冷却水与液罐7内的尿素水之间授受热量的热交换 器。热交换管21的两端贯通顶盖20而延伸至液罐7外， 一个开口部22形成为发动机冷却水 的供给口，另一个开口部23形成为发动机冷却水的排出口。热交换管21构成发动机冷却水 的循环路径的一部分，使被发动机1加热后的发动机冷却水流过该热交换管21，从而对储 存在液罐7内的尿素水加热。在寒冷期间，在启动发动机l时，有时液罐7内尿素水呈冻结 的状态，通过使加热后的发动机冷却水流过热交换管21，就可促进冻结的尿素水解冻。而当液罐7内的尿素水被过度加热时，发动机冷却水起到制冷剂的作用，通过对尿素水进行 冷却，从而防止尿素的析出。
另外，在顶盖20上安装有向轴向贯通的通气管24，液罐7的内部通过该通气管24与液 罐7外连通，从而形成用于释放液罐7内压力的通气口25。通气管24从顶盖20朝上方延伸， 其上端与通气软管26的一端26a连接。通气软管26越过液罐7的右侧壁朝侧方延伸，其另一 端26b处于液罐7装满液体时的水位Hf附近并朝向下方。
另外，在顶盖20上安装有用于抑制尿素水粘附在通气口25周围的遮蔽板30。在本实施 形态中，遮蔽板30由将长方形的薄板弯曲成U字形的部件31构成，并以其U字形部件31的弯 曲部(相当于遮蔽板的"第二部分")31b朝向通气口25的下方的状态固定在顶盖20的下表 节上。弯曲部31b位于液罐7装满水时的水位Hf的上方。另外，遮蔽板30配置成在液罐7进 深D的方向即车辆的行进方向上横跨通气管24的开口部(即通气口25)，从而将液罐7的内 部相对通气口25划分为行进方向的前方和后方以及下方，并形成与通气口25相通的隔室 32。遮蔽板30中，在与液罐7内壁连续的部分(相当于"第一部分"，由U字形部件31的平 面部31a形成)上的、并在通气口25的车宽方向的左右位置形成有U字形的开口部33，通过 该开口部33将隔室32与除此外的液罐7内的空间连通。遮蔽板30以较大的宽度形成，在设 置在液罐7内的状态下，宽度W方向的尺寸大于进深D方向的尺寸。本实施形态中，遮蔽板 30直接与热交换管21接触。然而，遮蔽板30也可隔着传热体与热交换管21接触。遮蔽板30 与热交换管21也可焊接接合，此时焊料起到传热体的作用。
采用本实施形态可获得以下的效果。
艮P，本实施形态中，在液罐7的内部将U字形遮蔽板30设置成在车辆行进方向横跨通气 口25的形态，相对通气口25在车辆行进方向的前方和后方以及下方遮断尿素水移动。因此， 即使液罐7内的尿素水因发动机1的振动等和车辆的加减速而摇晃或波动，也可通过遮蔽板 30来抑制尿素水粘附在通气口25的周围，从而可防止尿素水经由通气口25流出。本实施形 态中，尤其使液罐7形成为宽度W方向相对进深D方向尺寸大的长方形，前后的壁面与左右 的壁面相比具有较大的面积，因而液罐7的壁面在因发动机1运行时的振动而产生振动时， 在液罐7内的前后壁面之间换言之在进深D方向容易产生波动。本实施形态中，如上所述通 过使遮蔽板30宽幅形成，在设置在液罐7内的状态下在宽度W方向具有较大的尺寸，因而可 利用遮蔽板30可靠地阻止前后壁面之间产生的波动，可抑制尿素水粘附在通气口25的周 围。通过使遮蔽板30在宽度W方向上具有较大的尺寸，因而当车体因行进方向变更等而引 起左右晃动时，能抑制尿素水绕过遮蔽板30的第一部分31a从开口部33到达通气口25。而且，通过使液罐7的进深D方向与车辆的行进方向一致，即使尿素水因车辆的加减速而产生 波动也可抑制尿素水的粘附。
另外，本实施形态中，使遮蔽板30与热交换管21接触，并使发动机冷却水流过该热交 换管21，从而使发动机冷却水的热量直接传递给遮蔽板30。因此，即使寒冷期间尿素水冻 结而在液罐7内形成冰，导致堵塞在遮蔽板30的开口部33，也可使其迅速融化，维持通气 口25的功能。另一方面，当尿素水被过度加热时，尿素水被发动机冷却水冷却，因而能防 止尿素从尿素水中析出。
以下对本发明的其他实施形态进行说明。
图5和图6表示本发明第二实施形态的液罐7的内部结构，图5是从正面看到的剖视图， 图6是从右侧看到的剖视图。另外，图7是表示本实施形态的遮蔽板40的安装部的构成的放 大立体图。在本实施形态中，液罐7以外的要素或局部构成也可与第一实施形态相同。另 外，在图5和图6中，对具有与第一实施形态相同功能或作用的零件或部分标注相同的符号 并省略对其的说明。
本实施形态的液罐7相对于第一实施形态来说遮蔽板40的构成具有特征。如图7放大所 示，在本实施形态中，遮蔽板40是通过利用焊接或钎焊等将L字形部件41与侧板44、 45接 合成箱状而成的。遮蔽板40以围住通气口25的状态安装在顶盖20的下表面上，将液罐7的 内部相对通气口25划分为车辆行进方向的前方、后方和左方以及下方，并形成与通气口25 相通的隔室42。遮蔽板40中，在从液罐7内壁连续的部分(相当于"第一部分"，由L字形 部件41的侧部41a和侧板44、 45形成)上的、相对通气口25为车宽方向的右侧位置形成有 四边形的开口部43，通过该开口部43将隔室42与除此外的液罐7内的空间连通。本实施形 态中，遮蔽板40的"第二部分"由L字形部件的底部41b形成。
图8和图9表示构成本实施形态的遮蔽板40的L字形部件41的构成，图8是主视图，图9 是俯视图。
L字形部件41是将平板状的薄板折弯成大致L字形而成的。分别由侧部41a形成遮蔽板 40的"第一部分"，由底部41b形成"第二部分"。
图10是本实施形态的遮蔽板40的安装部的仰视图。如该图所示，L字形部件41的侧部 41a相对于通气口25配置在水平方向的侧方(从车辆的行进方向看处于左侧)，底部41b配 置在通气口25的下方，在各自的位置分隔液罐7的内部。
侧板44、 45均形成为平板状，侧板44相对于通气口25将液罐7的内部划分为行进方向 的前方，侧板45相对于通气口25将液罐7的内部划分为行进方向的后方。在本实施形态中，配置在前方的侧板44兼作连接热交换管21和还原剂供给管8的传热板。即，侧板44与L字形 部件41的底部41b接合，并配置成同时与热交换管21和还原剂供给管8接触。当被发动机l 加热后的发动机冷却水流过热交换管21时，发动机冷却水的热量通过侧板44传递给还原剂 供给管8，对还原剂供给管8内的尿素水加热。
采用本实施形态，从车辆行进方向看，在通气口25的左侧配置L字形部件41的侧部41a， 从而能防止尿素水从通气口25的左侧进入而粘附。尤其是采用本实施形态，不仅能利用侧 板44抑制尿素水的粘附，还可使该侧板44兼有将热交换管21与还原剂供给管8连接的传热 板的功能，因而能促进还原剂供给管8内冻结的尿素水的融化，而且还可削减其所需的零 件个数和重量。
以上的遮蔽板其截面形成为U字形或L字形(整体为箱形)，但遮蔽板形状并不局限于 此，只要是在液罐内能围住通气口的形态即可。可根据液罐内产生的液体的晃动或波动方 向适当地选择。
另外，在第二实施形态中，使遮蔽板的一部分兼有传热板的功能，但可使遮蔽板兼有 的功能并不局限于此。可利用设置在液罐上的传热板以外的零件等构成遮蔽板。
此外，液罐的形状并不局限于以上说明的长方形，可采用多种形状。针对发动机运行 时的振动等预先确定液罐内产生的波动的方向，以遮断该方向上产生的波动的形态来设定 遮蔽板的形状(即开口部的位置)。
本发明并不局限于用于储存尿素水的液罐，也可适用于用于存储氨水和碳氢化合物类 的燃料等的尿素水以外的液体还原剂、润滑油和燃料等其他液体的液罐。
以上，利用较佳实施形态对本发明作了说明，但本发明的范围并不受该说明的限制， 可根据权利要求书的记载和适用条文作出判断。
权利要求
1.一种液罐，其特征在于，包括储存液体的罐体，其设有将内部与罐体外连通用的通气口；以及遮蔽板，其在罐体内部以围住所述通气口的形态安装在所述罐体上，并形成与所述通气口相连的隔室，所述遮蔽板具有第一部分，该第一部分相对所述通气口位于水平方向的侧方，并形成将所述隔室与除所述隔室以外的所述罐体内的空间连通的开口部，在该第一部分以外的第二部分，遮断所述隔室与所述罐体内的空间之间的液体移动。
2. —种液罐，其特征在于，包括储存液体的罐体，其设有将内部与罐体外连通用 的通气口；以及遮蔽板，其在罐体内部以围住所述通气口的形态安装在所述罐体上，并形 成与所述通气口相连的隔室，所述遮蔽板具有第一部分，该第一部分相对所述通气口在水平方向的侧方围住所述 通气口，并形成将所述隔室与除所述隔室以外的所述罐体内的空间连通的开口部；以及第二部分，该第二部分位于所述通气口的下方，遮断所述隔室与所述罐体内的空间之 间的液体移动。
3. 如权利要求1所述的液罐，其特征在于，所述遮蔽板由截面形成为U字形的单一部件构成。
4. 如权利要求1所述的液罐，其特征在于，所述通气口设置在所述罐体的盖部上。
5. 如权利要求1所述的液罐，其特征在于，所述罐体是进深小于宽度的长方形， 相对所述罐体的进深方向，所述遮蔽板的宽度方向尺寸较大。
6. —种安装在车辆上的如权利要求5所述的液罐，其特征在于，所述罐体以宽度方向 与车辆的左右方向一致的形态固定在车辆上。
7. —种安装在具有发动机的车辆上的如权利要求1所述的液罐，其特征在于，还具有 热交换管，该热交换管配置在所述罐体的内部，用于流通发动机冷却水。
8. 如权利要求7所述的液罐，其特征在于，所述热交换管配置成在所述罐体内部与所 述遮蔽板接触。
9. 如权利要求8所述的液罐，其特征在于，所述热交换管隔着传热体与所述遮蔽板接触。
10. 如权利要求7所述的液罐，其特征在于，还包括形成所述液体输送通路用的管部件， 所述热交换管通过所述遮蔽板与所述管部件热连接。
11. 如权利要求10所述的液罐，其特征在于，所述液体为尿素水，所述管部件用于构成将储存在所述罐体内的尿素水向所述罐体外输送的输送通路。
12. 如权利要求1所述的液罐，其特征在于，所述液体是尿素水。
13. —种发动机的排气净化装置，其特征在于，包括 如权利要求l所述的储存所述液体即液体还原剂的液罐； 设置在发动机的排气通路上的NOx的还原催化剂；以及将储存在所述液罐内的液体还原剂在所述还原催化剂上游向排气供给的装置。
14. 一种通气装置，设置在液罐上用于排压，其特征在于，包括 通气管，其形成有用于将液罐内部与液罐外连通的通气口；以及遮蔽板，其在液罐内部以围住所述通气口的形态相对该通气管配置并形成与所述通气 口相连的隔室，所述遮蔽板具有第一部分，该第一部分在相对所述通气口的水平方向侧方围住所述 通气口，并形成将所述隔室与除所述隔室以外的所述液罐内的空间连通的开口部；以及第二部分，该第二部分位于所述通气口的下方，遮断所述隔室与所述液罐内的空间之 间的液体移动。
全文摘要
一种液罐(7)，设有排压用的通气口(25)，在液罐(7)的内部设有围住通气口(25)的遮蔽板(30)。遮蔽板(30)用于形成连通通气口(25)的隔室(32)，在相对通气口(25)位于水平方向侧方的部分(31a)，将隔室(32)与除隔室以外的液罐(7)内的空间连通，而位于通气口(25)下方的部分(31b)遮断隔室(32)与除隔室以外的液罐(7)内的空间之间的液体移动。
文档编号B01D53/94GK101410600SQ20078001122
公开日2009年4月15日 申请日期2007年2月16日 优先权日2006年3月27日
发明者尾作靖司, 福田喜代史 申请人:日产柴油机车工业株式会社