专利名称：通气装置、液罐和发动机的排气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通气装置、液罐和发动机的排气净化装置，尤其涉及尿素水储存用液罐中尿素在通气装置内析出的技术。
背景技术：
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作为对从柴油发动机排出的氮氧化物(以下称为“NOx” )进行后处理来净化的技术已知有基于尿素SCR(选择催化还原)法的技术。该尿素SCR法通过将氨气向排气添加、将氨气作为还原剂使NOx还原以实现净化，为了促进NOx的还原，在排气通路中设置有还原催化剂。考虑到便于储存，将氨气的前躯体即尿素以水溶液的状态在罐中予以储存，在实际的运行中，由该罐供给尿素水，在还原催化剂的上游向排气通路内喷射(专利文献I)。该基于尿素SCR法的技术适用于装载在卡车等大型车辆上的柴油发动机的排气净化，已进入实用化。专利文献I :日本专利申请公开第2000-027627号公报(段落编号0013)在此，在储存尿素水的罐中除了设有用于将储存着的尿素水送往供给泵的供给管以外还设有用于释放罐内压力的通气管。在供给尿素水时外部气体通过该通气管导入，从而将罐内的压力保持成一定。然而，对于具有这样的通气口的罐会存在以下问题，即当罐因来自发动机的振动的传递或路面凹凸等而振动时，储存着的尿素水会产生晃动，尿素水会沿着罐的内壁或弹起而粘附到通气管上。若对粘附的尿素水放任不管的话，该尿素水就会与来自外部的空气接触而干燥，从而导致尿素的析出，并且若粘附和析出不断反复的话，析出的尿素会堆积，导致通气管内局部或完全堵塞。尽管可以考虑在通气管的开口附近安装开设有通气孔的罩子以防止尿素水粘附到通气管上，但若尿素水实际粘附到通气管上的话就无法避免尿素从该尿素水中析出。另外，出于提高相对尿素水的耐久性的需要，例如对通气管的原材料采用不锈钢时，尿素水会粘附在将不锈钢件接合成圆筒状时所形成的电焊部上，该尿素水沿电焊部流动而集中到电焊部的末端，其结果助长尿素的析出引起的堵塞。不仅是储存尿素的罐，对于一般的液罐来说，若对粘附在通气管上的液体不采取措施的话就会妨碍外部气体通过通气管顺畅地导入。综上所述，对于设置在液罐上的压力释放用的通气装置最好将粘附的液体顺畅地送回液罐内以避免放置该液体而引起弊端
发明内容
本发明的目的在于提供一种考虑了以上问题的通气装置、液罐和发动机的排气净
化装置。本发明的液罐的通气装置，是设置在液罐上的压力释放用的通气装置，包括赋予该通气装置相对液罐的固定强度的固定部；以及与该固定部结合的连通部。该连通部形成将液罐内与外部连通用的通气装置的通气口，所述固定部通过将薄板状的不锈钢接合成圆筒状而成，并形成为轴向贯通的中空的圆筒状，所述连通部由同轴状地插入所述固定部内的与所述固定部分体的树脂制的筒部件形成，在连通部，所述通气口的内表面由树脂形成。本发明的另一种液罐的通气装置，是设置在液罐上的压力释放用的通气装置，包括固定部，其赋予该通气装置相对液罐的固定强度；连通部，其与所述固定部结合，并形成用于将液罐内与外部连通的该通气装置的通气口 ；以及通气管，其安装在所述固定部的处于液罐外的一端，并形成与所述通气口连通的气体流通路，所述固定部形成为轴向贯通的中空的圆筒状，所述连通部是使作为所述通气管的一部分的所述通气管的一端延伸至所述固定部内而形成的，在所述连通部，所述通气口的内表面由树脂形成。
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本发明的另一种液罐的通气装置，是设置在液罐上的压力释放用的通气装置，其特征在于，包括固定部，其赋予该通气装置相对液罐的固定强度；以及连通部，其与所述固定部结合，并形成用于将液罐内与外部连通的该通气装置的通气口，所述连通部由树脂制的筒部件形成，所述通气口的内表面由树脂形成，而且，所述连通部具有配置在液罐内部的突出部，在该突出部具有移动堵塞装置，所述移动堵塞装置设置成在接近所述通气口的第一位置与比该第一位置远离所述通气口且位于液罐的满水位置上方的第二位置之间自由移动，在所述第一位置，所述移动堵塞装置堵住所述通气口，而在所述第二位置，则开放所述通气口，所述固定部从该连通部的外周扩大，并由与该连通部成一体的树脂形成。本发明的液罐，包括形成液体储存部的罐体；安装在该罐体上的所述通气装置。本发明的发动机的排气净化装置包括设有所述通气装置的液罐，将储存在该液罐内的氨气或其前躯体的水溶液在排气通路中设有的还原催化剂上游处向排气添加。发明效果采用本发明，由于在通气装置的连通部，通气口的内表面由树脂形成，因此，即使液罐内液体因振动等而发生晃动导致液体粘附到通气装置上，也可使该液体顺利地返回液罐内。因此，在将尿素水储存在液罐内的情况下，也可避免对粘附在通气装置上的尿素水不采取措施所引起的尿素的析出，能很好地维持通气装置本来的释放压力的功能。而且，对于一般的液罐来说，由于能使粘附在通气装置上的液体顺利地返回液罐内，因此能避免对外部气体通过通气装置顺畅地导入的妨碍。本发明的其他目的和特征可通过参照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2006-098568号的内容。
图I是本发明第一实施形态的发动机的排气净化装置的构成。图2是同上实施形态的液罐的俯视图。图3是同上液罐的侧视图。
图4是同上液罐的盖部的放大剖视图。图5是本发明第一实施形态的通气装置的构成。图6是同上通气装置的作为连通部的内管。图7是本发明第二实施形态的通气装置的构成。图8是本发明第三实施形态的通气装置的构成。(符号说明)I发动机2排气通路
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3还原催化剂101 液罐111供给管112返回管151尿素水的喷射装置155喷射装置本体156 喷嘴201控制单元121通气管122 内管125通气软管A1、A2、A3 通气装置P 通气口
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I表示本发明第一实施形态的发动机I的排气净化装置的构成。本实施形态的发动机I是柴油发动机，构成车辆(在此为卡车等大型车辆)的驱动源。本实施形态中，将向发动机I的排气中添加的还原剂储存在液te IOi中。该液IOi为了释放压力而具有本实施形态的“通气装置”。另外，在本实施形态中，作为NOx的还原剂采用了氨气，考虑到在车上便于处理，将尿素水储存在液罐101内。该尿素水是将氨气的前躯体即尿素预先做成水溶液的状态。在发动机I的排气通路2的总管部2a的下游设有还原催化剂3。排气中的NOx在该还原催化剂3上还原而净化后朝大气中放出。在还原催化剂3的上游设有尿素水的喷射装置(相当于本实施形态的“添加装置”)151，在发动机I运行时，利用该喷射装置151将尿素水向排气通路2内喷射。喷射出的尿素水中的尿素因排气热量而发生加水分解，从而生成作为还原剂的氨气。生成的氨气在还原剂催化剂3上将NOx高效地还原，由此转换为无害的气体。尿素水储存在液罐101内，在实际运行时，尿素水被未图示的供给泵加压而从该液罐101向喷射装置151供给。喷射装置151通过尿素水供给管111与液罐101连接，尿素水通过该供给管111被压送到喷射装置151。喷射装置151包括喷射装置的本体155，其将从液罐101供来的尿素水与辅助用的空气混合；喷嘴156，其基端侧安装在该本体155上，顶端侧插入排气通路2内。喷嘴156的顶端156a朝向还原催化剂3的上游侧的端面3a配置。喷射装置151除了供给管111以外还通过返回管112与液罐101连接。供给到喷射装置151内的尿素水中，利用喷嘴156喷射到排气中的尿素水以外的剩余的尿素水通过该返回管112返回液罐101。在喷射装置151中，辅助用的空气从未图示的气罐以压缩的状态供给到本体155内。喷射装置151对尿素水的喷射量由控制单元201根据发动机I的运行状态等来控制。本实施形态中，为了检测运行状态，设有检测驾驶员对油门的操作量的油门传感器211 ;检测曲轴旋转角度的曲柄角度传感器212 ;以及检测发动机冷却水温度的温度传感器213等。可根据来自曲柄角度传感器212的输出来算出发动机的转速。图2利用俯视图来表示本实施形态的液罐101，图3利用侧视图来表示该液罐101。图4利用剖视来放大表示液罐101的盖部IOla的构成。以下适当参照图2、图3，利用图4对通气管121的构成进行说明。该通气管121构成“固定部”，如下所述，插入作为“连通部”的内管122，从而构成本实施形态的“通气装置”。液罐101具有通气管121，该通气管121在基端侧上下贯通液罐101的盖部IOla·并固定在该盖部IOla上。通气管121相对盖部IOla的固定可通过诸如压入的方式来实现。本实施形态中，考虑到相对尿素水的耐久性，通气管121通过将薄板状的不锈钢成形为圆筒状后接合制作而成。在通气管121的远离盖部IOla的一端设有朝径向外侧鼓出的鼓出部121a。橡胶制的通气软管125与通气管121连接，在发动机I运行时，外部气体通过通气软管125和通气管121导入，从而释放液罐101内的压力。通气软管125用于防止来自液罐101外的杂物的混入，其沿盖部IOla的上表面延伸到液罐101的侧方，其末端在铅垂方向朝向下方(图3)。液罐101利用支架等固定在车辆的框架上。图中，双点划线U表示尿素水的液面，供给管111在液罐101内延伸到底部附近，而通气管121则在液面U的上方即盖部IOla的下表面附近终结。图5利用包含通气管121的中心轴的截面来表示本实施形态的通气装置Al的构成，图6利用侧视图表示该通气装置Al的作为“连通部”的内管122。通气装置Al通过将作为“连通部”的内管122插入作为“固定部”的通气管121内而成。如上所述，通气管121为不锈钢制，例如压入液罐101的盖部IOla内，赋予通气装置Al相对液罐101的固定强度。内管122为树脂制，形成为外径比通气管121的内径稍小的圆筒状，并对尿素水具有防水性。该防水性可以是作为材料的树脂本来就具有的，但出于防止尿素水粘附的观点，也可涂布防水材料来特地使其具有防水性。内管122同轴状地插入通气管121内，利用通气装置Al形成该液罐101的通气口 P。液罐101的内部通过该通气口 P与外部连通。如图6所示，在内管122的顶端(图6中为上端)形成有凸缘部122a，通过使该凸缘部122a与通气管121的鼓出部121a卡合，内管122就可相对通气管121定位。在内管122的外周上在轴向空开间隔地设有多个突部122b，通过这些突部122b与通气管121的内表面紧密接触，内管122能以适度的强度相对通气管121固定。沿通气管121与内管122之间的间隙流动的尿素水被紧密接触的突部122b遮断，从而可防止来自液罐101的尿素水的泄漏。通气软管125以覆盖通气管121的鼓出部121a和内管122的凸缘部122a的状态连接。内管122在插入通气管121内的状态下其基端122c从通气管121突出而延伸到液罐101内。
如上所述，采用本实施形态，通过将树脂制的内管122插入通气管121内来构成通气装置Al，使形成通气口 P的通气装置Al的内表面用树脂形成，从而通气口 P的内表面(即内管122的内表面)光滑并具有适度的防水性。因此，即使液罐101内尿素水因行驶中的振动等而发生晃动导致尿素水粘附到通气装置Al上，粘附的尿素水也可因振动或重力的作用而容易地从通气装置Al掉落，从而返回液罐101内。因此，可避免对粘附在通气装置Al上的尿素水不采取措施所引起的尿素的析出，能确保通气口的实际截面积，维持通气装置Al本来的释放压力的功能。用树脂形成通气口 P的内表面的方法，并不限于将内管122等管子部件插入的方式，也可对通气管121的内表面涂布树脂材料。以下对本发明的其他实施形态进行说明。对与第一实施形态对应的部件或部分由与图5、图6相同的符号来表示。以下所示的各实施形态也是利用重力等的作用使粘附在通气装置A2、A3上的尿素水掉落到液罐101内，从而得到防止尿素析出的效果。图7利用剖视表示本发明第二实施形态的通气装置A2的构成。·本实施形态的通气装置A2其装置整体由树脂形成。即，该通气装置A2利用圆筒状的树脂管132构成“连通部”，使该树脂管132上形成从其外周向径向外侧扩大的法兰部131，构成与连通部一体的“固定部”。在法兰部131的圆周方向上空开间隔设有多个螺孔，螺栓135插入各个螺孔内，将法兰部131紧固在液罐101的盖部IOla上。在法兰部131与液罐101之间夹设有橡胶制的0形环136来确保液罐101的气密性。树脂管132上下贯通液罐101的盖部IOla并向液罐101内突出，在该树脂管132的突出部132b上设有本实施形态的“移动堵塞装置”。即，树脂管132其内部整体在轴向上贯通形成，在突出部132b该通孔Ha的直径扩大(该直径扩大的部分132z相当于后述的移动体的“收纳部”)。在突出部132b的顶端朝通孔Ha的中心轴向内侧突出地设有截面呈钩状的卡扣部132c，通过该卡扣部132c在突出部132b内保持作为“移动堵塞装置”的移动体137。在本实施形态中，该移动体137由树脂制的球构成，在突出部132b内，移动体137处于在树脂管132的孔Ha内沿轴向移动自如的状态。形成有多个径向贯通突出部132b的侧壁的孔Hb，通气口 P通过该侧壁的孔和通孔Ha与液罐101的内部连通。采用本实施形态，由于通气口 P的内表面由树脂形成，因此除了可获得防止尿素析出的效果以外尤其还可得到以下的效果。即，采用本实施形态，当液罐101本身产生大的摇晃或储存着的尿素水弹起而与移动体137冲突时，该移动体137朝上方移动(移动后的位置用双点划线137’表示)，从而堵塞通气口 P，可防止尿素水进入通气口 P内。而平时通气装置A2的通气性则由侧壁上形成的孔Hb来确保。在图7中，用箭头F表示平时导入的气体流动。图8利用剖视表示本发明第三实施形态的通气装置A3的构成。本实施形态的通气装置A3利用不锈钢制的圆筒管(即通气管)121构成“固定部”，利用通气管121赋予相对液罐101的固定强度，这点与第一实施形态的情况相同，其特征在于，形成通气口 P的内表面的“连通部”是与通气管121连接的通气软管125的一部分142。即，本实施形态中，通气软管125以覆盖通气管121的鼓出部121a的状态连接，且在该连接部，通气软管125形成为外筒部141和内筒部142这样的双重圆筒状，利用外筒部141与通气管121连接，能确保通气装置A3的气密性。另一方面，内筒部142的外径比通气管121的内径稍小，内筒部142的长度设定成其顶端142a仅从通气管121突出。在内筒部142的外周，在轴向上空开间隔形成有多个突部142b，使内筒部142在通气管121内的状态稳定。通气软管125由橡胶制成，从这意义上说，本发明的“树脂”包含橡胶。采用本实施形态，利用内筒部142将通气口 P的内表面作为通气软管125的一部分形成，因而可同时得到能削减零件个数、防止尿素析出的效果、提高通气软管125相对通气管121的固定强度的效果这样的优点。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
1.一种液罐的通气装置，是设置在液罐上的压力释放用的通气装置，其特征在于，包括 固定部，其赋予该通气装置相对液罐的固定强度； 连通部，其与所述固定部结合，并形成用于将液罐内与外部连通的该通气装置的通气口 ；以及 通气管，其安装在所述固定部的处于液罐外的一端，并形成与所述通气口连通的气体流通路， 所述固定部形成为轴向贯通的中空的圆筒状， 所述连通部是使作为所述通气管的一部分的所述通气管的一端延伸至所述固定部内而形成的， 在所述连通部，所述通气口的内表面由树脂形成。
2.如权利要求I所述的液罐的通气装置，其特征在于，所述连通部从所述固定部中的靠近液罐内部一侧的端面突出。
3.如权利要求I所述的液罐的通气装置，其特征在于，所述固定部通过将薄板状的不锈钢接合成圆筒状而成。
4.如权利要求I 3中的任一项所述的液罐的通气装置，其特征在于，设置在储存尿素水的液罐上。
5.—种液罐,其特征在于,包括 形成有液体储存部的罐体； 安装在所述罐体上的权利要求I 3中的任一项所述的通气装置。
6.一种发动机的排气净化装置，其特征在于，包括 设置在发动机的排气通路上的还原催化剂； 将氨气或其前躯体以水溶液的状态予以储存的权利要求5所述的液罐；以及将储存在所述液罐内的氨气或其前躯体的水溶液在所述还原催化剂上游向排气添加的添加装置。
全文摘要
释放压力用的通气装置(A1)包括作为固定部的通气管(121)；以及作为连通部的内管(122)，利用通气管(121)来确保通气装置(A1)相对液罐(101)的固定强度。内管(122)用于形成将液罐(101)内与外部连通的通气口(P)，形成该通气口(P)的内表面由树脂形成。
文档编号F01N3/20GK102787886SQ20121013952
公开日2012年11月21日 申请日期2007年2月15日 优先权日2006年3月31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