[发明专利]还原剂供给装置和还原剂供给装置的控制方法及排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将从内燃机排出的排气的净化中使用的液体还原剂喷射到排气管内的还原剂供给装置和还原剂供给装置的控制方法以及排气净化装置。

背景技术

以往，作为去除从内燃机排出的排气中的氮氧化物(NO_X)的排气净化装置的一方式，具备用于将尿素水溶液喷射到排气管内的还原剂供给装置，和吸附通过尿素水溶液中的尿素的分解而生成的氨的同时、使所流入的排气中的NO_X选择性地与氨反应而还原的还原催化剂的尿素选择性催化还原(SCR、Selective Catalytic Reduction)系统得到实用化。

这种尿素SCR系统中使用的还原剂供给装置具备：容纳尿素水溶液的储藏槽、吸上并加压输送储藏槽内的尿素水溶液的泵、将所加压输送的尿素水溶液喷射到排气管内的还原剂喷射阀。

其中，作为液体的还原剂的尿素水溶液，调整到凝固点最低的浓度(例如32.5%浓度、凝固点≒－11℃)来使用，从而即使在寒冷地区也不会冻结。但是，尿素水溶液中的溶剂蒸发等而浓度升高时，凝固点升高，尿素水溶液易凝固。在内燃机的停止中途中，若在还原剂喷射阀或还原剂通路内尿素水溶液凝固，则不能适当地实行下次的尿素水溶液的喷射，因此，在内燃机的停止时，实行将还原剂供给装置内的尿素水溶液回收到储藏槽内的清洗处理(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-7560号公报(段落[0013]、[0021]等)。

发明内容

但是，即使实施清洗处理，现实上也难以全部回收存在于还原剂喷射阀的阀体的周围等微细的间隙的尿素水溶液。另外，还原剂供给装置具备还原剂喷射阀的冷却设备，在内燃机的运转中对还原剂喷射阀进行冷却，但是内燃机停止后，大多情况下该冷却设备的功能也停止，残留在还原剂喷射阀的内部的尿素水溶液易由于排气管等的热的影响而被加热。

若所残留的尿素水溶液被加热，则溶剂蒸发而浓度升高，因此尿素水溶液的凝固点升高。如此，随着时间推移，尿素水溶液被冷却的过程中，残留在还原剂喷射阀内的尿素水溶液易凝固，发生还原剂喷射阀的常闭状态的可能性升高。

若发生还原剂喷射阀的常闭状态，则在下次内燃机的起动时，即使在通过泵加压输送尿素水溶液的情况下，也难以排出存积在还原剂通路内的气体(空气或排气)，形成尿素水溶液不能到达还原剂喷射阀的状态。形成这种状态时，还原剂喷射阀通过排气热等被加热，只要周围的温度不超过凝固了的尿素水溶液的凝固点，则凝固了的尿素水溶液不会融解。如此，由于不能通过还原剂喷射阀开始尿素水溶液的喷射控制，因此期间的NO_X净化有可能不充分。

本发明的发明人鉴于这种问题，发现通过在还原剂通路的一部分设置满足规定条件的虹吸功能部，即使由于还原剂喷射阀内的尿素水溶液的凝固而使还原剂喷射阀为喷射不良状态时，开始驱动泵后，也可以快速地使尿素水溶液的一部分到达还原剂喷射阀，从而可以解决这种问题，完成了本发明。即，本发明的目的在于，提供可以使还原剂喷射阀内凝固了的尿素水溶液快速地融解，而提前开始尿素水溶液的喷射控制的还原剂供给装置和还原剂供给装置的控制方法以及排气净化装置。

根据本发明，提供下述还原剂供给装置，可以解决上述问题，该还原剂供给装置，为具备：容纳液体还原剂的储藏槽、加压输送还原剂的泵、将通过泵加压输送的还原剂喷射到内燃机的排气管内的还原剂喷射阀、和连接泵与还原剂喷射阀的还原剂通路，在停止内燃机后、实行将还原剂通路内的还原剂回收到储藏槽的清洗处理的还原剂供给装置，其特征在于，在还原剂通路的一部分具备虹吸功能部，该虹吸功能部用于即使在内燃机起动时、由于还原剂喷射阀内的还原剂的凝固而使还原剂喷射阀为喷射不良状态的情况下，开始驱动泵后，也使还原剂的一部分到达还原剂喷射阀而使凝固了的还原剂融解。

即，根据本发明的还原剂供给装置，可以使还原剂停留在还原剂通路的一部分所具备的虹吸功能部的同时，即使发生还原剂喷射阀的常闭的情况下，随着泵的驱动还原剂通路内的气体被压缩时，也可以使所停留的还原剂快速到达还原剂喷射阀内。其结果，可以使还原剂喷射阀内凝固了的还原剂快速地融解，可以提前开始通过还原剂喷射阀进行喷射控制。