タンクアセンブリ
液体還元剤（７４）を蓄積するためのタンクアセンブリ（７０）は、チャンバ（８２）を定義するタンク（７８）、開口（１０２）を有するとともに前記開口（１０２）から前記チャンバ（８２）までの充填通路（９８）の少なくとも一部分を定義するフィラー管（９４）、及びベントシステム（１３０）を含む。前記ベントシステム（１３０）は、前記チャンバ（８２）と前記充填通路（９８）との間の流体連通を提供する再循環ライン（１５０）を含む。前記再循環ライン（１５０）におけるフロートバルブ（１７４）は、前記再循環ライン（１５０）による液体（７４）の流通を阻止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００９年６月３０日付けで出願された米国仮特許出願シリアル番号６１／２２１，７６６に対する優先権が主張されており、その全てが参照されて組み込まれる。
【０００２】
本発明は、選択還元触媒システムにおける、尿素を主成分とする溶液等の液体還元剤を蓄積するためのタンクに関する。
【背景技術】
【０００３】
選択還元触媒（SCR）システムは、排気流で窒素酸化物を低減する圧縮着火機関で時々使用される。SCRシステムは、無水アンモニア、アンモニア水のような還元剤あるいは排気流の尿素を主成分とする溶液の使用を必要とする。若干のシステムにおいて、ディーゼル燃料は、アンモニアを生成するために化学的に改質される。したがって、還元剤がエンジンの主燃料から生じないとき、排気流中へ還元剤を注入する前に還元剤を蓄積するために別個のタンクが使用される。
【発明の概要】
【０００４】
液体還元剤を蓄積するためのタンクアセンブリは、チャンバを定義するタンク、開口を有するとともに開口からチャンバまでの第１通路の少なくとも一部を定義するフィラー管、及びベントシステムを含む。ベントシステムは、フロートバルブを含み、第２及び第３通路を定義する。第２通路は、チャンバからフロートバルブへの流体連通を提供する。第３通路は、フロートバルブから第１通路への流体連通を提供する。
【０００５】
フロートバルブは、第２及び第３通路間の流体連通が許容される開位置とフロートメンバが第２及び第３通路間の流体連通を阻止する閉位置との間を選択的に移動可能なフロートメンバを有する。
【０００６】
他の態様において、エンジンアセンブリは、複数個のシリンダを定義するエンジン、複数個のシリンダに対して選択的に流体連通される排気ガス通路を定義する排気システム、排気ガス通路に流体連通される触媒を含む選択還元触媒システム、及び排気ガス通路に対して選択的に流体連通されるチャンバを定義するタンク、を含む。フィラー管は、開口を有するとともに開口からチャンバまでの第１通路を少なくとも部分的に定義する。ベントシステムは、フロートバルブを有するとともに第２及び第３通路を定義する。第２通路は、チャンバからフロートバルブへの流体連通を提供する。第３通路は、フロートバルブから第１通路への流体連通を提供する。フロートバルブは、第２及び第３通路間の流体連通が許容される開位置と、第２及び第３通路の間の流体連通が阻止される閉位置との間を選択的に移動可能なフロートメンバを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の上述した特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付された図面に関連して説明される以下の本発明を実施するためのベストモードの詳細な説明から容易に明らかにされる。
【図１】図１は、エンジンとタンクアセンブリを有する選択還元触媒システムを含む車両パワートレインの概要図である。
【図２】図２は、図１のタンクアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図３】図３は、液体還元剤で満たされた図１のタンクアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図４】図４は、第１形状における図１−図３のタンクアセンブリのバルブアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図５】図５は、第２形状における図４のバルブアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図６】図６は、第３形状における図４のバルブアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図７】図７は、第４形状における図４のバルブアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図８】図８は、クレームされた発明に関連する他のタンクアセンブリ形状を断面で示す側面視の概要図である。
【図９】図９は、モジュラー構成メンバを有する図２のタンクアセンブリとともに用いられる他のタンクを断面で示す側面視の概要図である。
【図１０】図１０は、図９の他のタンクで使用可能なモジュールを断面で示す側面視の概要図である。
【図１１】図１１は、図９の他のタンクで使用可能な別のモジュールを断面で示す側面視の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、車両パワートレイン１０は、圧縮着火エンジン１４を含む。エンジン１４は、複数個のシリンダ２２を定義するシリンダブロック１８を含む。また、エンジン１４は、複数個のピストン２６を含み、当業者によって理解されるように、各ピストン２６は、各シリンダ２２に内部を平行移動可能に配置される。エアインテークマニホールド３０は、管路３４によってシリンダ２２へ空気を供給する。エンジン１４は、複数個のインテークバルブ（図示されていない）を含む。当業者によって理解されるように、各インテークバルブは、各シリンダ２２と各管路３４との間の流体連通をコントロールする。
【０００９】
また、エンジン１４は、シリンダ２２から大気４２まで排気ガス４０を送る排気システム３８を含む。より詳細には、排気システム３８は、ピストン２６が排気行程の間、シリンダ２２から排気ガスを受け取るために、管路５０を経由してシリンダ２２と選択的に流体連通される排気マニホールド４６を含む。エンジン１４は、複数個の排気バルブ（図示されていない）を含む。当業者によって理解されるように、各排気バルブは、各シリンダ２２と各管路５０と間の流体連通を制御する。
【００１０】
排気システム３８は、排気ガス４０を処理するための選択還元触媒（SCR）システム５４を含む。SCRシステム５４は、排気ガス４０を受け取るために排気マニホールド４６に流体連通される触媒５８を含む。より詳細には、図解された実施形態において、排気システム３８は、排気マニホールド４６から触媒５８まで排気ガス４０を導く排気通路６６を定義する導管６２を含む。
【００１１】
また、SCRシステム５４は、液体還元剤７４を蓄積するためのアセンブリ７０を含む。より詳細には、タンクアセンブリ７０は、液体還元剤７４を蓄積するように形成されたチャンバ８２を定義するタンク７８を含む。タンク７８からの液体還元剤７４が排気マニホールド４６と触媒５８との間の排気ガス４０の流れの中へ注入することができるように、導管８６は、チャンバ８２と通路６６との間に流体連通を提供する通路９０を定義する。例えば、ポンプ（図示されていない）は、チャンバ８２から還元剤７４を引き出すとともに、触媒５８の上流の導管６２の中へ注入するために通路９０における還元剤を加圧する。図解された実施形態において、還元剤７４は、アンモニアあるいは尿素である。
【００１２】
図２を参照すると、図１と同様の部品には同じ符号が付与されており、タンクアセンブリ７０は、タンク７８に対して作用可能に接続されるフィラー管９４を含む。フィラー管９４は、フィラー管９４の一端に開口１０２を有する第１通路９８を定義する。通路９８は、開口１０２とチャンバ８２との間の流体連通を提供する。図３を参照すると、図１及び図２と同様の部品には同じ符号が付与されており、オフロード補給ポンプアセンブリ１１０のノズル１０６は、開口１０２によって通路９８中に挿入可能である。オフロード補給ポンプアセンブリ１１０は、ノズル１０６によって液体還元剤７４が注入されるように形成されるポンプ（図示されていない）を含む。ノズル１０６が開口１０２を通して挿入されるとともにオフロード補給ポンプアセンブリ１１０がノズル１０６によって通路９８の中へ還元剤が注入されるとき、フィラー管９４は、ノズル１０６からチャンバ８２へ液体還元剤７４を送る。メカニカルシールシステム１１４は、通路９８の中に配置されるとともにノズル１０６に対してシール結合されるように構成されて、それによって、通路９８と開口１０２を経由するフィラー管９４の外面との間の流体連通が阻止される。
【００１３】
図２及び図３を参照すると、インラインの、一方向チェックバルブ１１８は、通路９８とタンク７８のチャンバ８２との間に配置される。チェックバルブ１１８は、通路９８からチャンバ８２への流体流れを許容するとともに、チャンバ８２から通路９８への流体流れを阻止するように配置される。図解された実施形態において、チェックバルブ１１８は、図２に示される閉位置と図３に示される開位置との間を選択的に回転可能なドア１２２を含む。ドア１２２が閉位置にあるとき、ドア１２２は、シール面１２６と組み合わされて通路９８とチャンバ８２との間のインターフェースで通路９８を閉塞させる。望ましくは、チェックバルブ１１８は、閉位置へ向けてドア１２２を付勢するばね（図示されていない）を含む。ドア１２２が開位置にあるとき、ドア１２２は通路９８を閉塞しないので、通路９８からチャンバ８２の中への流体流れが許容される。通路９８の中の流体圧は、ばねの付勢力に抗してドア１２２を開位置へ移動させる。通路９８の中へのチャンバ８２からの流体流れは、ドア１２２を該閉位置へ移動させる。他のチェックバルブ形状は、クレームされた発明の目的の範疇で使用することができる。
【００１４】
当業者によって理解されるように、チャンバ８２は、通常の使用中、ガス１３４を含む。ガス１３４は、還元剤７４からの蒸気を含む。タンクアセンブリ７０は、ガス１３４が通路９８からチャンバ８２へ導入される液体還元剤７４に置き換えられるとき、チャンバ８２中のガス１３４がチャンバ８２から排出されることを選択的に許容するベントシステム１３０を含む。より詳細には、液体還元剤７４が通路９８からチャンバ８２へ入るとき、液体還元剤７４は、ベントシステム１３０によって押し込まれるガス１３４に置き換えられる。
【００１５】
図２、図３で図解された実施形態において、ベントシステム１３０は、第２通路、すなわち、ベント通路１４２を定義するディップ管１３８を含む。ベント通路１４２は、管１３８の一端でインレット１４６によって特徴づけられる。インレット１４６がチャンバ８２の中に位置されるように、ディップ管１３８はチャンバ８２内へ延びる。さらに、ベントシステムは１３０は、第３通路、すなわち、再循環通路１５４を定義する再循環管１５０、及び、第４通路、すなわち、ダンプ通路１６２を定義するダンプ管１５８を含む。
【００１６】
ベントシステム１３０は、バルブアセンブリ１６６を含む。通路１４２は、インレット１４６とバルブアセンブリ１６６との間の流体連通を提供する。通路１５４は、フィラー管９４の通路９８とバルブアセンブリ１６６との間の流体連通を提供する。通路１６２は、バルブアセンブリ１６６とアウトレット１７０との間の流体連通を提供する。図４を参照すると、図１−図３と同様の部品には同じ符号が付与されており、バルブアセンブリ１６６は、２つのバルブ、すなわち、インラインフロートバルブ１７４及び共通のバルブボディ１８２に統合される圧力リリーフバルブ１７８を含む。
【００１７】
バルブボディ１８２は、第１チャンバ１８６、第２チャンバ１９０、及び第３チャンバ１９４を定義する。ボディ１８２は、第１チャンバ１８６と第２チャンバ１９０との間の流体連通を提供する第１ポートの１９８を定義する。また、ボディ１８２は、第２チャンバ１９０と第３チャンバ１９４と間の流体連通を提供する第２ポート２０２を定義する。
【００１８】
通路１４２が第１チャンバ１８６に流体連通されるように、ボディ１８２は、ディップ管１３８に作用可能に接続される。そして、タンク７８のチャンバ８２は、バルブボディ１８２の第１チャンバ１８６に流体連通される。再循環通路１５４が第２チャンバ１９０に流体連通されるように、ボディ１８２は、再循環管１５０に作用可能に接続される。そして、第２チャンバ１９０は、フィラー管９４に流体連通される。また、第３チャンバ１９４がアウトレット１７０に流体連通されるように、ボディ１８２は、ダンプ管１５８に作用可能に接続される。
【００１９】
フロートバルブ１７４は、第１チャンバ１８６の中に配置されるフロートメンバ２０６を含む。したがって、フロートバルブ１７４は、通路１４２及び通路１５４によって、チャンバ８２と充填通路９８とに各々流体連通される。圧力リリーフバルブ１７８は、第３チャンバ１９４の中に配置されるバルブメンバ２１０を含む。したがって、圧力リリーフバルブ１７８は、通路１６２及び通路１５４によって、アウトレット１７０と充填通路９８とに各々流体連通される。バルブアセンブリ１６６は、フロートバルブ１７４が開弁されるとともに圧力リリーフバルブ１７８が閉弁されたデフォルト状態で図４に示される。
【００２０】
より詳細には、図解された実施形態において、フロートメンバ２０６によってポート１９８が閉塞されない、このような、第１及び第２チャンバ１８６、１９０が相互に流体連通される開位置に、重力によってフロートメンバ２０６が保持されるように、バルブアセンブリ１６６は方向づけられる。圧力リリーフバルブ１７８は、バルブメンバ２１０がポートの２０２を閉塞する、このような、第２及び第３チャンバ１９０、１９４間の流体連通が阻止される閉位置に、バルブメンバ２１０を付勢するばね２１４を含む。他の望ましい圧力リリーフバルブ形状は、クレームされた発明の目的の範疇で使用することができる。
【００２１】
バルブアセンブリ１６６は、様々の異なった充填状況に有効なベントを提供する。図３及び図５を参照すると、第１充填状況において、ポンプ１１０は、通路９８によってチャンバ８２の中へ液体還元剤７４を送る。タンクの中の液体還元剤７４の量がレベルＬに満たないとき、ガス１３４は、インレット１４６を通して置き換えられて、通路１４２を通ってフロートバルブ１７４へ移動する。フロートメンバ２０６は、ガス１３４の中で浮力を示さず、このように、図５に示されるように、フロートメンバ２０６は、その開位置のままである。整流板２１６は、ガス１３４からの圧力によって、フロートメンバ２０６が閉位置の上方へ移動するのを阻止するために、通路１４２からのガス１３４の流路で、第１チャンバ１８６中に配置される。
【００２２】
したがって、充填通路９８は、インレット１４６、通路１４２、チャンバ１８６、及び通路が１５４に流体連通されて、ガス１３４は、チャンバ８２から充填通路９８の中へ流れる。
【００２３】
開位置におけるフロートメンバ２０６において、バルブメンバ２１０は、ポート２０２、チャンバ１９０、ポート１９８、チャンバ１８６、通路１４２、及びインレット１４６によって、チャンバ８２に流体連通される。ポンプ１１０によって提供されるチャンバ８２の中の圧力は、ばね２１４の付勢力に打ち勝つのに十分であり、このように、バルブメンバ２１０は、ポート２０２が閉塞されないその開位置へ移動される。したがって、ガス１３４は、通路１６２及びアウトレット１７０によってチャンバ８２から排出される。
【００２４】
ポンプ１１０は、チャンバ８２から充填通路９８へのガス１３４及び蒸気の流れが停止したとき、自動的に遮断される。通常運転状態下で、チャンバ８２における液体還元剤７４がレベルＬ、すなわち、インレット１４６のレベルに到達するとき、液体還元剤７４は、インレット１４６を経由してベントシステム１３０へガス１３４が流入されるのを阻止する。チャンバ８２の中で発生する圧力によって、液体還元剤７４をインレット１４６を通して第１チャンバ１８６の中へ押し込む。フロートメンバ２０６は、液体還元剤７４の中で浮力を示すとともに、図６に示されるように、ポート１９８を閉塞させることによって第２チャンバ１９０に対して第１チャンバ１８６をシールするために上昇する。フロートメンバ２０６によってポート１９８が閉塞されることで、ダンプ管１５８によるガス１３４の通気及び再循環管による通路９８の中へのガス１３４の再循環流れが停止すると、図７に示されるように、ポンプ１１０の自動停止が引き起こされるとともに圧力リリーフバルブ２１０の閉弁が許容される。
【００２５】
ポンプ１１０の特徴である自動遮断が故障してポンプ１１０が遮断されない結果、ポンプ１１０からの圧力は、液体還元剤７４を、再循環管１５０の通路１５４を経由して通路９８からバルブアセンブリ１６６へ押し込む。図６に示されるように、フロートメンバ２０６によってポート１９８が閉塞されて、これによって、通路１５４からチャンバ８２への液体還元剤７４の流れが阻止される。バルブメンバ２１０は、ポートの２０２、チャンバ１９０、及び通路１５４によって充填通路９８に流体連通される。その結果、故障中のポンプ１１０からの流体圧力は、ばね２１４の付勢力を打ち負かすとともにその開位置でバルブメンバ２１０を保持するために作動して、それによって、ダンプ管１５８のアウトレット１７０からの過剰な液体還元剤を許容する。そして、圧力リリーフバルブ１７８は、第１通路９８の圧力が予め決定された値を下回るとき、第１及び第４通路９８、１６２間の流体連通を阻止するとともに、第１通路９８の圧力が予め決定された値を超えるとき、第１及び第４通路９８、１６２間の流体連通を許容するように構成される。
【００２６】
タンク７８が重力送りのタンクあるいは自動遮断を備えていないポンプである場合、バルブアセンブリ１６６は類似の方法で作動する。図７は、閉位置（チャンバ１８６の中の液体還元剤による）のフロートメンバ２０６を伴うバルブアセンブリ１６６及び閉位置のバルブメンバ２１０を図解する。
【００２７】
再び図２及び図３を参照すると、図解された充填状況で、メカニカルシール１１４は、蒸気及び液体の還元剤が車両操作者に隣接する開口１０２に排出されるのを阻止する。ベントシステム１３０は、望ましい充填レベルに到達するまで、ノズル１０６の自動遮断を阻止するため、充填ヘッド２１７で通路９８に対して蒸気流れを提供するように構成される。また、ベントシステム１３０は、過剰な蒸気及び液体の還元剤をアウトレット１７０で車両操作者から遠ざける。
【００２８】
図解された実施形態において、タンク７８は、充填ヘッド２１７にシール結合されるコンテナ（図示されていない）によって充填可能である。典型的な実施形態において、充填ヘッド２１７は、例えば、自動車の調査のためのアメリカ合衆国自動車研究評議会（US CAR）充填ヘッドインターフェースあるいは国際標準化機構２２２４１−５で定められるインターフェース等、シール結合のためのコンテナねじのねじ山を含む。組成ガスがコンテナに再度入ることができないとき、すなわち、チャンバ８２における液面レベルがレベルＬに到達するとき、コンテナからの流れは失速する。バルブアセンブリ１６６は、コンテナがバルブ１７８を開弁させるのに十分な流体圧力を供給しないので、図４に示される配置となる。
【００２９】
また、タンクアセンブリ７０は、圧力／真空ベント２２０を含む。ベント２２０は、タンク７８に設けられるとともにチャンバ８２からタンク７８の外部まで通路２２１を定義するために組み合わされる。ベント２２０は、通路２２１を完全に閉塞させる膜２２２を含む。膜２２２は、蒸気が膜２２２を通過することを許容するが、液体がそれを通過することを阻止する材料で構成される。膜２２２が液体にさらされた場合、液体は、膜２２２を通過する蒸気の流速を遅らせることが可能である。したがって、液体還元剤７４が膜２２２上で飛散するのを阻止するために、偏向板（図示されていない）を含むことが望ましい。ベント２２０は、例えば、圧力上昇に伴いタンク内の温度が増加するときに、蒸気がチャンバ８２から排出されることを許容する。同様に、温度が減少するとき、あるいは液体還元剤７４がタンクから除去されて排気システムへ注入されるとき、エアがベント２２０を通してチャンバ８２の中へ入ることが可能である。他の圧力／真空ベント形状は、クレームされた発明の目的の範疇で使用することが可能である。
【００３０】
図８を参照すると、図１−図７と同様の部品には同じ符号が付与されており、エンジン（図１における符号１４）に使用される他のタンクアセンブリ70Aが概略的に図解される。タンクアセンブリ70Aは、ベントシステム130Aを除き、図２及び図３において符号７０で示されるタンクアセンブリと実質的に同一である。ベントシステム130Aにおいて、ディップ管138Aは通路142Aを定義する。管２２４は通路２２８を定義する。通路２２８が通路142Aに流体連通されるように、ディップ管138Aは、管２２４に作用可能に接続される。したがって、通路２２８は、通路142A及びインレット146Aによってタンクチャンバ８２に流体連通される。
【００３１】
過剰圧力リリーフバルブ178Aは、通路２２８、通路142A、及びインレット146Aによってチャンバ８２に流体連通される。バルブ178Aは、通路２２８の圧力が予め決定された値を超えるまで、閉弁されたままである。また、通路２２８は、インラインフロートバルブ174Aに、管１５０の通路１５４を経由する充填通路９８との流体連通をもたらす流体連通を提供する。フロートバルブ174Aは、通路２２８から通路１５４までのガスの流れを許容するが、通路２２８から通路１５４までの液体還元剤の流れを許容しない。
【００３２】
ベントシステム130Aは、図２及び図３において符号１３０で示されるベントシステムのように、あふれた過剰な蒸気あるいは還元剤がアウトレット１７０へ向けて導かれる間、タンクチャンバ８２からのガスが充填通路９８へ入ることを許容する。より詳細には、例えば、ポンプが故障して遮断しないときのような、チャンバ８２の中の圧力が予め決定された値を超えるとき、バルブ178Aは開弁されて、それによって、アウトレット７０を通して、タンクチャンバ８２からの流体流れが引き起こされる。
【００３３】
図９を参照すると、図１−図８と同様の部品には同じ符号が付与されており、エンジン（図１における符号１４）に使用される別の他のタンクアセンブリ70Bが概略的に図解される。タンクアセンブリ70Bは、タンク78Aを含む。タンク78Aは、そのアッパウォールにおける円形穴３００を定義する。予め組み立てられたモジュール３０４は、図に示されるように、円形穴３００でタンク78Aに取付け可能である。モジュール３０４は、時々当業者によって「フランジ」と呼ばれる円形のディスクメンバ３０８を含む。ディスクメンバ３０８は、メンバ３０８が穴３００を閉塞することができるようにタンク78Aに取り付けられる。一実施形態において、フランジ３０８は、Ｏリング（図示されていない）によってタンク78Aに対してシールされるとともにロックリング（図示されていない）によって固定される。同じ実施形態において、タンク78Aの壁は、フランジ３０８と比べて約２倍の厚さを有するとともに、Ｏリング及びフランジ３０８を支持するために下方へ下がってフランジ３０８より小さい内径を有するリップを備える。モジュール３０４は、それに対して各々に取り付けられるベントシステム１３０の一部分を含む。図９で図解される実施形態において、ディップ管138Bは、モジュール３０４の一部分であるとともに、モジュール３０４が作用可能にタンク78Aに接続されるとき、ディップ管138Bがタンクチャンバ８２の中へ延びるように、メンバ３０８に取り付けられる。管138Bは、メンバ３０８の穴３１６を通過して延びるとともに、バルブアセンブリ（図２−図７において符号１６６で示される）と通路142B及びディップ管138Bのインレットとの間の流体連通を提供するコネクタ３１２に作用可能に接続される。
【００３４】
モジュール３０４は、メンバ３０８に取り付けらてチャンバ８２の中に配置される種々の電子部品３２０を含む。本実施形態において図解された部品３２０は、チャンバ８２の中の液体還元剤のレベル、ヒータ３２８、及びポンプ３３２を監視するように構成される充填レベルセンサ３２４を含む。ポンプ３３２は、排気システム（図１において符号３８で示される）へ注入するために、チャンバ８２から通路９０へ液体還元剤７４を送り込むように構成される。モジュール３０４は、ポート３３６を含む。通路９０を定義する管８６は、図に示されるように、タンクの最終組立中にポート３３６に取付け可能である。ポート３３６は、メンバ３０８に取り付けられて、ポンプ３３２と通路９０との間を流体連通させる。
【００３５】
コネクタ３４０は、メンバ３０８に取り付けられる。電気コネクタ３４０は、それらに対して電力を供給するとともに信号を受け取るために、ポンプ３３２、ヒータ３２８、及びセンサ３２４を電気的に接続する複数個の電気接点あるいはターミナル３４４を含む。
【００３６】
図１０を参照すると、図１−図９と同様の部品には同じ符号が付与されており、予め組み立てられたモジュール304Aは、穴３１６及び３４８を定義するディスクメンバ308Aを含む。コネクタ312Aは、穴３１６を通過して延びて、通路142Bと図２−図７において符号１６６で示されるバルブアセンブリとの間を流体連通させるためのディップ管138Bに接続される。また、モジュール304Aは、穴３４８を通過して延びる充填管94Aを含む。充填管94Aは、タンクチャンバに液体還元剤を充填可能とする通路98Aを定義する。充填管94Aは、図２−図３において符号９４で示される充填管と実質的に同一であり、通路98Aからタンクチャンバの中への流体流れを許容するが、チャンバから通路98Aへの流体流れを制限するドア122Aを有するチェックバルブ118Aを含む。ディスクメンバ308Aは、ディスクメンバ308Aが穴３００及びインレット１４６を閉塞するとともにチェックバルブ118Aがチャンバ８２の内側に配置されるように、タンク（図９において符号78Aで示される）に取付け可能である。
【００３７】
図１１を参照すると、図１−図１０と同様の部品には同じ符号が付与されており、予め組み立てられたモジュール304Bは、ディスクメンバ308B、充填管94B、ディップ管138C、及びバルブアセンブリ１６６を含む。バルブアセンブリ１６６は、コネクタ３５２を経由してディップ管138Cの通路142Cに流体連通させるためにディスクメンバ308Bに取り付けられる。バルブアセンブリ１６６のチャンバ１９０は、管３６０を経由して管94Bの通路98Bに流体連通される。チャンバ１８６は、ディップ管通路142Cに流体連通される。チャンバ１９４は、ディップ管１５８の通路１６２に流体連通される。充填管94Bは、図２−図３において符号９４で示される充填管に実質的に同一であるとともに、通路98Bからタンクチャンバの中への流体流れを許容するがチャンバから通路98Bへの流体流れを制限するドア122Aを有するチェックバルブ118Aを含む。ディスクメンバ308Bは、ディスクメンバ308Bによって穴３００及びインレット１４６が閉塞されるとともにチェックバルブ118Aがチャンバ８２の内側に配置されるように、タンク（図９において符号78Aで示される）に取り付けられる。
【００３８】
図９−図１１の予め組み立てられたモジュールは、部品の数量を削減する、タンクの穴の数量を削減する等によって、タンクの最終組立を容易にする。他のモジュール（図示されていない）は、モジュール304、304A、304Bの部品の種々の組み合わせを含む。例えば、一実施形態（図示されていない）において、モジュールは、電子部品３２０、充填管94B、バルブアセンブリ１６６、及び穴３００に適合可能なフランジに取り付けられるディップ管138Aを含む。
【００３９】
本発明を実行するためのベストモードが詳細に記述されているが、添付されたクレームの目的において発明を実施するために、この発明が関連する当業者は、種々の他のデザイン及び実施形態を想到するであろう。
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００９年６月３０日付けで出願された米国仮特許出願シリアル番号６１／２２１，７６６に対する優先権が主張されており、その全てが参照されて組み込まれる。
【０００２】
本発明は、選択還元触媒システムにおける、尿素を主成分とする溶液等の液体還元剤を蓄積するためのタンクに関する。
【背景技術】
【０００３】
選択還元触媒（SCR）システムは、排気流で窒素酸化物を低減する圧縮着火機関で時々使用される。SCRシステムは、無水アンモニア、アンモニア水のような還元剤あるいは排気流の尿素を主成分とする溶液の使用を必要とする。若干のシステムにおいて、ディーゼル燃料は、アンモニアを生成するために化学的に改質される。したがって、還元剤がエンジンの主燃料から生じないとき、排気流中へ還元剤を注入する前に還元剤を蓄積するために別個のタンクが使用される。
【発明の概要】
【０００４】
液体還元剤を蓄積するためのタンクアセンブリは、チャンバを定義するタンク、開口を有するとともに開口からチャンバまでの第１通路の少なくとも一部を定義するフィラー管、及びベントシステムを含む。ベントシステムは、フロートバルブを含み、第２及び第３通路を定義する。第２通路は、チャンバからフロートバルブへの流体連通を提供する。第３通路は、フロートバルブから第１通路への流体連通を提供する。
【０００５】
フロートバルブは、第２及び第３通路間の流体連通が許容される開位置とフロートメンバが第２及び第３通路間の流体連通を阻止する閉位置との間を選択的に移動可能なフロートメンバを有する。
【０００６】
他の態様において、エンジンアセンブリは、複数個のシリンダを定義するエンジン、複数個のシリンダに対して選択的に流体連通される排気ガス通路を定義する排気システム、排気ガス通路に流体連通される触媒を含む選択還元触媒システム、及び排気ガス通路に対して選択的に流体連通されるチャンバを定義するタンク、を含む。フィラー管は、開口を有するとともに開口からチャンバまでの第１通路を少なくとも部分的に定義する。ベントシステムは、フロートバルブを有するとともに第２及び第３通路を定義する。第２通路は、チャンバからフロートバルブへの流体連通を提供する。第３通路は、フロートバルブから第１通路への流体連通を提供する。フロートバルブは、第２及び第３通路間の流体連通が許容される開位置と、第２及び第３通路の間の流体連通が阻止される閉位置との間を選択的に移動可能なフロートメンバを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の上述した特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付された図面に関連して説明される以下の本発明を実施するためのベストモードの詳細な説明から容易に明らかにされる。
【図１】図１は、エンジンとタンクアセンブリを有する選択還元触媒システムを含む車両パワートレインの概要図である。
【図２】図２は、図１のタンクアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図３】図３は、液体還元剤で満たされた図１のタンクアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図４】図４は、第１形状における図１−図３のタンクアセンブリのバルブアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図５】図５は、第２形状における図４のバルブアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図６】図６は、第３形状における図４のバルブアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図７】図７は、第４形状における図４のバルブアセンブリを断面で示す側面視の概要図である。
【図８】図８は、クレームされた発明に関連する他のタンクアセンブリ形状を断面で示す側面視の概要図である。
【図９】図９は、モジュラー構成メンバを有する図２のタンクアセンブリとともに用いられる他のタンクを断面で示す側面視の概要図である。
【図１０】図１０は、図９の他のタンクで使用可能なモジュールを断面で示す側面視の概要図である。
【図１１】図１１は、図９の他のタンクで使用可能な別のモジュールを断面で示す側面視の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、車両パワートレイン１０は、圧縮着火エンジン１４を含む。エンジン１４は、複数個のシリンダ２２を定義するシリンダブロック１８を含む。また、エンジン１４は、複数個のピストン２６を含み、当業者によって理解されるように、各ピストン２６は、各シリンダ２２に内部を平行移動可能に配置される。エアインテークマニホールド３０は、管路３４によってシリンダ２２へ空気を供給する。エンジン１４は、複数個のインテークバルブ（図示されていない）を含む。当業者によって理解されるように、各インテークバルブは、各シリンダ２２と各管路３４との間の流体連通をコントロールする。
【０００９】
また、エンジン１４は、シリンダ２２から大気４２まで排気ガス４０を送る排気システム３８を含む。より詳細には、排気システム３８は、ピストン２６が排気行程の間、シリンダ２２から排気ガスを受け取るために、管路５０を経由してシリンダ２２と選択的に流体連通される排気マニホールド４６を含む。エンジン１４は、複数個の排気バルブ（図示されていない）を含む。当業者によって理解されるように、各排気バルブは、各シリンダ２２と各管路５０と間の流体連通を制御する。
【００１０】
排気システム３８は、排気ガス４０を処理するための選択還元触媒（SCR）システム５４を含む。SCRシステム５４は、排気ガス４０を受け取るために排気マニホールド４６に流体連通される触媒５８を含む。より詳細には、図解された実施形態において、排気システム３８は、排気マニホールド４６から触媒５８まで排気ガス４０を導く排気通路６６を定義する導管６２を含む。
【００１１】
また、SCRシステム５４は、液体還元剤７４を蓄積するためのアセンブリ７０を含む。より詳細には、タンクアセンブリ７０は、液体還元剤７４を蓄積するように形成されたチャンバ８２を定義するタンク７８を含む。タンク７８からの液体還元剤７４が排気マニホールド４６と触媒５８との間の排気ガス４０の流れの中へ注入することができるように、導管８６は、チャンバ８２と通路６６との間に流体連通を提供する通路９０を定義する。例えば、ポンプ（図示されていない）は、チャンバ８２から還元剤７４を引き出すとともに、触媒５８の上流の導管６２の中へ注入するために通路９０における還元剤を加圧する。図解された実施形態において、還元剤７４は、アンモニアあるいは尿素である。
【００１２】
図２を参照すると、図１と同様の部品には同じ符号が付与されており、タンクアセンブリ７０は、タンク７８に対して作用可能に接続されるフィラー管９４を含む。フィラー管９４は、フィラー管９４の一端に開口１０２を有する第１通路９８を定義する。通路９８は、開口１０２とチャンバ８２との間の流体連通を提供する。図３を参照すると、図１及び図２と同様の部品には同じ符号が付与されており、オフロード補給ポンプアセンブリ１１０のノズル１０６は、開口１０２によって通路９８中に挿入可能である。オフロード補給ポンプアセンブリ１１０は、ノズル１０６によって液体還元剤７４が注入されるように形成されるポンプ（図示されていない）を含む。ノズル１０６が開口１０２を通して挿入されるとともにオフロード補給ポンプアセンブリ１１０がノズル１０６によって通路９８の中へ還元剤が注入されるとき、フィラー管９４は、ノズル１０６からチャンバ８２へ液体還元剤７４を送る。メカニカルシールシステム１１４は、通路９８の中に配置されるとともにノズル１０６に対してシール結合されるように構成されて、それによって、通路９８と開口１０２を経由するフィラー管９４の外面との間の流体連通が阻止される。
【００１３】
図２及び図３を参照すると、インラインの、一方向チェックバルブ１１８は、通路９８とタンク７８のチャンバ８２との間に配置される。チェックバルブ１１８は、通路９８からチャンバ８２への流体流れを許容するとともに、チャンバ８２から通路９８への流体流れを阻止するように配置される。図解された実施形態において、チェックバルブ１１８は、図２に示される閉位置と図３に示される開位置との間を選択的に回転可能なドア１２２を含む。ドア１２２が閉位置にあるとき、ドア１２２は、シール面１２６と組み合わされて通路９８とチャンバ８２との間のインターフェースで通路９８を閉塞させる。望ましくは、チェックバルブ１１８は、閉位置へ向けてドア１２２を付勢するばね（図示されていない）を含む。ドア１２２が開位置にあるとき、ドア１２２は通路９８を閉塞しないので、通路９８からチャンバ８２の中への流体流れが許容される。通路９８の中の流体圧は、ばねの付勢力に抗してドア１２２を開位置へ移動させる。通路９８の中へのチャンバ８２からの流体流れは、ドア１２２を該閉位置へ移動させる。他のチェックバルブ形状は、クレームされた発明の目的の範疇で使用することができる。
【００１４】
当業者によって理解されるように、チャンバ８２は、通常の使用中、ガス１３４を含む。ガス１３４は、還元剤７４からの蒸気を含む。タンクアセンブリ７０は、ガス１３４が通路９８からチャンバ８２へ導入される液体還元剤７４に置き換えられるとき、チャンバ８２中のガス１３４がチャンバ８２から排出されることを選択的に許容するベントシステム１３０を含む。より詳細には、液体還元剤７４が通路９８からチャンバ８２へ入るとき、液体還元剤７４は、ベントシステム１３０によって押し込まれるガス１３４に置き換えられる。
【００１５】
図２、図３で図解された実施形態において、ベントシステム１３０は、第２通路、すなわち、ベント通路１４２を定義するディップ管１３８を含む。ベント通路１４２は、管１３８の一端でインレット１４６によって特徴づけられる。インレット１４６がチャンバ８２の中に位置されるように、ディップ管１３８はチャンバ８２内へ延びる。さらに、ベントシステムは１３０は、第３通路、すなわち、再循環通路１５４を定義する再循環管１５０、及び、第４通路、すなわち、ダンプ通路１６２を定義するダンプ管１５８を含む。
【００１６】
ベントシステム１３０は、バルブアセンブリ１６６を含む。通路１４２は、インレット１４６とバルブアセンブリ１６６との間の流体連通を提供する。通路１５４は、フィラー管９４の通路９８とバルブアセンブリ１６６との間の流体連通を提供する。通路１６２は、バルブアセンブリ１６６とアウトレット１７０との間の流体連通を提供する。図４を参照すると、図１−図３と同様の部品には同じ符号が付与されており、バルブアセンブリ１６６は、２つのバルブ、すなわち、インラインフロートバルブ１７４及び共通のバルブボディ１８２に統合される圧力リリーフバルブ１７８を含む。
【００１７】
バルブボディ１８２は、第１チャンバ１８６、第２チャンバ１９０、及び第３チャンバ１９４を定義する。ボディ１８２は、第１チャンバ１８６と第２チャンバ１９０との間の流体連通を提供する第１ポートの１９８を定義する。また、ボディ１８２は、第２チャンバ１９０と第３チャンバ１９４と間の流体連通を提供する第２ポート２０２を定義する。
【００１８】
通路１４２が第１チャンバ１８６に流体連通されるように、ボディ１８２は、ディップ管１３８に作用可能に接続される。そして、タンク７８のチャンバ８２は、バルブボディ１８２の第１チャンバ１８６に流体連通される。再循環通路１５４が第２チャンバ１９０に流体連通されるように、ボディ１８２は、再循環管１５０に作用可能に接続される。そして、第２チャンバ１９０は、フィラー管９４に流体連通される。また、第３チャンバ１９４がアウトレット１７０に流体連通されるように、ボディ１８２は、ダンプ管１５８に作用可能に接続される。
【００１９】
フロートバルブ１７４は、第１チャンバ１８６の中に配置されるフロートメンバ２０６を含む。したがって、フロートバルブ１７４は、通路１４２及び通路１５４によって、チャンバ８２と充填通路９８とに各々流体連通される。圧力リリーフバルブ１７８は、第３チャンバ１９４の中に配置されるバルブメンバ２１０を含む。したがって、圧力リリーフバルブ１７８は、通路１６２及び通路１５４によって、アウトレット１７０と充填通路９８とに各々流体連通される。バルブアセンブリ１６６は、フロートバルブ１７４が開弁されるとともに圧力リリーフバルブ１７８が閉弁されたデフォルト状態で図４に示される。
【００２０】
より詳細には、図解された実施形態において、フロートメンバ２０６によってポート１９８が閉塞されない、このような、第１及び第２チャンバ１８６、１９０が相互に流体連通される開位置に、重力によってフロートメンバ２０６が保持されるように、バルブアセンブリ１６６は方向づけられる。圧力リリーフバルブ１７８は、バルブメンバ２１０がポートの２０２を閉塞する、このような、第２及び第３チャンバ１９０、１９４間の流体連通が阻止される閉位置に、バルブメンバ２１０を付勢するばね２１４を含む。他の望ましい圧力リリーフバルブ形状は、クレームされた発明の目的の範疇で使用することができる。
【００２１】
バルブアセンブリ１６６は、様々の異なった充填状況に有効なベントを提供する。図３及び図５を参照すると、第１充填状況において、ポンプ１１０は、通路９８によってチャンバ８２の中へ液体還元剤７４を送る。タンクの中の液体還元剤７４の量がレベルＬに満たないとき、ガス１３４は、インレット１４６を通して置き換えられて、通路１４２を通ってフロートバルブ１７４へ移動する。フロートメンバ２０６は、ガス１３４の中で浮力を示さず、このように、図５に示されるように、フロートメンバ２０６は、その開位置のままである。整流板２１６は、ガス１３４からの圧力によって、フロートメンバ２０６が閉位置の上方へ移動するのを阻止するために、通路１４２からのガス１３４の流路で、第１チャンバ１８６中に配置される。
【００２２】
したがって、充填通路９８は、インレット１４６、通路１４２、チャンバ１８６、及び通路が１５４に流体連通されて、ガス１３４は、チャンバ８２から充填通路９８の中へ流れる。
【００２３】
開位置におけるフロートメンバ２０６において、バルブメンバ２１０は、ポート２０２、チャンバ１９０、ポート１９８、チャンバ１８６、通路１４２、及びインレット１４６によって、チャンバ８２に流体連通される。ポンプ１１０によって提供されるチャンバ８２の中の圧力は、ばね２１４の付勢力に打ち勝つのに十分であり、このように、バルブメンバ２１０は、ポート２０２が閉塞されないその開位置へ移動される。したがって、ガス１３４は、通路１６２及びアウトレット１７０によってチャンバ８２から排出される。
【００２４】
ポンプ１１０は、チャンバ８２から充填通路９８へのガス１３４及び蒸気の流れが停止したとき、自動的に遮断される。通常運転状態下で、チャンバ８２における液体還元剤７４がレベルＬ、すなわち、インレット１４６のレベルに到達するとき、液体還元剤７４は、インレット１４６を経由してベントシステム１３０へガス１３４が流入されるのを阻止する。チャンバ８２の中で発生する圧力によって、液体還元剤７４をインレット１４６を通して第１チャンバ１８６の中へ押し込む。フロートメンバ２０６は、液体還元剤７４の中で浮力を示すとともに、図６に示されるように、ポート１９８を閉塞させることによって第２チャンバ１９０に対して第１チャンバ１８６をシールするために上昇する。フロートメンバ２０６によってポート１９８が閉塞されることで、ダンプ管１５８によるガス１３４の通気及び再循環管による通路９８の中へのガス１３４の再循環流れが停止すると、図７に示されるように、ポンプ１１０の自動停止が引き起こされるとともに圧力リリーフバルブ２１０の閉弁が許容される。
【００２５】
ポンプ１１０の特徴である自動遮断が故障してポンプ１１０が遮断されない結果、ポンプ１１０からの圧力は、液体還元剤７４を、再循環管１５０の通路１５４を経由して通路９８からバルブアセンブリ１６６へ押し込む。図６に示されるように、フロートメンバ２０６によってポート１９８が閉塞されて、これによって、通路１５４からチャンバ８２への液体還元剤７４の流れが阻止される。バルブメンバ２１０は、ポートの２０２、チャンバ１９０、及び通路１５４によって充填通路９８に流体連通される。その結果、故障中のポンプ１１０からの流体圧力は、ばね２１４の付勢力を打ち負かすとともにその開位置でバルブメンバ２１０を保持するために作動して、それによって、ダンプ管１５８のアウトレット１７０からの過剰な液体還元剤を許容する。そして、圧力リリーフバルブ１７８は、第１通路９８の圧力が予め決定された値を下回るとき、第１及び第４通路９８、１６２間の流体連通を阻止するとともに、第１通路９８の圧力が予め決定された値を超えるとき、第１及び第４通路９８、１６２間の流体連通を許容するように構成される。
【００２６】
タンク７８が重力送りのタンクあるいは自動遮断を備えていないポンプである場合、バルブアセンブリ１６６は類似の方法で作動する。図７は、閉位置（チャンバ１８６の中の液体還元剤による）のフロートメンバ２０６を伴うバルブアセンブリ１６６及び閉位置のバルブメンバ２１０を図解する。
【００２７】
再び図２及び図３を参照すると、図解された充填状況で、メカニカルシール１１４は、蒸気及び液体の還元剤が車両操作者に隣接する開口１０２に排出されるのを阻止する。ベントシステム１３０は、望ましい充填レベルに到達するまで、ノズル１０６の自動遮断を阻止するため、充填ヘッド２１７で通路９８に対して蒸気流れを提供するように構成される。また、ベントシステム１３０は、過剰な蒸気及び液体の還元剤をアウトレット１７０で車両操作者から遠ざける。
【００２８】
図解された実施形態において、タンク７８は、充填ヘッド２１７にシール結合されるコンテナ（図示されていない）によって充填可能である。典型的な実施形態において、充填ヘッド２１７は、例えば、自動車の調査のためのアメリカ合衆国自動車研究評議会（US CAR）充填ヘッドインターフェースあるいは国際標準化機構２２２４１−５で定められるインターフェース等、シール結合のためのコンテナねじのねじ山を含む。組成ガスがコンテナに再度入ることができないとき、すなわち、チャンバ８２における液面レベルがレベルＬに到達するとき、コンテナからの流れは失速する。バルブアセンブリ１６６は、コンテナがバルブ１７８を開弁させるのに十分な流体圧力を供給しないので、図４に示される配置となる。
【００２９】
また、タンクアセンブリ７０は、圧力／真空ベント２２０を含む。ベント２２０は、タンク７８に設けられるとともにチャンバ８２からタンク７８の外部まで通路２２１を定義するために組み合わされる。ベント２２０は、通路２２１を完全に閉塞させる膜２２２を含む。膜２２２は、蒸気が膜２２２を通過することを許容するが、液体がそれを通過することを阻止する材料で構成される。膜２２２が液体にさらされた場合、液体は、膜２２２を通過する蒸気の流速を遅らせることが可能である。したがって、液体還元剤７４が膜２２２上で飛散するのを阻止するために、偏向板（図示されていない）を含むことが望ましい。ベント２２０は、例えば、圧力上昇に伴いタンク内の温度が増加するときに、蒸気がチャンバ８２から排出されることを許容する。同様に、温度が減少するとき、あるいは液体還元剤７４がタンクから除去されて排気システムへ注入されるとき、エアがベント２２０を通してチャンバ８２の中へ入ることが可能である。他の圧力／真空ベント形状は、クレームされた発明の目的の範疇で使用することが可能である。
【００３０】
図８を参照すると、図１−図７と同様の部品には同じ符号が付与されており、エンジン（図１における符号１４）に使用される他のタンクアセンブリ70Aが概略的に図解される。タンクアセンブリ70Aは、ベントシステム130Aを除き、図２及び図３において符号７０で示されるタンクアセンブリと実質的に同一である。ベントシステム130Aにおいて、ディップ管138Aは通路142Aを定義する。管２２４は通路２２８を定義する。通路２２８が通路142Aに流体連通されるように、ディップ管138Aは、管２２４に作用可能に接続される。したがって、通路２２８は、通路142A及びインレット146Aによってタンクチャンバ８２に流体連通される。
【００３１】
過剰圧力リリーフバルブ178Aは、通路２２８、通路142A、及びインレット146Aによってチャンバ８２に流体連通される。バルブ178Aは、通路２２８の圧力が予め決定された値を超えるまで、閉弁されたままである。また、通路２２８は、インラインフロートバルブ174Aに、管１５０の通路１５４を経由する充填通路９８との流体連通をもたらす流体連通を提供する。フロートバルブ174Aは、通路２２８から通路１５４までのガスの流れを許容するが、通路２２８から通路１５４までの液体還元剤の流れを許容しない。
【００３２】
ベントシステム130Aは、図２及び図３において符号１３０で示されるベントシステムのように、あふれた過剰な蒸気あるいは還元剤がアウトレット１７０へ向けて導かれる間、タンクチャンバ８２からのガスが充填通路９８へ入ることを許容する。より詳細には、例えば、ポンプが故障して遮断しないときのような、チャンバ８２の中の圧力が予め決定された値を超えるとき、バルブ178Aは開弁されて、それによって、アウトレット７０を通して、タンクチャンバ８２からの流体流れが引き起こされる。
【００３３】
図９を参照すると、図１−図８と同様の部品には同じ符号が付与されており、エンジン（図１における符号１４）に使用される別の他のタンクアセンブリ70Bが概略的に図解される。タンクアセンブリ70Bは、タンク78Aを含む。タンク78Aは、そのアッパウォールにおける円形穴３００を定義する。予め組み立てられたモジュール３０４は、図に示されるように、円形穴３００でタンク78Aに取付け可能である。モジュール３０４は、時々当業者によって「フランジ」と呼ばれる円形のディスクメンバ３０８を含む。ディスクメンバ３０８は、メンバ３０８が穴３００を閉塞することができるようにタンク78Aに取り付けられる。一実施形態において、フランジ３０８は、Ｏリング（図示されていない）によってタンク78Aに対してシールされるとともにロックリング（図示されていない）によって固定される。同じ実施形態において、タンク78Aの壁は、フランジ３０８と比べて約２倍の厚さを有するとともに、Ｏリング及びフランジ３０８を支持するために下方へ下がってフランジ３０８より小さい内径を有するリップを備える。モジュール３０４は、それに対して各々に取り付けられるベントシステム１３０の一部分を含む。図９で図解される実施形態において、ディップ管138Bは、モジュール３０４の一部分であるとともに、モジュール３０４が作用可能にタンク78Aに接続されるとき、ディップ管138Bがタンクチャンバ８２の中へ延びるように、メンバ３０８に取り付けられる。管138Bは、メンバ３０８の穴３１６を通過して延びるとともに、バルブアセンブリ（図２−図７において符号１６６で示される）と通路142B及びディップ管138Bのインレットとの間の流体連通を提供するコネクタ３１２に作用可能に接続される。
【００３４】
モジュール３０４は、メンバ３０８に取り付けらてチャンバ８２の中に配置される種々の電子部品３２０を含む。本実施形態において図解された部品３２０は、チャンバ８２の中の液体還元剤のレベル、ヒータ３２８、及びポンプ３３２を監視するように構成される充填レベルセンサ３２４を含む。ポンプ３３２は、排気システム（図１において符号３８で示される）へ注入するために、チャンバ８２から通路９０へ液体還元剤７４を送り込むように構成される。モジュール３０４は、ポート３３６を含む。通路９０を定義する管８６は、図に示されるように、タンクの最終組立中にポート３３６に取付け可能である。ポート３３６は、メンバ３０８に取り付けられて、ポンプ３３２と通路９０との間を流体連通させる。
【００３５】
コネクタ３４０は、メンバ３０８に取り付けられる。電気コネクタ３４０は、それらに対して電力を供給するとともに信号を受け取るために、ポンプ３３２、ヒータ３２８、及びセンサ３２４を電気的に接続する複数個の電気接点あるいはターミナル３４４を含む。
【００３６】
図１０を参照すると、図１−図９と同様の部品には同じ符号が付与されており、予め組み立てられたモジュール304Aは、穴３１６及び３４８を定義するディスクメンバ308Aを含む。コネクタ312Aは、穴３１６を通過して延びて、通路142Bと図２−図７において符号１６６で示されるバルブアセンブリとの間を流体連通させるためのディップ管138Bに接続される。また、モジュール304Aは、穴３４８を通過して延びる充填管94Aを含む。充填管94Aは、タンクチャンバに液体還元剤を充填可能とする通路98Aを定義する。充填管94Aは、図２−図３において符号９４で示される充填管と実質的に同一であり、通路98Aからタンクチャンバの中への流体流れを許容するが、チャンバから通路98Aへの流体流れを制限するドア122Aを有するチェックバルブ118Aを含む。ディスクメンバ308Aは、ディスクメンバ308Aが穴３００及びインレット１４６を閉塞するとともにチェックバルブ118Aがチャンバ８２の内側に配置されるように、タンク（図９において符号78Aで示される）に取付け可能である。
【００３７】
図１１を参照すると、図１−図１０と同様の部品には同じ符号が付与されており、予め組み立てられたモジュール304Bは、ディスクメンバ308B、充填管94B、ディップ管138C、及びバルブアセンブリ１６６を含む。バルブアセンブリ１６６は、コネクタ３５２を経由してディップ管138Cの通路142Cに流体連通させるためにディスクメンバ308Bに取り付けられる。バルブアセンブリ１６６のチャンバ１９０は、管３６０を経由して管94Bの通路98Bに流体連通される。チャンバ１８６は、ディップ管通路142Cに流体連通される。チャンバ１９４は、ディップ管１５８の通路１６２に流体連通される。充填管94Bは、図２−図３において符号９４で示される充填管に実質的に同一であるとともに、通路98Bからタンクチャンバの中への流体流れを許容するがチャンバから通路98Bへの流体流れを制限するドア122Aを有するチェックバルブ118Aを含む。ディスクメンバ308Bは、ディスクメンバ308Bによって穴３００及びインレット１４６が閉塞されるとともにチェックバルブ118Aがチャンバ８２の内側に配置されるように、タンク（図９において符号78Aで示される）に取り付けられる。
【００３８】
図９−図１１の予め組み立てられたモジュールは、部品の数量を削減する、タンクの穴の数量を削減する等によって、タンクの最終組立を容易にする。他のモジュール（図示されていない）は、モジュール304、304A、304Bの部品の種々の組み合わせを含む。例えば、一実施形態（図示されていない）において、モジュールは、電子部品３２０、充填管94B、バルブアセンブリ１６６、及び穴３００に適合可能なフランジに取り付けられるディップ管138Aを含む。
【００３９】
本発明を実行するためのベストモードが詳細に記述されているが、添付されたクレームの目的において発明を実施するために、この発明が関連する当業者は、種々の他のデザイン及び実施形態を想到するであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体還元剤（７４）を蓄積するためのタンクアセンブリ（７０）であって、
前記タンクアセンブリ（７０）は、
チャンバ（８２）を定義するタンク（７８）と、
開口（１０２）を有するとともに前記開口（１０２）からチャンバ（８２）までの第１通路（９８）の少なくとも一部分を定義するフィラー管（９４）と、
フロートバルブ（１７４）を有するとともに第２、第３、及び第４通路（１４２、１５４、１６２）を定義するベントシステム（１３０）と、
前記チャンバ（８２）から前記フロートバルブ（１７４）への流体連通を提供する前記第２通路（１４２）と、
前記フロートバルブ（１７４）から前記第１通路（９８）への流体連通を提供する前記第３通路（１５４）と、
前記第２及び第３通路（１４２、１５４）の間の流体連通を阻止しない開位置と、前記第２及び第３通路（１４２、１５４）の間の流体連通を阻止する閉位置との間を選択的に移動可能なフロートメンバ（２０６）を有する前記フロートバルブ（１７４）と、
前記第１通路（９８）に流体連通される圧力リリーフバルブ（１７８）と、
を含み、
前記リリーフバルブ（１７８）は、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を下回るときに前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を阻止するとともに、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を超えるときに、前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を許容するように構成されることを特徴とするタンクアセンブリ（７０）。
【請求項２】
ノズル（１０６）は、前記開口（１０２）を経由して前記第１通路（９８）の中に挿入可能であり、
前記タンクアセンブリ（７０）は、前記ノズル（１０６）が前記第１通路（９８）の中へ挿入されるときに、前記ノズル（１０６）にシール結合されるように構成される前記第１通路（９８）の内側のシールシステム（１１４）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項３】
前記第１通路（９８）から前記チャンバ（８２）への流体流れを許容するとともに前記チャンバ（８２）から前記第１通路（９８）への流体流れを阻止する一方向チェックバルブ（１１８）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項４】
ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記液体流れ（７４）が阻止されている間の、前記ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記ガス流れ（１３４）を許容するように構成されるベント（２２０）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項５】
前記ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記液体流れ（７４）が阻止されている間の、前記ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記ガス流れ（１３４）を許容するように構成される膜（２２２）を含むことを特徴とする請求項４に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項６】
タンク（78A）は穴（３００）を定義して、
タンクアセンブリ（70B）は、予め組み立てられたモジュール（304、304A、304B）をさらに含み、
前記予め組み立てられたモジュール（304、304A、304B）は、前記穴（３００）を閉塞させるために前記タンク（78A）に関連して取り付けられるフランジ（308、308A、308B）と、前記フランジ（308、308A、308B）に関連して取り付けられる前記ベントシステム（１３０）の少なくとも一部分とを含むことを特徴とする請求項１に記載のタンクアセンブリ（70B）。
【請求項７】
前記予め組み立てられたモジュール（304A、304B）は、フィラー管（94A、94B）をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のタンクアセンブリ（70B）。
【請求項８】
前記圧力リリーフバルブ（１７８）及び前記フロートバルブ（１７４）は、共通のバルブボディ統合されることを特徴とする請求項１に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項９】
複数個のシリンダ（２２）を定義するエンジン（１４）と、
前記複数個のシリンダ（２２）に選択的に流体連通される排気通路（６６）を定義する排気装置（３８）と、
前記排気通路（６６）に流体連通される触媒（５８）を含む選択還元触媒システム（５４）と、
前記排気通路（６６）に選択的に流体連通されるチャンバ（８２）を定義するタンク（７８）と、
開口（１０２）を有するとともに前記開口（１０２）から前記チャンバ（８２）までの第１通路（９８）の少なくとも一部分を定義するフィラー管（９４）と、
フロートバルブ（１７４）を有するとともに第２、第３、及び第４通路（１４２、１５４、１６２）を定義するベントシステム（１３０）と、
前記チャンバ（８２）から前記フロートバルブ（１７４）への流体連通を提供する前記第２通路（１４２）と、
前記フロートバルブ（１７４）から前記第１通路（９８）への流体連通を提供する前記第３通路（１５４）と、
前記第２及び第３通路（１４２、１５４）間の流体連通を阻止しない開位置とフロートメンバ（２０６）が前記第２及び第３通路（１４２、１５４）間の流体連通を阻止する閉位置との間を選択的に移動可能な前記フロートメンバ（２０６）を有する前記フロートバルブ（１７４）と、
前記第１通路（９８）に流体連通される圧力リリーフバルブ（１７８）と、
を含み、
前記リリーフバルブ（１７８）は、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を下回るときに前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を阻止するとともに、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を超えるときに、前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を許容するように構成されることを特徴とするパワートレイン（１０）。
【請求項１０】
ノズル（１０６）は、前記開口（１０２）を経由して前記第１通路（９８）の中に挿入可能であり、
前記タンクアセンブリ（７０）は、前記ノズル（１０６）が前記第１通路（９８）の中へ挿入されるときに、前記ノズル（１０６）にシール結合されるように構成される前記第１通路（９８）の内側のシールシステム（１１４）をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１１】
前記第１通路（９８）から前記チャンバ（８２）への流体流れを許容するとともに前記チャンバ（８２）から前記第１通路（９８）への流体流れを阻止する一方向チェックバルブ（１１８）をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１２】
ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記液体流れ（７４）が阻止されている間の、前記ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記ガス流れ（１３４）を許容するように構成されるベント（２２０）をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１３】
タンク（78A）は穴（３００）を定義して、
タンクアセンブリ（70B）は、予め組み立てられたモジュール（304、304A、304B）をさらに含み、
前記予め組み立てられたモジュール（304、304A、304B）は、前記穴（３００）を閉塞させるために前記タンク（78A）に関連して取り付けられるフランジ（308、308A、308B）と、前記フランジ（308、308A、308B）に関連して取り付けられる前記ベントシステム（１３０）の少なくとも一部分とを含むことを特徴とする請求項９に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１４】
前記予め組み立てられたモジュール（304A、304B）は、フィラー管（94A、94B）をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１５】
液体還元剤（７４）を蓄積するためのタンクアセンブリ（70A）であって、
前記タンクアセンブリ（70A）は、
チャンバ（８２）を定義するタンク（７８）と、
開口（１０２）を有するとともに前記開口（１０２）からチャンバ（８２）までの第１通路（９８）の少なくとも一部分を定義するフィラー管（９４）と、
フロートバルブ（174A）を有するとともに第２、第３、及び第４通路（142A、１５４、１６２）を定義するベントシステム（130A）と、
前記チャンバ（８２）から前記フロートバルブ（174A）への流体連通を提供する前記第２通路（142A）と、
前記フロートバルブ（174A）から前記第１通路（９８）への流体連通を提供する前記第３通路（１５４）と、
前記第２及び第３通路（142A、１５４）の間の流体連通を阻止しない開位置と、前記第２及び第３通路（142A、１５４）の間の流体連通を阻止する閉位置との間を選択的に移動可能なフロートメンバ（２０６）を有する前記フロートバルブ（174A）と、
前記第１通路（９８）に流体連通される圧力リリーフバルブ（178A）と、
を含み、
前記リリーフバルブ（178A）は、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を下回るときに前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を阻止するとともに、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を超えるときに、前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を許容するように構成されることを特徴とするタンクアセンブリ（70A）。
【請求項１】
液体還元剤（７４）を蓄積するためのタンクアセンブリ（７０）であって、
前記タンクアセンブリ（７０）は、
チャンバ（８２）を定義するタンク（７８）と、
開口（１０２）を有するとともに前記開口（１０２）からチャンバ（８２）までの第１通路（９８）の少なくとも一部分を定義するフィラー管（９４）と、
フロートバルブ（１７４）を有するとともに第２、第３、及び第４通路（１４２、１５４、１６２）を定義するベントシステム（１３０）と、
前記チャンバ（８２）から前記フロートバルブ（１７４）への流体連通を提供する前記第２通路（１４２）と、
前記フロートバルブ（１７４）から前記第１通路（９８）への流体連通を提供する前記第３通路（１５４）と、
前記第２及び第３通路（１４２、１５４）の間の流体連通を阻止しない開位置と、前記第２及び第３通路（１４２、１５４）の間の流体連通を阻止する閉位置との間を選択的に移動可能なフロートメンバ（２０６）を有する前記フロートバルブ（１７４）と、
前記第１通路（９８）に流体連通される圧力リリーフバルブ（１７８）と、
を含み、
前記リリーフバルブ（１７８）は、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を下回るときに前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を阻止するとともに、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を超えるときに、前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を許容するように構成されることを特徴とするタンクアセンブリ（７０）。
【請求項２】
ノズル（１０６）は、前記開口（１０２）を経由して前記第１通路（９８）の中に挿入可能であり、
前記タンクアセンブリ（７０）は、前記ノズル（１０６）が前記第１通路（９８）の中へ挿入されるときに、前記ノズル（１０６）にシール結合されるように構成される前記第１通路（９８）の内側のシールシステム（１１４）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項３】
前記第１通路（９８）から前記チャンバ（８２）への流体流れを許容するとともに前記チャンバ（８２）から前記第１通路（９８）への流体流れを阻止する一方向チェックバルブ（１１８）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項４】
ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記液体流れ（７４）が阻止されている間の、前記ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記ガス流れ（１３４）を許容するように構成されるベント（２２０）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項５】
前記ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記液体流れ（７４）が阻止されている間の、前記ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記ガス流れ（１３４）を許容するように構成される膜（２２２）を含むことを特徴とする請求項４に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項６】
タンク（78A）は穴（３００）を定義して、
タンクアセンブリ（70B）は、予め組み立てられたモジュール（304、304A、304B）をさらに含み、
前記予め組み立てられたモジュール（304、304A、304B）は、前記穴（３００）を閉塞させるために前記タンク（78A）に関連して取り付けられるフランジ（308、308A、308B）と、前記フランジ（308、308A、308B）に関連して取り付けられる前記ベントシステム（１３０）の少なくとも一部分とを含むことを特徴とする請求項１に記載のタンクアセンブリ（70B）。
【請求項７】
前記予め組み立てられたモジュール（304A、304B）は、フィラー管（94A、94B）をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のタンクアセンブリ（70B）。
【請求項８】
前記圧力リリーフバルブ（１７８）及び前記フロートバルブ（１７４）は、共通のバルブボディ統合されることを特徴とする請求項１に記載のタンクアセンブリ（７０）。
【請求項９】
複数個のシリンダ（２２）を定義するエンジン（１４）と、
前記複数個のシリンダ（２２）に選択的に流体連通される排気通路（６６）を定義する排気装置（３８）と、
前記排気通路（６６）に流体連通される触媒（５８）を含む選択還元触媒システム（５４）と、
前記排気通路（６６）に選択的に流体連通されるチャンバ（８２）を定義するタンク（７８）と、
開口（１０２）を有するとともに前記開口（１０２）から前記チャンバ（８２）までの第１通路（９８）の少なくとも一部分を定義するフィラー管（９４）と、
フロートバルブ（１７４）を有するとともに第２、第３、及び第４通路（１４２、１５４、１６２）を定義するベントシステム（１３０）と、
前記チャンバ（８２）から前記フロートバルブ（１７４）への流体連通を提供する前記第２通路（１４２）と、
前記フロートバルブ（１７４）から前記第１通路（９８）への流体連通を提供する前記第３通路（１５４）と、
前記第２及び第３通路（１４２、１５４）間の流体連通を阻止しない開位置とフロートメンバ（２０６）が前記第２及び第３通路（１４２、１５４）間の流体連通を阻止する閉位置との間を選択的に移動可能な前記フロートメンバ（２０６）を有する前記フロートバルブ（１７４）と、
前記第１通路（９８）に流体連通される圧力リリーフバルブ（１７８）と、
を含み、
前記リリーフバルブ（１７８）は、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を下回るときに前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を阻止するとともに、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を超えるときに、前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を許容するように構成されることを特徴とするパワートレイン（１０）。
【請求項１０】
ノズル（１０６）は、前記開口（１０２）を経由して前記第１通路（９８）の中に挿入可能であり、
前記タンクアセンブリ（７０）は、前記ノズル（１０６）が前記第１通路（９８）の中へ挿入されるときに、前記ノズル（１０６）にシール結合されるように構成される前記第１通路（９８）の内側のシールシステム（１１４）をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１１】
前記第１通路（９８）から前記チャンバ（８２）への流体流れを許容するとともに前記チャンバ（８２）から前記第１通路（９８）への流体流れを阻止する一方向チェックバルブ（１１８）をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１２】
ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記液体流れ（７４）が阻止されている間の、前記ベント（２２０）を経由して前記チャンバ（８２）に対して流入出される前記ガス流れ（１３４）を許容するように構成されるベント（２２０）をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１３】
タンク（78A）は穴（３００）を定義して、
タンクアセンブリ（70B）は、予め組み立てられたモジュール（304、304A、304B）をさらに含み、
前記予め組み立てられたモジュール（304、304A、304B）は、前記穴（３００）を閉塞させるために前記タンク（78A）に関連して取り付けられるフランジ（308、308A、308B）と、前記フランジ（308、308A、308B）に関連して取り付けられる前記ベントシステム（１３０）の少なくとも一部分とを含むことを特徴とする請求項９に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１４】
前記予め組み立てられたモジュール（304A、304B）は、フィラー管（94A、94B）をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のパワートレイン（１０）。
【請求項１５】
液体還元剤（７４）を蓄積するためのタンクアセンブリ（70A）であって、
前記タンクアセンブリ（70A）は、
チャンバ（８２）を定義するタンク（７８）と、
開口（１０２）を有するとともに前記開口（１０２）からチャンバ（８２）までの第１通路（９８）の少なくとも一部分を定義するフィラー管（９４）と、
フロートバルブ（174A）を有するとともに第２、第３、及び第４通路（142A、１５４、１６２）を定義するベントシステム（130A）と、
前記チャンバ（８２）から前記フロートバルブ（174A）への流体連通を提供する前記第２通路（142A）と、
前記フロートバルブ（174A）から前記第１通路（９８）への流体連通を提供する前記第３通路（１５４）と、
前記第２及び第３通路（142A、１５４）の間の流体連通を阻止しない開位置と、前記第２及び第３通路（142A、１５４）の間の流体連通を阻止する閉位置との間を選択的に移動可能なフロートメンバ（２０６）を有する前記フロートバルブ（174A）と、
前記第１通路（９８）に流体連通される圧力リリーフバルブ（178A）と、
を含み、
前記リリーフバルブ（178A）は、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を下回るときに前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を阻止するとともに、前記第１通路（９８）における圧力が予め決定された値を超えるときに、前記第１及び第４通路（９８、１６２）間の流体連通を許容するように構成されることを特徴とするタンクアセンブリ（70A）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１２−５３２２８１（Ｐ２０１２−５３２２８１Ａ）
【公表日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１９０７３（Ｐ２０１２−５１９０７３）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／００１５８７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００１２５６
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（３９００３３０２０）イートン コーポレーション (290)
【氏名又は名称原語表記】ＥＡＴＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／００１５８７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００１２５６
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（３９００３３０２０）イートン コーポレーション (290)
【氏名又は名称原語表記】ＥＡＴＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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