(57)【要約】【課題】噴射弁の構造を複雑化させることなく、噴射弁で結晶化した還元剤による詰まりを解消する。【解決手段】還元剤供給装置１０は、還元剤噴射ノズル１１と還元剤供給管１２とポンプ１３と空気排出部１４とを備える。還元剤噴射ノズル１１は、排気管に対して接続され、還元剤タンク５からポンプ１３によって圧送された液体還元剤を排気流路６に噴射する。還元剤供給管１２は、還元剤噴射ノズル１１と還元剤タンク５とを連結する。還元剤供給管１２の一端側には、還元剤噴射ノズル１１から上方へ向かって延びて、還元剤タンク５からの液体還元剤が還元剤噴射ノズル１１側へ流下可能な下降流領域１６が設けられる。空気排出部１４は、還元剤供給管１２の下降流領域１６に配置される。空気排出部１４の開閉弁２１は、開放状態で還元剤供給通路１５から外部空間１９への空気の流出を許容する。【選択図】図２
2020051315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤タンク内の液体還元剤をエンジン側から延びる排気管の内部の排気流路へ供給する還元剤供給装置であって、
前記排気管に接続され、前記還元剤タンクからの液体還元剤を前記排気流路へ噴射する噴射弁と、
前記噴射弁から上方へ延びて前記還元剤タンク側からの液体還元剤が前記噴射弁へ流下可能な下降流領域を有し、一端が前記噴射弁に接続され、他端が前記還元剤タンク側に接続されて、液体還元剤が流通可能な還元剤供給通路を内部に区画する還元剤供給管と、
前記還元剤供給通路のうち前記下降流領域よりも前記還元剤タンク側に配置され、前記還元剤タンク内の液体還元剤を前記噴射弁側へ圧送するポンプと、
前記還元剤供給管の前記下降流領域に配置されて、前記還元剤供給通路と前記還元剤供給管の外部空間とを連通し、前記還元剤供給通路から前記外部空間への空気の流通を許容する空気排出部と、を備えた
ことを特徴とする還元剤供給装置。
【請求項２】
還元剤タンク内の液体還元剤をエンジン側から延びる排気管の内部の排気流路へ供給する還元剤供給装置であって、
前記排気管に接続され、前記還元剤タンクからの液体還元剤を前記排気流路へ噴射する噴射弁と、
前記噴射弁から上方へ延びて前記還元剤タンク側からの液体還元剤が前記噴射弁へ流下可能な下降流領域を有し、一端が前記噴射弁に接続され、他端が前記還元剤タンク側に接続されて、液体還元剤が流通可能な還元剤供給通路を内部に区画する還元剤供給管と、
前記還元剤供給通路のうち前記下降流領域よりも前記還元剤タンク側に配置され、前記還元剤タンク内の液体還元剤を前記噴射弁側へ圧送するポンプと、
前記還元剤供給管のうち前記下降流領域の上端と前記ポンプとの間の所定の位置に配置される空気排出部と、を備え、
前記空気排出部は、前記噴射弁が閉塞されて前記噴射弁から前記排気流路側への流体の流出が規制された噴射弁閉塞状態で、前記還元剤タンクの液体還元剤が前記ポンプによって圧送された際に、前記ポンプ側からの液体還元剤が前記空気排出部に到達するまでは、前記還元剤供給通路と前記還元剤供給管の外部空間とを連通する開放状態となって前記還元剤供給通路から前記外部空間への空気の流出を許容し、前記ポンプ側からの液体還元剤が前記空気排出部に到達すると、前記還元剤供給通路と前記外部空間との連通を閉止する閉止状態となって前記還元剤供給通路から前記外部空間への流体の流出を規制し、
前記還元剤供給管のうち前記空気排出部が配置される前記所定の位置は、前記噴射弁閉塞状態で前記空気排出部が前記開放状態から前記閉止状態になった後、液体還元剤が前記ポンプの圧力によって前記還元剤供給管の前記下降流領域に到達可能な位置に設定される
ことを特徴とする還元剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、還元剤供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、排気浄化装置が記載されている。この排気浄化装置では、排気通路のうち鉛直方向に延在している部位に還元剤噴射弁が設置され、還元剤供給通路はポンプに向かって下降していくように配置されている。空気透過部材は、液体（水分）は通さないが空気（気体）を通すという特性を備えており、還元剤噴射弁に設けられた孔を覆うように装着されている。貯蔵タンク内の還元剤を還元剤噴射弁へ供給する際、還元剤の供給前に貯蔵タンクから還元剤噴射弁に至る経路に存在していた空気は、還元剤の供給により空気透過部材から外部へ排出される。還元剤噴射弁が尿素の結晶化等により開弁できなくなっている場合は、還元剤噴射弁に還元剤が供給されることによって結晶が溶解し、開弁を可能としている。また、同公報には、空気透過部材を還元剤供給通路に設けてもよいことや、空気透過部材をできるだけ還元剤噴射弁と近接する位置に配置することが望ましいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の排気浄化装置では、還元剤噴射弁（噴射弁）に空気透過部材（空気排出部）を設けているので、噴射弁の構造が複雑化してしまうおそれがある。また、空気排出部を還元剤供給通路に設けたとしても、還元剤供給通路が噴射弁側からポンプに向かって下降していくように配置されているので、噴射弁が還元剤（例えば、尿素）の結晶化等により開弁できなくなっている場合には、ポンプから空気排出部に到達した液体還元剤（例えば、尿素水）が噴射弁まで到達しない可能性があり、噴射弁で結晶化した還元剤を液体還元剤によって溶解して取り除くことができない可能性がある。
【０００５】
そこで、本開示は、噴射弁の構造を複雑化させることなく、噴射弁で結晶化した還元剤による詰まりを解消することが可能な還元剤供給装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、還元剤タンク内の液体還元剤をエンジン側から延びる排気管の内部の排気流路へ供給する還元剤供給装置であって、噴射弁と還元剤供給管とポンプと空気排出部とを備える。噴射弁は、排気管に接続され、還元剤タンクからの液体還元剤を排気流路へ噴射する。還元剤供給管は、噴射弁から上方へ延びて還元剤タンク側からの液体還元剤が噴射弁へ流下可能な下降流領域を有し、一端が噴射弁に接続され、他端が還元剤タンク側に接続されて、液体還元剤が流通可能な還元剤供給通路を内部に区画する。ポンプは、還元剤供給通路のうち下降流領域よりも還元剤タンク側に配置され、還元剤タンク内の液体還元剤を噴射弁側へ圧送する。空気排出部は、還元剤供給管の下降流領域に配置されて、還元剤供給通路と還元剤供給管の外部空間とを連通し、還元剤供給通路から外部空間への空気の流通を許容する。
【０００７】
上記構成では、空気排出部は、還元剤供給通路から還元剤供給管の外部空間への空気の流通を許容する。このため、噴射弁において還元剤が結晶化し、結晶化した還元剤によって噴射弁が詰まったとしても、ポンプを作動した際に、還元剤タンクからの液体還元剤によって還元剤供給通路の空気が空気排出部を介して還元剤供給管の外部空間へ排出されるので、液体還元剤を空気排出部の位置まで供給することができる。また、空気排出部は、還元剤供給管の下降流領域に配置されるので、空気排出部に到達した液体還元剤を下降流領域で流下させて噴射弁に到達させることができる。従って、噴射弁で結晶化した還元剤を液体還元剤によって溶解して取り除くことができ、還元剤供給通路の詰まりを解消することができる。なお、還元剤供給管の下降流領域には、下降流領域の上端も含まれる。
【０００８】
また、還元剤供給管に空気排出部を設けるので、噴射弁の構造を複雑化させることがない。このため、噴射弁で結晶化した還元剤による詰まりを簡易な構造で解消することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、還元剤タンク内の液体還元剤をエンジン側から延びる排気管の内部の排気流路へ供給する還元剤供給装置であって、噴射弁と還元剤供給管とポンプと空気排出部とを備える。噴射弁は、排気管に接続され、還元剤タンクからの液体還元剤を排気流路へ噴射する。還元剤供給管は、噴射弁から上方へ延びて還元剤タンク側からの液体還元剤が噴射弁へ流下可能な下降流領域を有し、一端が噴射弁に接続され、他端が還元剤タンク側に接続されて、液体還元剤が流通可能な還元剤供給通路を内部に区画する。ポンプは、還元剤供給通路のうち下降流領域よりも還元剤タンク側に配置され、還元剤タンク内の液体還元剤を噴射弁側へ圧送する。空気排出部は、還元剤供給管のうち下降流領域の上端とポンプとの間の所定の位置に配置される。空気排出部は、噴射弁が閉塞されて噴射弁から排気流路側への流体の流出が規制された噴射弁閉塞状態で、還元剤タンクの液体還元剤がポンプによって圧送された際に、ポンプ側からの液体還元剤が空気排出部に到達するまでは、還元剤供給通路と還元剤供給管の外部空間とを連通する開放状態となって還元剤供給通路から外部空間への空気の流出を許容し、ポンプ側からの液体還元剤が空気排出部に到達すると、還元剤供給通路と外部空間との連通を閉止する閉止状態となって還元剤供給通路から外部空間への流体の流出を規制する。還元剤供給管のうち空気排出部が配置される上記所定の位置は、噴射弁閉塞状態で空気排出部が開放状態から閉止状態になった後、液体還元剤がポンプの圧力によって還元剤供給管の下降流領域に到達可能な位置に設定される。
【００１０】
上記構成では、空気排出部は、噴射弁が閉塞された噴射弁閉塞状態で、還元剤タンクの液体還元剤がポンプによって圧送された際に、ポンプ側からの液体還元剤が空気排出部に到達するまでは、還元剤供給通路と還元剤供給管の外部空間とを連通する開放状態となって還元剤供給通路から外部空間への空気の流出を許容する。このため、還元剤の結晶化等によって噴射弁が詰まって噴射弁閉塞状態となっても、ポンプ側からの液体還元剤は、噴射弁とポンプとの間の空気を空気排出部から外部空間へ排出しながら空気排出部に到達する。ポンプ側からの液体還元剤が空気排出部に到達すると、空気排出部が閉止状態となって還元剤供給通路から外部空間への流体の流出を規制するので、開放状態で空気排出部に到達した液体還元剤は、閉止状態になるとポンプの圧力によって空気排出部よりも噴射弁側の空気を圧縮しながら、噴射弁側へ向かう。
【００１１】
還元剤供給管のうち空気排出部が配置される上記所定の位置は、噴射弁閉塞状態で空気排出部が開放状態から閉止状態になった後、液体還元剤がポンプの圧力によって還元剤供給管の下降流領域に到達可能な位置に設定される。このため、空気排出部が開放状態から閉止状態になった後に、液体還元剤を、還元剤供給管の下降流領域に到達させることができるので、液体還元剤を下降流領域内で流下させて噴射弁に到達させることができ、噴射弁で結晶化した還元剤を液体還元剤で溶解することによって、噴射弁で結晶化した還元剤による詰まりを解消することができる。
【００１２】
また、還元剤供給管に空気排出部を設けるので、噴射弁の構造を複雑化させることがない。このため、噴射弁で結晶化した還元剤による詰まりを簡易な構造で解消することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、噴射弁の構造を複雑化させることなく、噴射弁で結晶化した還元剤による詰まりを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】還元剤供給装置を備えた車両の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る還元剤供給装置の概略的な説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る還元剤供給装置の概略的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図２において、ＵＰは上方を示す。また、白抜き矢印は排気の流通方向を示す。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る還元剤供給装置１０は、エンジン２から排出される排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムを備える車両１に適用される。ＳＣＲシステムでは、液体還元剤（本実施形態では、尿素水）が加水分解することによって生成されるアンモニアを用いて排気ガス中のＮＯｘを還元している。エンジン２に接続された排気管３には、排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するＳＣＲ触媒４が配設される。還元剤供給装置１０は、還元剤タンク５内の液体還元剤を排気管３の内部の排気流路６へ供給し、排気ガス中のＮＯｘを還元する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、還元剤供給装置１０は、還元剤噴射ノズル（噴射弁）１１と還元剤供給管１２とポンプ１３と空気排出部１４とを備える。なお、図１では、還元剤供給管１２を簡略化して直線で図示しているが、実際には、還元剤供給管１２は、図２に示すように、湾曲した形状となっている。
【００１８】
還元剤噴射ノズル１１は、ＳＣＲ触媒４よりも排気上流側に配置され、還元剤噴射ノズル１１の先端が排気管３内の排気流路６に配置された状態で排気管３に対して接続され、還元剤タンク５からポンプ１３によって圧送された液体還元剤を排気流路６に噴射する。
【００１９】
還元剤供給管１２は、一端が還元剤噴射ノズル１１に接続され、他端が還元剤タンク５に接続された状態で、還元剤噴射ノズル１１と還元剤タンク５とを連結する。還元剤供給管１２の内部には、液体還元剤が流通可能な還元剤供給通路１５が区画される。還元剤供給管１２の一端側には、還元剤噴射ノズル１１から上方へ向かって延びて、還元剤タンク５からの液体還元剤が還元剤噴射ノズル１１側へ流下可能な下降流領域１６が設けられる。下降流領域１６は、液体還元剤を還元剤タンク５から排気流路６へ供給する際に、還元剤上流側から還元剤下流側へ向かって上方から下方へ延び、液体還元剤が下降流となる領域である。本実施形態では、下降流領域１６の還元剤上流側には、下降流領域１６の上端７（図２に一点鎖線７で示す位置）から下方へ向かって延びる上昇流領域１７が設けられる。上昇流領域１７は、液体還元剤を還元剤タンク５から排気流路６へ供給する際に、還元剤上流側から還元剤下流側へ向かって下方から上方へ延び、液体還元剤が上昇流となる領域である。上昇流領域１７と下降流領域１６との連結部分には、上方へ膨出するように湾曲する山状の山状部１８が形成される。還元剤供給管１２の下降流領域１６のうち後述する空気排出部１４の貫通孔２０の近傍には、貫通孔２０の位置８（図２に一点鎖線８で示す位置）における液体還元剤の有無を検出可能なセンサ（図示省略）が設けられる。なお、下降流領域１６とは、ポンプ１３等に圧送されなくても、重力によって液体還元剤が流下して還元剤噴射ノズル１１へ到達可能な領域であって、直線状の領域に限定されない。また、下降流領域１６の上端７は、下降流領域１６に含まれる。
【００２０】
ポンプ１３は、還元剤供給管１２の還元剤供給通路１５のうち下降流領域１６の上端７よりも還元剤タンク５側（本実施形態では、上昇流領域１７よりも還元剤タンク５側）に配置され、エンジン２の始動中の所定のタイミングで還元剤タンク５内の液体還元剤を還元剤噴射ノズル１１側へ圧送する。エンジン２を停止した際には、ポンプ１３は、液体還元剤を逆流させて、還元剤供給管１２の還元剤供給通路１５の液体還元剤を還元剤タンク５側へ戻す。
【００２１】
空気排出部１４は、還元剤供給管１２の下降流領域１６に配置される。空気排出部１４は、還元剤供給管１２内の還元剤供給通路１５と還元剤供給管１２の外部の空間１９（以下、外部空間１９という。）とを連通する貫通孔２０と、貫通孔２０に設けられる開閉弁２１とを有する。開閉弁２１は、貫通孔２０を開放した開放状態と、貫通孔２０を閉止した閉止状態とに切り替え可能である。開放状態の開閉弁２１は、還元剤供給通路１５から外部空間１９への空気の流出を許容する。閉止状態の開閉弁２１は、還元剤供給通路１５から外部空間１９への流体（空気及び液体還元剤）の流出を規制する。開閉弁２１の開閉は、コントローラ２２によって制御される。コントローラ２２は、還元剤供給管１２の上記センサ（図示省略）が貫通孔２０の上記位置８に液体還元剤を検出していない場合（上記位置８に空気がある場合）には、開閉弁２１を開放状態にし、上記センサが貫通孔２０の上記位置８に液体還元剤を検出している場合（上記位置８に空気がない場合）には、開閉弁２１を閉止状態にする。例えば、エンジン２の始動後に初めて還元剤タンク５の液体還元剤を還元剤噴射ノズル１１側へポンプ１３によって圧送する場合には、還元剤供給管１２の貫通孔２０の上記位置８に液体還元剤が検出されず、空気排出部１４の開閉弁２１が開放状態にされる。還元剤タンク５からの液体還元剤が空気排出部１４に到達すると、空気排出部１４の開閉弁２１が閉止状態にされ、液体還元剤がポンプ１３によって還元剤噴射ノズル１１側へ圧送される。
【００２２】
還元剤噴射ノズル１１内で還元剤（本実施形態では、尿素）が結晶化することによって還元剤噴射ノズル１１が詰まっている状態（還元剤噴射ノズル１１から排気流路６側への流体の流出が規制されている状態。以下、噴射弁閉塞状態という。）では、還元剤タンク５の液体還元剤をポンプ１３によって圧送すると、還元剤タンク５からの液体還元剤は、還元剤供給管１２の還元剤供給通路１５の空気を空気排出部１４から外部空間１９に排出させつつ、空気排出部１４に到達する。空気排出部１４に液体還元剤が到達すると、開閉弁２１が閉止状態にされる。空気排出部１４に到達した液体還元剤は、還元剤供給管１２の下降流領域１６を流下して、還元剤噴射ノズル１１へと達する。
【００２３】
上記のように構成された還元剤供給装置１０では、開放状態の空気排出部１４が、還元剤供給通路１５から外部空間１９への空気の流出を許容する。このため、還元剤噴射ノズル１１内で還元剤（本実施形態では、尿素）が結晶化することによって還元剤噴射ノズル１１が噴射弁閉塞状態になったとしても、ポンプ１３を作動した際に、還元剤タンク５からの液体還元剤によって還元剤供給通路１５の空気が空気排出部１４を介して還元剤供給管１２の外部空間１９へ排出されるので、液体還元剤を空気排出部１４の位置まで供給することができる。また、空気排出部１４は、還元剤供給管１２の下降流領域１６に配置されるので、空気排出部１４に到達した液体還元剤を下降流領域１６で流下させて還元剤噴射ノズル１１に到達させることができる。従って、還元剤噴射ノズル１１で結晶化した還元剤を液体還元剤によって溶解して取り除くことができ、還元剤供給通路１５の詰まりを解消することができる。
【００２４】
また、還元剤供給管１２に空気排出部１４を設けるので、還元剤噴射ノズル１１の構造を複雑化させることがない。このため、還元剤噴射ノズル１１で結晶化した還元剤による詰まりを簡易な構造で解消することができる。
【００２５】
従って、本実施形態によれば、還元剤噴射ノズル１１の構造を複雑化させることなく、還元剤噴射ノズル１１で結晶化した還元剤による詰まりを解消することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の還元剤供給装置４０は、空気排出部１４を還元剤供給管１２の下降流領域１６の上端７よりもポンプ１３側に配置する点で第１実施形態と相違する。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図３において、ＵＰは上方を示す。また、白抜き矢印は排気の流通方向を示す。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態に係る還元剤供給装置４０の空気排出部１４は、還元剤供給管１２の還元剤供給通路１５の上昇流領域１７に設けられる。すなわち、空気排出部１４は、還元剤供給管１２の還元剤供給通路１５のうち下降流領域１６の上端７とポンプ１３との間の所定の位置に配置される。還元剤供給管１２の上昇流領域１７のうち、空気排出部１４の貫通孔２０の近傍には、貫通孔２０の位置９（図３に一点鎖線９で示す位置）における液体還元剤の有無を検出可能なセンサ（図示省略）が設けられる。コントローラ２２は、還元剤供給管１２の上記センサ（図示省略）が貫通孔２０の上記位置９に液体還元剤を検出していない場合（上記位置９に空気がある場合）には、開閉弁２１を開放状態にし、上記センサが貫通孔２０の上記位置９に液体還元剤を検出している場合（上記位置９に空気がない場合）には、開閉弁２１を閉止状態にする。例えば、エンジン２の始動後に初めて還元剤タンク５の液体還元剤を還元剤噴射ノズル１１側へポンプ１３によって圧送する場合には、還元剤供給管１２の貫通孔２０の上記位置９に液体還元剤が検出されず、空気排出部１４の開閉弁２１が開放状態にされる。還元剤タンク５からの液体還元剤が空気排出部１４に到達すると、空気排出部１４の開閉弁２１が閉止状態にされ、液体還元剤がポンプ１３によって還元剤噴射ノズル１１側へ圧送される。
【００２８】
噴射弁閉塞状態では、還元剤タンク５の液体還元剤をポンプ１３によって圧送すると、還元剤タンク５からの液体還元剤は、還元剤供給管１２の還元剤供給通路１５の空気を空気排出部１４から外部空間１９に排出させつつ、空気排出部１４に到達する（以下、第１状態という。）。第１状態になると、開閉弁２１が閉止状態にされ、液体還元剤がポンプ１３によって還元剤噴射ノズル１１側へ圧送され、圧送された液体還元剤が、還元剤下流側の還元剤供給管１２の還元剤供給通路１５の空気を圧縮して、空気排出部１４よりも還元剤下流側まで移動する（以下、第２状態という。）。なお、還元剤噴射ノズル１１が詰まっていない状態で、エンジン２の始動後に初めて還元剤タンク５の液体還元剤を還元剤噴射ノズル１１側へポンプ１３によって圧送する際には、空気排出部１４の開閉弁２１が開放状態にされ、還元剤タンク５からの液体還元剤は、還元剤供給管１２内の空気を還元剤噴射ノズル１１及び空気排出部１４から排気流路６及び外部空間１９へ排出しつつ、空気排出部１４に到達する。そして、還元剤タンク５からの液体還元剤が空気排出部１４に到達すると、空気排出部１４の開閉弁２１が閉止状態にされ、液体還元剤がポンプ１３によって還元剤噴射ノズル１１側へ圧送され、還元剤噴射ノズル１１から排気流路６へ噴射される。
【００２９】
空気排出部１４を配置する還元剤供給管１２の還元剤供給通路１５の上記所定の位置は、還元剤噴射ノズル１１が噴射弁閉塞状態で、空気排出部１４の開閉弁２１が開放状態から閉止状態になった後、ポンプ１３によって還元剤噴射ノズル１１側へ圧送された液体還元剤（第２状態の液体還元剤）が、少なくとも還元剤供給管１２の下降流領域１６の上端７に到達するように、実験やシミュレーション、或いは計算等によって求めた位置に設定される。本実施形態では、空気排出部１４を配置する上記所定の位置は、計算によって求めた位置に設定される。
【００３０】
例えば、第１状態における空気排出部１４よりも還元剤下流側の還元剤供給通路１５の空気の圧力Ｐ１（大気圧Ｐ１と等しい）及び体積Ｖ１と、ポンプ１３の圧力Ｐ２によって圧縮された第２状態における還元剤下流側の還元剤供給通路１５の空気の圧力Ｐ２（ポンプ１３の圧力Ｐ２と等しい）及び体積Ｖ２との間には、下記式（１）の関係が成り立つ。なお、ポンプ１３の圧力Ｐ２は、還元剤噴射ノズル１１が噴射弁閉塞状態で空気排出部１４が閉止状態となったときに、ポンプ１３が液体還元剤を圧送する圧力Ｐ２であって、ポンプ１３の諸元によって決まる値であってもよいし、或いは、ポンプ１３を制御するコントローラ等によって設定された値であってもよい。
【００３１】
【数１】
2020051315.tif 000003
【００３２】
上記式（１）から、第２状態における還元剤下流側の還元剤供給通路１５の空気の体積Ｖ２（以下、単に第２状態における空気の体積Ｖ２という。）は、下記式（２）で表すことができる。
【００３３】
【数２】
2020051315.tif 000004
【００３４】
第２状態の液体還元剤を、還元剤供給管１２の下降流領域１６の上端７に到達させるためには、第２状態における空気の体積Ｖ２が、下降流領域１６の上端７よりも還元剤噴射ノズル１１側の還元剤供給通路１５の容積Ｖ３よりも小さくなるように、下記式（３）の関係となればよい。
【００３５】
【数３】
2020051315.tif 000005
【００３６】
上記式（２），（３）から、第２状態における空気の体積Ｖ２と、下降流領域１６の上端７よりも還元剤噴射ノズル１１側の還元剤供給通路１５の容積Ｖ３との関係は、下記式（４）のように表すことができる。
【００３７】
【数４】
2020051315.tif 000006
【００３８】
上記式（４）から、第１状態における空気排出部１４よりも還元剤下流側の還元剤供給通路１５の空気の体積Ｖ１（以下、単に第１状態における空気の体積Ｖ１という。）は、下記式（５）で表すことができる。
【００３９】
【数５】
2020051315.tif 000007
【００４０】
すなわち、第１状態における空気の体積Ｖ１が上記式（５）を満たすように空気排出部１４の上記所定の位置を設定することによって、噴射弁閉塞状態で空気排出部１４の開閉弁２１が開放状態から閉止状態になった後の第２状態の液体還元剤を、還元剤供給管１２の下降流領域１６の上端７に到達させることができる。なお、空気排出部１４は、下降流領域１６の上端７よりも還元剤上流側に配置されるので、第１状態における空気の体積Ｖ１は、下降流領域１６の上端７よりも還元剤噴射ノズル１１側の還元剤供給通路１５の容積Ｖ３よりも大きい（Ｖ３＜Ｖ１）。
【００４１】
上記のように構成された還元剤供給装置４０では、空気排出部１４を配置する還元剤供給管１２の上記所定の位置は、噴射弁閉塞状態で空気排出部１４の開閉弁２１が開放状態から閉止状態になった後、ポンプ１３によって還元剤噴射ノズル１１側へ圧送された液体還元剤（第２状態の液体還元剤）が、還元剤供給管１２の下降流領域１６の上端７に到達する位置に設定される。このように、噴射弁閉塞状態で空気排出部１４が開放状態から閉止状態になった後、液体還元剤を、還元剤供給管１２の下降流領域１６に到達させることができるので、液体還元剤を下降流領域１６内で流下させて還元剤噴射ノズル１１に到達させることができる。このため、還元剤噴射ノズル１１で結晶化した還元剤を液体還元剤で溶解することができ、還元剤噴射ノズル１１で結晶化した還元剤による詰まりを解消することができる。
【００４２】
また、還元剤供給管１２に空気排出部１４を設けるので、還元剤噴射ノズル１１の構造を複雑化させることがない。このため、還元剤噴射ノズル１１で結晶化した還元剤による詰まりを、簡易な構造で解消することができる。
【００４３】
従って、本実施形態によれば、還元剤噴射ノズル１１の構造を複雑化させることなく、還元剤噴射ノズル１１で結晶化した還元剤による詰まりを解消することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、空気排出部１４を配置する上記所定の位置を、計算によって求めたが、これに限定されるものではなく、実験やシミュレーション等から求めてもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、還元剤供給管１２の下降流領域１６の上端７から連続する上昇流領域１７を設け、係る上昇流領域１７に空気排出部１４を配置したが、これに限定されるものではない。例えば、還元剤供給管１２の下降流領域１６の上端７から連続して略水平に延びる水平領域を設け、係る水平領域に空気排出部１４を配置してもよい。
【００４６】
以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【００４７】
例えば、上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、空気排出部１４に機械的な開閉弁２１を設け、開閉弁２１の開閉をコントローラ２２によって制御したが、空気排出部１４はこれに限定されるものではなく、液体の流通を規制し気体の流通を許容する材質の非機械的弁を開閉弁２１に代えて空気排出部１４に設けてもよい。非機械的弁は、例えば、多孔質のプラスチック（超高分子量ポリエチレン等）で成形されたフィルターなどであってもよい。
【００４８】
また、液体還元剤は尿素水に限定されるものではなく、例えば、アンモニア水（水酸化アンモニウム、アンモニア水溶液）等であってもよい。
【００４９】
また、上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、水平方向に対して傾斜した状態の下降流領域１６を図示したが、下降流領域１６はこれに限定されるものではない。例えば、鉛直方向に延びる下降流領域１６であってもよい。
【００５０】
また、上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、直線状に延びる状態の下降流領域１６を図示したが、下降流領域１６の形状はこれに限定されるものではなく、液体還元剤が重力によって下降流領域１６の上端７から流下して還元剤噴射ノズル１１へ到達可能な形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、下降流領域１６の上端７と還元剤噴射ノズル１１との間の中間領域に短い水平領域を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本開示に係る還元剤供給装置は、液体還元剤を排気流路に噴射して排気を浄化するシステムに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１：車両
２：エンジン
３：排気管
５：還元剤タンク
６：排気流路
１０，４０：還元剤供給装置
１１：還元剤噴射ノズル（噴射弁）
１２：還元剤供給管
１３：ポンプ
１４：空気排出部
１５：還元剤供給通路
１６：下降流領域
１９：外部空間
【図１】
2020051315.tif 000008
【図２】
2020051315.tif 000009
【図３】
2020051315.tif 000010