(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気流中に反応剤を注入するインジェクターであって、
電磁石と、
内側管と、
前記電磁石を貫いて延伸し、前記内側管を囲み、前記内側管の第１端が密着状態で当該外側管の内面に固定されている外側管と、
密着状態で前記外側管の前記内面に固定されているガイド部材および開口プレートと、
軸頭を含む、移動可能なバルブ部材とを有し、
前記内側管の第２端は、前記ガイド部材によって整列され、
前記軸頭は、前記バルブ部材が前記開口プレートを貫く開口部に対して整列するように、前記外側管の前記内面によって案内されるインジェクター。
【請求項２】
前記軸頭の近傍に配置され、前記外側管の前記内面に固定されたポール部材を含む請求項１に記載のインジェクター。
【請求項３】
前記ポール部材は、前記軸頭に対して前記ポール部材から離隔するよう付勢するバネの受け口となるボアを含む請求項２に記載のインジェクター。
【請求項４】
前記電磁石は、
ボビンの周囲に巻かれたワイヤのコイルと、
前記ワイヤを囲むフラックスフレームと、
前記ワイヤと、前記ボビンと、前記フラックスフレームとを包みこむ樹脂製のハウジングとを含む請求項１に記載のインジェクター。
【請求項５】
前記外側管は、前記反応剤の受け口となるアパーチャーを含み、
前記アパーチャーは、軸方向において前記電磁石と、前記開口プレートとの間に位置している請求項１に記載のインジェクター。
【請求項６】
前記内側管および前記外側管は、前記反応剤が流れる供給路の少なくとも一部を規定する請求項５に記載のインジェクター。
【請求項７】
前記軸頭および前記ポール部材を貫いて延伸し、前記反応剤を再循環させる回帰路をさらに含む請求項２または３に記載のインジェクター。
【請求項８】
前記開口プレートと前記ガイド部材との間に配置されたスロットディスクをさらに含み、
前記外側管は、前記反応剤の受け口となるアパーチャーを含み、
前記アパーチャーは、軸方向において前記電磁石と、前記開口プレートとの間に位置し、
前記内側管および前記外側管は、前記反応剤が流れる供給路の少なくとも一部を規定し、
前記スロットディスクは、前記スロットディスク自体を貫いて延伸する渦巻きポートを含み、
前記ガイド部材は、前記供給路と前記開口部との間の流体連通を提供するために、前記渦巻きポートに対して整列されている入口ポートを含んでいる請求項７に記載のインジェクター。
【請求項９】
前記ガイド部材は、前記供給路と前記回帰路との間の流体連通を提供するバイパスポートを含んでいる請求項８に記載のインジェクター。
【請求項１０】
前記スロットディスクは、円周方向に離隔して設けられた複数の渦巻きポートと、前記渦巻きポートから渦巻きチャンバーまで延伸する、対応する複数の渦巻きスロットとを含んでいる請求項９に記載のインジェクター。
【請求項１１】
それぞれの渦巻きスロットは、実質的に直線である直線部と、環状部とを含み、前記環状部は、前記渦巻きチャンバーの外径を規定する請求項１０に記載のインジェクター。
【請求項１２】
前記電磁石の第１面に配置された台と、前記電磁石の逆側の第２面に配置された出口管とをさらに含み、前記台および前記出口管は、前記電磁石を前記台と前記出口管との間に保持するために前記外側管に固定されている請求項１に記載のインジェクター。
【請求項１３】
前記外側管および前記台は、加圧された反応剤の漏出を制限するために、軸方向に離隔した複数の位置において密着状態で互いに固定されている請求項１２に記載のインジェクター。
【請求項１４】
前記台は、前記電磁石を囲むフラックスフレームの一部を形成する請求項１３に記載のインジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はインジェクターシステムに関するものであり、より詳しくは、ディーゼルエンジンから排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を減少させるために、尿素水溶液のような反応剤を排気流中へ注入するインジェクターシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションでは、必ずしも従来技術ではない、本開示に関連する背景情報を提供する。リーンバーンエンジン（希薄燃焼エンジン）は、過剰な酸素、つまりは、利用可能な燃料の完全燃焼に必要な量よりも多い酸素量で動作させることにより、燃料効率を向上させる。このようなエンジンは、「希薄に」動作する、または「希薄混合」で動作すると言われる。しかしながら、非リーンバーン燃焼とは対照的に、燃料節約の改善または向上は、特に窒素酸化物（ＮＯｘ）のような、望まれない汚染物質の排出によって相殺されてしまう。
【０００３】
リーンバーン内燃エンジンからのＮＯｘ排出を減らす方法として、選択触媒還元（ＳＣＲ）が知られている。例えばディーゼルエンジンからのＮＯｘの排出量を減少させるためにＳＣＲを使用した場合は、ＳＣＲは、排気ガス温度、エンジンの毎分回転数、エンジン負荷といった、選択されたエンジン運転パラメーターの少なくとも一つと関係して、霧状の反応剤のエンジン排気流中への注入を必要とする。エンジン負荷は、エンジン燃料流量、ターボブースト圧力、または排気ＮＯｘ質量流量によって計測される。反応剤／排気ガス混合物は、反応剤中に存在するＮＯｘ濃度を減少させることが可能な、例えば、活性炭素、または、プラチナ、バナジウム、あるいはタングステンといった金属等の触媒を含んだ反応装置を通過する。
【０００４】
尿素水溶液は、ディーゼルエンジンのＳＣＲシステムにおける効果的な反応剤として知られている。しかしながら、尿素水溶液を使用することで多くの不都合が生じる。尿素は、高い腐食性を示し、尿素混合物を排気ガス気流中に注入するインジェクターといったＳＣＲシステムの機械部品に対して不都合な影響を及ぼす虞がある。尿素はまた、ディーゼル排気装置の中のような高温に長時間さらされると凝固する虞がある。凝固した尿素は、インジェクターにおいて一般に見受けられる通路である、狭い流路および流出開口に蓄積するであろう。凝固した尿素はまた、インジェクターの動作部分が塞がる原因となったり、あらゆる開口部または尿素の流路を詰まらせたりし、その結果インジェクターが使用できなくなる。
【０００５】
一部の反応剤注入システムは、ポンプ、供給ライン及び回帰ラインを備えて構成されており、尿素水溶液は、連続的に送り出されることで尿素の凝固を最小限に抑制するとともに、インジェクターから、離隔した場所に貯蔵されている尿素水溶液へ熱を移動させる。このようなインジェクターは、一般的に、供給ラインと接続された入口と、そこから離隔して回帰ラインと接続された出口とを備え、入口と出口とはともに、インジェクターの開口部として電磁石の反対側に配置される。このように構成されたインジェクターは、これまでのところは十分に機能してきたが、送り出された流体が磁気回路を遮断し、ソレノイドの能率を低下させるという問題が発生する虞がある。そのような非効率的な回路を補償するため、電流、コイルの直径、電線の直径、及び／またはコイルの巻数の増大が必要となり得る。
【０００６】
上述のインジェクターには、コスト、構造の複雑さ、および、注入開口またはインジェクター部品間のいくつかの他の接続部からの、送り出される流体の漏出といった他の問題が発生する虞がある。従って、これらの問題の一部、または全てに対して改良された反応剤インジェクターを提供することが望ましいだろう。
【発明の概要】
【０００７】
このセクションは、本開示の一般的な概要を示し、すべての範囲またはすべての特徴の包括的な開示ではない。
【０００８】
排気中に反応剤を注入するインジェクターは、電磁石を貫いて延伸する、内側管を囲む外側管を含む。前記内側管の第１端は、前記外側管の内面に密着状態で固定される。ガイド部材および開口プレートは、前記外側管の前記内面にそれぞれ密着状態で固定される。前記内側管の第２端は、前記ガイド部材により整列される。移動可能なバルブ部材は、前記開口プレートを貫く開口部に対して前記バルブ部材が整列するように、前記外側管の前記内面によって案内される軸頭を含む。
【０００９】
排気中に反応剤を注入するインジェクターは、ハウジングに接続された電磁石を含む。スロットディスクは、円周方向に離隔して設けられた複数の、スロットディスク自体を貫いて延伸する渦巻きポートを含む。前記スロットディスクはまた、それぞれの渦巻きポート間を渦巻きチャンバーまで延伸する渦巻きスロットを含む。それぞれの渦巻きスロットは、実質的に直線状である直線部と環状部を含み、前記環状部は、前記渦巻きチャンバーの外径を規定する。開口プレートは開口を含み、前記スロットディスクに固定されている。バルブ部材は、前記ハウジング内で、反応剤が前記開口から出ることを制限される閉鎖位置と、反応剤が前記開口を通過できる開位置との間を、前記電磁石への通電に基づいて移動可能である。前記バルブ部材が前記開位置にある場合に、反応剤が、前記渦巻きポート、前記渦巻きスロット、および前記渦巻きチャンバーを通って送り出される。
【００１０】
さらなる適用領域は、以下に示した記述で明らかになるだろう。本概要中の記述および詳細例は、例示の目的を意図したものであり、本開示の範囲を制限することを意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
ここに示す図は、選ばれた実施形態においての例証目的に限ったものであって、考えられるすべての実現例ではなく、本開示の範囲を制限するようなものでもない。
【図１】本開示の教示に従って構成された、電磁気制御反応剤インジェクターを備えた、典型的な排気後処理システムの概略図である。
【図２】反応剤インジェクターの分解斜視図である。
【図３】図２に描かれたインジェクターの断面図である。
【図４】図２及び３に描かれたインジェクターのカートリッジアセンブリの、別の断面図である。
【図５】インジェクターを部分的に拡大した断面図である。
【図６】これまで描かれたインジェクターの一部分の、部分的な透視図である。
【図７】インジェクターの部分的な断面の斜視図である。
【図８】インジェクターの部品と結合した組立工具の斜視図である。
【図９】組立工具と結合したインジェクターの部品の平面図である。
【００１２】
対応する参照番号は、図におけるそれぞれの視点で部材と対応していることを表している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施例について、添付した図を参照して以下にさらに詳細に記述する。
【００１４】
ここでは、ディーゼルエンジンとＮＯｘの排出低減とに関するものについて説明するが、本発明の教示は、多くの排気流のうちの任意の一つに関して用いることができる。例えば、例示する方法に制限されるわけではないが、ディーゼル、ガソリン、タービン、燃料電池、ジェット、または排出流を出す他の動力源にも用いる事ができる。さらに、本発明の教示は、多数の望まれない排気物質のうちの任意の一つを減らす事に関して用いる事ができる。例えば、ディーゼル粒子フィルター再生のための炭化水素注入もまた、本開示の範囲内である。追加の説明としては、同一出願人による、「霧状流体の注入方法及び装置」と題する、米国特許第８，０４７，４５２号（発行日２０１１年１１月１日）を参照すればよい。
【００１５】
図を参照すると、内燃エンジン２１の排気からのＮＯｘの排出を低減させる汚染制御システム８が提供されている。図１では、システムの要素間の実線は反応剤の流体ラインを示しており、破線は電気的接続を示している。本発明の教示のシステムは、反応剤を保持するための反応剤タンク１０と、タンク１０から反応剤を分配するための分配モジュール１２とを含む。反応剤は、尿素水溶液、炭化水素、アルキルエステル、アルコール、有機化合物、水等であってもよいし、それらの混合物あるいは化合物でもよい。また、本システムにおいて反応剤は１種類またはそれ以上であってもよく、また、独立して使用してもよいし、組み合わせて使用してもよいことを理解されたい。タンク１０及び分配モジュール１２は、反応剤タンク／分配統合モジュールを形成してもよい。また、システム８の一部として、電子的注入制御装置１４と、反応剤インジェクター１６と、排気システム１８とが備えられる。排気システム１８は、排気流を少なくとも一つの触媒床１７に供給する排気導管１９を含んでいる。
【００１６】
分配モジュール１２は、供給ライン９を介してタンク１０から反応剤を供給するポンプを有していてもよい。反応剤タンク１０は、ポリプロピレン、エポキシ被覆炭素鋼、ＰＶＣ、またはステンレス鋼であってもよく、適用対象に応じた大きさで作られる（例えば、車両に使用するための車両サイズ等）。圧力調整装置（図示せず）は、システムを、あらかじめ設定された圧力設定値（例えば、比較的低圧力である、およそ６０−８０ｐｓｉ、あるいはいくつかの実施例ではおよそ６０−１５０ｐｓｉ）に維持するために備えられていてもよく、反応剤インジェクター１６からの回帰ライン３５中に位置してもよい。圧力センサーは、反応剤インジェクター１６へ案内する供給ライン９に備えられていてもよい。本システムはまた、凍結した反応剤を解かす、あるいは反応剤を凍結から守るための種々の凍結防止手段を組み込んでいてもよい。システム稼働中には、インジェクターが反応剤を排気ガス中に放出しているかどうかにかかわらず、反応剤がタンク１０と反応剤インジェクター１６との間で連続して循環してもよい。この連続循環は、インジェクターを冷却し、かつ、反応剤がインジェクター内にとどまる時間を最小限にすることで、反応剤を低温に保つためである。反応剤の連続循環は、例えば尿素水溶液のような、温度に敏感な反応剤において必要であるだろう。尿素水溶液は、エンジン排気システム中で経験するであろう３００℃から６５０℃という高い温度にさらされると凝固する性質がある。
【００１７】
さらに、反応剤混合物を１４０℃より低く保つことが望ましく、好ましくは、反応剤の凝固防止を確実にするために、５℃から９５℃の間のより低い稼働領域内に保つことが望ましい。凝固した反応剤は、形成がされてしまうと、インジェクターの作動部品および開口部を阻害する。
【００１８】
反応剤の必要量は、負荷、排気ガス温度、排気ガス流量、エンジンの燃料注入タイミング、望まれるＮＯｘ低減量、大気圧、相対湿度、排気ガス再循環（ＥＧＲ）割合、及びエンジン冷却液温度によって変わるだろう。ＮＯｘセンサーあるいはＮＯｘメーター２５は、触媒床１７の下流に配置される。ＮＯｘセンサー２５は、エンジン制御ユニット２７に、排気ＮＯｘ容量を示す信号を出力することができる。全部あるいは一部のエンジン稼働パラメーターは、エンジン制御ユニット２７から、エンジン／車両データバス（databus）を介して反応剤電子的注入制御装置１４へと供給される。反応剤電子的注入制御装置１４はまた、エンジン制御ユニット２７の一部であってもよい。排気ガス温度、排気ガス流量、排気背圧及びその他の車両稼働パラメーターは、それぞれのセンサーで計測されていてもよい。
【００１９】
図２から７を参照して、反応剤インジェクター１６についてさらに記述する。反応剤インジェクター１６は、カートリッジボディアセンブリ５０と、電磁石アセンブリ５２と、台板５４と、入口アセンブリ５６と、出口アセンブリ５８とを含んでいる。カートリッジボディアセンブリ５０は、管状の内側ボディ６２に固定された管状の外側ボディ６０を含んでいる。外側ボディ６０は、第一の端部６４と、逆側の第二の端部６６を含んでいる。円周方向に離隔して設けられた複数のアパーチャー６８が、外側ボディ６０を貫いて延伸している。外側ボディ６０は、内面７２を含んでいる。この内面７２は、実質的に筒状であるボア７３を規定しており、ボア７３は、直径縮小部分７５を有している。外側ボディ６０はまた、直径拡大部分７４を含んでいる。内側ボディ６２は、実質的に中空の管であり、ボア７８を有する。ボア７８は、第一の直径縮小部分８０と、第二の直径拡大部分８２とを含む。直径拡大部分８２は、外側ボディ６０の直径縮小部分７５に厳密にフィットする大きさに形成されている。内側ボディ６２は、レーザー溶接法を用いて外側ボディ６０に固定されている。レーザー溶接部８６が、円周方向に延伸して内側ボディ６２と外側ボディ６０との間でシールを形成することで、下側チャンバー９０は上側チャンバー９２から分離している。下側チャンバー９０は供給路の一部を形成する。
【００２０】
カートリッジアセンブリ５０はまた、下側ガイド９６と、スロットディスク９８と、開口プレート１００を含んでいる。下側ガイド９６は、実質的に筒状の外面１０２を含んでいる。外面１０２は、外側ボディ６０の直径縮小部分７５に厳密にフィットする大きさに形成されている。ボア１０４は、流体が通過できるように、下側ガイド９６を貫いて延伸している。ボア１０４は、内側ボディ６２を受容するサイズの直径拡大部分１０６を含んでいる。複数の入口ポート１１０は、円周方向に互いに離隔して設けられ、筒状の外面１０２を貫通し、ボア１０４と連通している。複数のバイパスポート１１２は、入口ポート１１０を、内側ボディ６２のボア７８と相互に連結させている。ボア１０４はまた、ガイド部１１６を含んでいる。下側ガイド９６は、例えば１７−４ＭＩＭのような材料の金属粉末射出成型を想定している。
【００２１】
スロットディスク９８は、厳密に制御された厚みを持つ板または薄板で構成されていてもよい。スロットディスク９８は、３０４ステンレス鋼で構成されていてもよく、複数の圧断またはレーザー切断されたスロット１２０を含んでいる。または、スロットディスク９８は、１７−４ＭＩＭの金属粉末射出成型であってもよい。スロット１２０は、弧状に形成され、円周方向に互いに離隔して設けられている。スロット１２０は、入口ポート１１０と流体連通する方向へ向けられている。この方向へ確実に向けるため、１２０ａとして特定された１つのスロット１２０は、他のスロットより弧の長さを円周方向に延伸している。この非対称的な形状は、図８及び図９に描かれた組立工具１２４と組み合わせて、スロットディスク９８が望ましい方向へ確実に向けられた状態で下側ガイド９６に固定されるために使用される。組立工具１２４は、円周方向に離隔した複数のポスト１２６を含み、複数のポスト１２６それぞれが、そこから延伸したタング１２８を含んでいる。タング１２８ａとして特定された１つのタングは、他のタング１２８より弧の長さを円周方向に延伸している。下側ガイド９６とスロットディスク９８とを組み立てるには、下側ガイド９６を組立工具１２４の内部に配置する。次に、スロットディスク９８が、スロット１２０ａとタング１２８ａとが整列する方向に向けられ、これによりスロットディスク９８が下側ガイド９６と係合する。次に、電子ビーム溶接でスロットディスク９８を下側ガイド９６に固定する。下側ガイド９６とスロットディスク９８のサブアセンブリは、カートリッジアセンブリ５０の組み立てに使用してもよい。
【００２２】
スロットディスク９８は、スロット１２０と流体連通する複数の渦巻きスロット１３２を含んでいる。それぞれの渦巻きスロット１３２は、実質的に直線である直線部１３４と、環状部１３６とを含んでいる。渦巻きスロット１３２は、入口ポート１１０およびスロット１２０から注入された反応剤に渦巻く挙動を与える。
【００２３】
開口プレート１００は、円錐形のバルブシート１４２と軸方向に整列した開口１４０を含んでいる。渦巻きスロット１３２の環状部１３６は、開口１４０および円錐形のバルブシート１４２と軸方向に整列した円を規定する。開口プレート１００は、外側ボディ６０の直径縮小部分７５に厳密にフィットする大きさに形成された外側筒状面１４８を含む。開口プレート１００は、電子ビーム溶接法を用いて外側ボディ６０に固定され、開口プレート１００は外側ボディ６０に密着状態で接続されている。
【００２４】
バルブ部材１５４は、ボア７３の拡大部分７４の中に、滑動可能に配置されている。バルブ部材１５４は、延伸された軸部材１５６を含んでいる。延伸された軸部材１５６は、円錐形に成形された第１の端部１５８と、逆側の第２の端部１６０を有する。第１の端部１５８は、バルブ部材１５４が座位である時、開口プレート１００のバルブシート１４２に選択的に係合し、バルブ部材１５４の密着および閉鎖位置が規定される。軸部材１５６がバルブシート１４２から離隔しているときは、密着していない、開位置が実現される。バルブシート１４２は、開口１４０を通る反応剤の流れを制限するために、軸部材１５６の円錐状の第１の端部１５８を補う、既に示したような円錐状または円錐形であってもよい。適用状況および稼働状況によっては、軸部材１５６および開口プレート１００は、炭化物材料で製造されてもよい。この構成により、望ましい動作特性が実現され、製造の容易さおよび製造コストの安さが実現されるかもしれない。炭化物は、例えば８７０℃〜９８０℃の範囲に達しうる蝋付け温度に対する強さという追加の長所を提供するだろう。これに対して、炭素鋼では、そのような温度範囲で溶融する虞がある。炭化物はまた、ほとんどの他の鋼材が到達可能な硬度と比較して、表面硬度の向上を提供するだろう。炭化物はまた、総合的な耐摩耗性に関しても有利だろう。開口プレート１００は、ＣＰＭ−Ｓ９０Ｖ析出硬化材または４４０Ｃステンレス鋼から選択的に構成してもよい。
【００２５】
軸頭１６２は、軸部材１５６の第２の端部１６０に固定されている。軸頭１６２は、ボア７３の拡大部分７４の中に滑動可能に配置されている。軸頭１６２は、円周方向に離隔して複数設けられた、軸頭１６２を貫通するアパーチャー１７０を含んでいる。軸頭１６２と内面７２との間のランニングクラス（running-class）のスリップ・フィット（slip fit）は、バルブ部材１５４を注入軸１５５上で移動させるための上側ガイドを提供する。下側のバルブ部材のガイドは、軸部材１５６と下側ガイド９６のガイド部１１６との間の滑動面に形成される。開口プレート１００、下側ガイド９６、および軸頭１６２の基準として設けられた内面７２に基づいて、バルブ部材１５４は、バルブシート１４２および開口１４０と精密に整列している。
【００２６】
ポール部材１７４は、ボア７３に受容される大きさに形成されている。ポール部材１７４は、電子ビーム溶接またはレーザー溶接のような方法で外側ボディ６０に固定されている。延伸されたポール部材１７４は、それ自体を貫通して伸びる中央ボア１８４を含んでいる。中央ボア１８４は、ボア７３と軸方向に整列している。制限プレート１８６は、ポール部材１７４のポケット１８７内に配置される。カウンターボア（counterbore）１９０は、ポール部材１７４の端部１９２から内側へ延伸する。圧縮バネ１９４は、カウンターボア１９０内に配置されている。圧縮バネ１９４は、軸頭１６２に対して付勢された状態で係合し、バルブ部材１５４にバルブシート１４２との係合を促す。
【００２７】
電磁石アセンブリ５２は、ボビン２０２の周囲に巻かれたワイヤ２００のコイルを含んでいる。軸頭１６２は、例えば４３０ステンレス鋼のような磁性体で構成されている。コイル２００への通電により、軸頭１６２にポール部材１７４へ向かうよう促す磁界が発生する。コイル２００が通電されると、軸部材１５６の第１の端部１５８は、バルブシート１４２との係合が外れ、反応剤が開口１４０を流れることができる。電力は、外側を覆うハウジング２０８のレセプタクル２０６から、例えば電子的注入制御装置１４からの信号に応じてコイル２００に供給されてもよい。 
【００２８】
フラックスフレーム２１０は、ボビン２０２およびコイル２００を囲む管２１２を含んでいる。終端キャップ２１４は、管２１２から外側ボディ６０の外面へ延伸している。台板５４は、フラックスフレーム２１０の他の部分を提供する。しかし、台板５４は、コイル２００、ボビン２０２、管２１２、終端キャップ２１４、レセプタクル２０６、および外側を覆うハウジング２０８を含む、外側を覆うサブアセンブリの一部ではない。ハウジング２０８は、台板５４のキー溝２１８に合う大きさと形状のタング２１６を含む。タング２１６がキー溝２１８に嵌合すると、レセプタクル２０６と台板５４の入口ボス２２０との間の相対的な角度が確定する。
【００２９】
カートリッジアセンブリ５０は、台板５４を貫くのと同様に、電磁石アセンブリ５２を貫いて延伸している。外側ボディ６０は、台板５４の、台平面２２２の近傍にレーザー溶接されている。台平面２２２は、軸頭１６２の近傍に位置する。レーザー溶接は、台板５４と外側ボディ６０との間にシールを形成するため、３６０°隙間なく施される。弾性体による他のシールは不要である。 
【００３０】
入口アセンブリ５６は、３００系ステンレス鋼の管２３０および入口フィルター２３２を含む。入口管２３０は、台板５４のボス２２０に、レーザー溶接のような方法で固定されている。入口管２３０は、台板５４を貫いて延伸する入口通路２３４と流体連通している。入口通路２３４は、アパーチャー６８のそれぞれと流体連通している。アパーチャー６８は、外側ボディ６０およびチャンバー９０または供給路９０を貫いて延伸している。
【００３１】
出口アセンブリ５８は、３００系ステンレス鋼の出口管２３６および出口フィルター２３８を含む。出口管２３６は、ポケット２４２に受容されるサイズに形成された、第一の端部２４０を含む。ポケット２４２は、外側を覆うハウジング２０８に形成されている。出口管２３６は、電磁石アセンブリ５２を、出口アセンブリ５８と台板５４との間で保持するため、外側ボディ６０にレーザー溶接されている。出口管２３６は、ポール部材１７４の中央ボア１８４と流体連通している。
【００３２】
閉じた環状の反応剤流路は、反応剤インジェクター１６の軸部材１５６が閉鎖位置にある場合に現れる。反応剤は、反応剤タンク１０から、分配モジュール１２を経由して入口管２３０へ提供される。反応剤は、入口フィルター２３２、入口通路２３４、およびアパーチャー６８を通過し、供給路または下側チャンバー９０に流入する。反応剤は、入口ポート１１０およびバイパスポート１１２を通過し、内側ボディ６２の回帰路またはボア７８へ流入するように流れ続ける。加圧された反応剤は、軸頭１６２のアパーチャー１７０およびポール部材１７４の中央ボア１８４を通過するように流れ続ける。制限プレート１８６は、アパーチャー２４４を含む。アパーチャー２４４により、反応剤がアパーチャー２４４を通過して回帰する割合が制御される。出口管２３６は、タンク１０に回帰した反応剤の受け口となる。反応剤が排気システムに注入されていないときには、反応剤は、下側ガイド９６を通り連続的に送り出される。これにより、開口プレート１００から、タンク１０に貯蔵されている反応剤へ熱を移動させる。
【００３３】
電磁石アセンブリ５２が通電されると、軸部材１５６は、バルブシート１４２から移動させられる。スロット１２０と連通している、加圧された反応剤は、渦巻きスロット１３２のそれぞれを通って渦巻きチャンバー２５０へ流れ込む。渦巻きチャンバー２５０は、環状部１３６、下側ガイド９６、軸部材１５６、および開口プレート１００により規定される。開口１４０と渦巻きスロット１３２との圧力差、並びに渦巻きスロット１３２の渦巻きチャンバー２５０に対する位置関係に基づいて、高速な円運動が反応剤に引き起こされる。開口１４０における低い方の圧力は、加圧され、渦巻状に運動する反応剤と組み合わさり、よく霧化された噴霧を発生させる。この噴霧は、開口１４０から出射される。開口１４０から出て行かなかった反応剤は、上述したように循環を続ける。
【００３４】
開口１４０を出ていく反応剤の噴霧角度を変えられることが望ましいということは理解されるべきである。環状部１３６により規定される円の直径を変えることで、反応剤の噴霧が開口１４０を出ていく全開先角度もまた変わるだろうということが発見されている。なお、環状部１３６により規定される円の直径を変えることで、渦巻きチャンバー２５０の直径も変化する。例えば、スロットの数、スロットの幅、およびプレートの厚さを、望ましい噴霧角度を達成するために変えることができる。このように、望ましい噴霧角度を作るために、スロットディスク以外はそれぞれ同じ部品を有するインジェクターのファミリーが提供されるかもしれない。それらのスロットディスクは、幾何学的に適合されたものである。比較的複雑な注入部品を製造することに比べれば、異なるスロットディスクのファミリーを提供することは、安価かつ簡単である。
【００３５】
さらに、前述の記載は、本開示の単なる典型的な実施形態を開示し、記載したものである。当業者は、前述の記載並びに添付の図面及び請求項から、以下に示す請求項に規定される本開示の本意及び範囲から逸脱しなければ、さまざまな変化、改変、変更が可能であることを容易に理解するであろう。
【図１】
0005947457.tif 000002
【図２】
0005947457.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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