(57)【要約】本発明は燃料または還元剤等の液剤を内燃機関の排気ラインに注入する装置に関するものである。ノズルヘッド（２１）を有するノズル装置（２０）を備える本装置（１）は、排気ラインに液剤を注入することが可能である。ノズル装置（２０）は、好ましくは圧縮空気の形態で圧縮ガスをノズルヘッドに供給するノズルヘッド（２１）につながる第１導管（２２）と、前述の液剤をノズルヘッドに供給するノズルヘッド（２１）につながる第２導管（２３）とを備える。ノズルヘッド（２１）が第１導管（２２）と第２導管（２３）に接続される少なくとも１つの排気口（２４）を備え、ノズルヘッド内部の混合ゾーン（２５）で液剤と圧縮ガスが混合されたあと、前述の液剤が噴霧化された状態でその排気口から排気ラインに注入されることを特徴とする。【選択図】なし
2009526168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料または還元剤等の液剤を内燃機関の前記排気ラインに注入し、ノズルヘッド（２１）を有するノズル装置（２０）を備え、そこから前記排気ラインに前記液剤を注入することができる装置（１）であって、
‐前記ノズル装置（２０）が、好ましくは圧縮空気の形態で圧縮ガスを前記ノズルヘッド（２１）に供給するノズルヘッド（２１）につながる第１導管（２２）と、前記液剤をノズルヘッド（２１）に供給するノズルヘッド（２１）につながる第２導管（２３）とを備えることと、
‐ノズルヘッド（２１）が前記第１導管（２２）と前記第２導管（２３）に接続される少なくとも１つの排気口（２４）を備え、前記ノズルヘッド内部の混合ゾーン（２５）で液剤と圧縮ガスが混合されたあと、前記液剤が噴霧化された状態でその排気口から前記排気ラインに注入されることを特徴とする、装置。
【請求項２】
‐バルブハウジング（３４）を備え、そこに前記ノズル装置が接続され、前記ノズル装置（２０）の前記第１導管と第２導管への圧縮ガスと液剤の供給をコントロールするバルブ（３１、３２、３３）が設けられていることと、
‐前記ノズル装置（２０）の前記第１導管と第２導管（２２、２３）が共通の配水管（２９）と、前記第２導管（２３）の外側に配列される前記第１導管（２２）とを形成することと、
‐前記配水管（２９）の一端が前記バルブハウジング（３４）に取り付けられ、もう一端が前記ノズルヘッド（２１）に取り付けられることによって前記バルブハウジング（３４）が前記ノズルヘッド（２１）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ノズルヘッド（２１）が圧縮ガスを前記排気口（２４）まで送るために前記第１導管（２２）に接続される第１チャネル（２６）と前記第２導管（２３）に接続される第２チャネル（２７）とを備え、前記第２チャネル（２３）に接続される１つ以上の吸気口（２８）が前記第１チャネル（２２）とつながっていて前記各吸気口（２８）が配列されているため、圧縮ガスが前記第１チャネル（２２）を通って前記吸気口（２８）から流出し、前記吸気口から流出する液剤を前記排気口（２４）に引き寄せることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１チャネル（２６）と前記第２チャネル（２７）が互いに連係して同軸に配列されることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１チャネル（２６）が前記第２チャネル（２７）の外側に配列されることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記吸気口（２８）が前記第２チャネル（２７）と前記第１チャネル（２６）のあいだを放射状に進展することを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記吸気口（２８）が２個以上あり、前記第２チャネルの前記円周方向に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ノズルヘッド（２１）が前記排気ライン内部に配列され、前記排気ラインから前記ノズルヘッドへ互いに連係して進展する前記第１導管（２２）と前記第２導管（２３）の少なくとも一部が同軸に配列され、前記第２導管（２３）の外側に前記第１導管（２２）が配列されることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記ノズルヘッド（２１）の前記排気口（２４）が、前記排気ラインを流れる排ガスの前記意図された流れ方向と反対の方向に向けられることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記ノズルヘッド（２１）が、前記排気ライン内部の、好ましくは中央に配列され、前記排気ラインを流れる排ガスの前記意図された流れ方向と反対の方向に向けられることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
‐前記ノズル装置（２０）の前記第１導管（２２）の前記空気圧を示す圧力値を生じさせるように配列される圧力センサ（４５）と、
‐前記圧力センサ（４５）に接続され前記圧力値に基づいて前記ノズル装置（２０）の前記機能性に関する情報を生じさせるように配列される電子制御装置（５０）とを備える装置（１）であることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
本装置（１）は前記圧縮ガスを受ける第１ガス導入口（３７）と、前記ノズル装置（２０）の前記第１導管と前記第２導管の少なくとも１つ（２２、２３）に接続され、前記内燃機関の前記空気路から圧縮ガスを受ける第２ガス導入口（３８）とを備えており、この空気が前記ノズルヘッドの前記排気口（２４）から排出されることによって、前記圧縮ガスおよび／または前記液剤が前記ノズルヘッド（２１）から注入されない場合に、前記排気口の目詰まりを防止することを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
本装置（１）が、前記ノズル装置（２０）の前記第１導管（２２）が前記第１ガス導入口（３７）と接続される第１の位置と、前記ノズル装置（２０）の前記第１導管（２２）が前記第２ガス導入口（３８）と接続される第２の位置で切り替え可能なコントロールバルブ（３２）を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
自動車において、酸化触媒の上流側にある前記自動車の前記内燃機関の前記排気ラインに燃料を注入して酸化触媒の下流側の排気ラインに配列されるフィルタを再生させるとともに酸化触媒の下流側の前記排気ラインに配列されるＮＯｘトラップを再生させる、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の装置の使用。
【請求項１５】
自動車において、ＳＣＲ触媒またはリーンＮＯｘ触媒の上流側の前記自動車の前記内燃機関の前記排気ラインに還元剤を注入するための、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料または還元剤等の液剤を内燃機関の排気ラインに注入する装置に関するものであり、本装置はノズルヘッドを有するノズル装置を備え、そこから排気ラインに液剤を注入できる。
【背景技術】
【０００２】
酸化触媒の上流側の排気ラインに燃料を注入して酸化触媒の下流側の排気ラインに配列される粒子フィルタを再生する上述のようなタイプの注入装置は、例えば特許文献１および特許文献２より既知である。特許文献１による注入装置では、混合チャンバーで燃料と圧縮空気が混合されると、速やかに燃料／空気混合物がノズルに向い、燃料が噴霧化された状態で混合物が排気ラインに注入される。特許文献２による注入装置では、燃料は排気ラインに配列されるノズルから排気ラインに注入される。燃料は圧縮空気と事前に混合しない。既知のこれらのタイプの注入装置を使用する場合、排ガス中の燃料の十分な噴霧化が困難であることが分かっている。
【特許文献１】仏国特許出願公開第２８２９１８０（Ａ１）号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第２０６４９８３（Ａ）号明細書
【０００３】
還元剤をＳＣＲ触媒（ＳＣＲ＝選択触媒還元）の上流側の排気ラインに添加する前述のタイプの注入装置は、特許文献３の例により既知である。特許文献３による注入装置では、混合チャンバーで還元剤と圧縮空気が混合されると、速やかに還元剤／空気混合物がノズルに向い、還元剤が噴霧化された状態で混合物が排気ラインに注入される。既知のこれらのタイプの注入装置を使用する場合、排ガス中の還元剤の十分な噴霧化が困難であることが分かっている。
【特許文献３】米国特許第６２７３１２０（Ｂ１）号明細書
【０００４】
本発明の目的は液剤を内燃機関の排気ラインに注入する装置を提供するものであり、本装置は排気ラインを流れる排ガス中の液剤を十分に噴霧化させると同時に排気ラインに注入される液剤の量を速やかに変化させ得る。
【発明の開示】
【０００５】
本発明によれば、前述の目的は請求項１において規定される特徴を有する注入装置によって達成される。
【０００６】
本発明はノズルヘッドを有するノズル装置を備え、そこから排気ラインに液剤を注入できる注入装置であり、
‐好ましくは圧縮空気の形態で圧縮ガスをノズルヘッドに供給するノズルヘッドにつながる第１導管と、ノズルヘッドに前記液剤を供給するノズルヘッドにつながる第２導管とを備えるノズル装置と、
‐ノズルヘッドが第１導管と第２導管に接続される少なくとも１つの排気口を備え、ノズルヘッド内部の混合ゾーンで液剤と圧縮ガスが混合されたあと、前述の液剤が噴霧化された状態でその排気口から排気ラインに注入されることを特徴とする。
【０００７】
液剤をノズルヘッド内、例えば限られた空間等で圧縮ガスと混合させ、その直後に得られた混合物が排気口を介してノズルヘッドから押し出されると、液剤の投入量の変化がノズルヘッドを介して排気ラインに押し出される液剤の量に急激に影響を及ぼす。同時に、ノズルヘッド内で液剤が圧縮ガス流に添加されると液剤の第１噴霧化が得られ、液剤と前述のガスがノズルヘッドの排気口を介して排気ラインに押し出されると、液剤がさらに噴霧化される。ここで液剤の十分な噴霧化が得られる可能性がある。
【０００８】
本発明の実施形態の特徴は、
‐本装置がバルブハウジングを備え、そこにノズル装置が接続され、ノズル装置の前述の第１導管と第２導管への圧縮ガスと液剤の供給をコントロールするバルブが設けられていることと、
‐前述の第１導管と第２導管が共通の配水管と、第２導管の外側に配列される第１導管とを形成することと、
‐前述の配水管の一端がバルブハウジングに取り付けられ、もう一端がノズルヘッドに取り付けられることによってバルブハウジングがノズルヘッドに接続されることである。
【０００９】
それぞれ圧縮ガス用と液剤用である２本の導管が結合して共通の排水管になることによって、バルブハウジングとノズルヘッドのあいだに設置すべき配水管が１本のみとなり、本発明の注入装置を排気ラインに取り付けやすくなる。第１導管が第２導管を囲むという事実により、第１導管は第２導管を機械的に保護する保護カバーをさらに形成し、注入装置の排気ラインへの取り付け時や取り付け後の衝撃および打撃から第２導管を保護する。この保護効果は、液剤用の第２導管が比較的細く、導管壁が薄いときに特に重要であり、ここで問題になっているタイプの注入装置にとって望ましいことが多い。
【００１０】
本発明の別の実施形態では、ノズルヘッドは圧縮ガスを排気口まで送るために第１導管に接続される第１チャネルと第２導管に接続される第２チャネルとを備え、第２チャネルに接続される１つ以上の吸気口が第１チャネルとつながっていて各吸気口が配列されているため、圧縮ガスが第１チャネルを通って吸気口から流出し、吸気口から流出する液剤を排気口に引き寄せる。結果として液剤は第１チャネルを流れる圧縮ガスに添加されるため、圧縮ガスは第１チャネルに流れ込む液剤を効率よく噴霧化させる。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、ノズルヘッドは排気ライン内部に配列され、排気ラインからノズルヘッドへ互いに連係して伸展する第１導管と第２導管の少なくとも一部が同軸に配列され、第２導管の外側に第１導管が配列される。ここで還元剤注入時に第１導管を流れる圧縮ガスは、第２導管に同時に存在する液剤に対して冷却効果と断熱効果を示し得る。ここで簡潔かつ効率よい方法で、液剤が第２導管からノズルヘッドまで通過する際に、排気ラインにおいて熱い排ガスの熱伝導によって液剤が不必要に過熱するのを防止することができる。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、ノズルヘッドの前述の排気口は、排気ラインを流れる排ガスの意図された流れ方向と反対の方向に向けられる。結果として、これは液剤が排気ラインに逆の方向に注入されることによって、従来のデザインである、排気ラインの流れ方向に注入する注入装置と比較して、注入された液滴の輸送距離および排気ラインにおける貯留時間が長くなる。排気ラインにおいて液滴の貯留時間が延長されることによって、ノズルヘッドの下流側に配列される触媒に液滴が到達するまでに、任意の蒸発量が確保される可能性が高くなる。
【００１３】
本発明の別の実施形態では、本装置はノズル装置の第１導管の空気圧を示す圧力値を生じさせるように配列される圧力センサと、圧力センサに接続され前述の圧力値に基づいてノズル装置の機能性に関する情報を生じさせるように配列される電子制御装置とを備える。電子制御装置は、前述の圧力値、ノズルヘッドの排気口の目詰まり、または第１導管の圧力に影響を及ぼすノズル装置のその他の故障（ノズルヘッドの劣化または漏れ等）を解析することによって検出するように構成され得る。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、本装置は前述の圧縮ガスを受ける第１ガス導入口と、ノズル装置の第１導管と第２導管の少なくとも１つに接続され、内燃機関の空気路から圧縮ガスを受ける第２ガス導入口とを備えており、この空気がノズルヘッドの排気口から排出されることによって、前述の圧縮ガスおよび／または前述の液剤がノズルヘッドから注入されない場合に、排気口の目詰まりを防止する。ここで簡潔な方法で排気ラインを流れる排ガスによって生じる前述の排気口の目詰まりを防止することができる。
【００１５】
本発明の別の実施形態は、従属請求項とそれに続く説明により明らかになる。
【００１６】
本発明は自動車における本発明の装置の使用にも関連するものであり、排気ラインに配列される酸化触媒の上流側の内燃機関の排気ラインに燃料を注入し、酸化触媒の下流側の排気ラインに配列されるフィルタを再生させるとともに酸化触媒の下流側の排気ラインに配列されるＮＯｘトラップを再生させる。さらに、本発明は排気ラインに配列されるＳＣＲ触媒またはリーンＮＯｘ触媒の上流側の自動車の内燃機関の排気ラインに還元剤を注入するための自動車における本発明の装置の使用にも関連する。
【００１７】
燃料または還元剤等の液剤を内燃機関３から排気ライン２に注入する本発明による装置１を図１および図２に例示する。本装置１はノズルヘッド２１を有するノズル装置２０を備え、そこから排気ラインに液剤を注入するようになっている。ノズル装置２０は、好ましくは圧縮空気の形態で圧縮ガスをノズルヘッドに供給するノズルヘッド２１につながる第１導管２２と、前述の液剤をノズルヘッドに供給するノズルヘッド２１につながる第２導管２３とを備える。ノズルヘッド２１は第１導管２２と第２導管２３に接続される排気口２４を備え、ノズルヘッド内部の混合ゾーンで液剤と圧縮ガスが混合されたあと、前述の液剤が噴霧化された状態でその排気口から排気ラインに注入され得る。例示した実施例では、ノズルヘッド２１はそのような排気口２４を１つ備えるが、別法として、そのような排気口２４を２つ以上ノズルヘッドに配列することもできる。
【００１８】
図１で例示した実施形態では、ノズルヘッド２１は圧縮ガスを排気口２４まで送る第１導管２２に接続される第１チャネル２６と、第２導管２３に接続される第２チャネル２７とを備える。第２チャネル２７に接続される１つ以上の吸気口２８が第１チャネル２６とつながっていて各吸気口２８が配列されているため、圧縮ガスが第１チャネル２６を通って吸気口２８から流出し、吸気口から流出する液剤を排気口２４に引き寄せる。結果として、第２チャネル２７は前述の吸気口２８を介して第１チャネル２６と流体連通する。図１で例示しているとおり、互いに連係する第１チャネル２６と第２チャネル２７が適宜同軸に配列され、第１チャネル２６は好ましくは第２チャネル２７の外側に配列される。例示した実施例では、各吸気口２８が第１チャネル２６と第２チャネル２７のあいだを放射状に、例えば前述のチャネル２６、２７の中心軸と連係して放射状に伸展し、それによって第１チャネル２６を通って、基本的に圧縮ガスの流れ方向に垂直な吸気口２８から流出する圧縮ガスに液剤が流れ込む。この場合、結果的に上述の混合ゾーン２５は吸気口２８と排気口２４のあいだに伸展する第１チャネル２６の一部を形成する。液剤は、吸気口２８から混合ゾーン２５に入ると噴霧化され、圧縮ガスと混合され、次に圧縮ガスと一緒に排気口２４を通ってさらに外に送られる。排気口２４を通過する際に、液剤がさらに噴霧化される。吸気口２８は２個以上が適切であり、第２チャネルの円周方向に配置される。
【００１９】
本装置１はノズル装置２０に接続されるバルブ装置３０を備え、そのバルブ装置は、ノズル装置の導管２２、２３への圧縮ガスと液剤の供給をコントロールするバルブ３１、３２、３３を備える。例示した実施例では、これらのバルブ３１、３２、３３を共通のバルブハウジング３４に取り付ける。
【００２０】
前述の第１導管と第２導管２２、２３が共通の配水管２９を形成し、第１導管２２が第２導管２３の外側に配列される。この配水管２９の一端がバルブハウジング３４に取り付けられ、もう一端がノズルヘッド２１に取り付けられることによってバルブハウジング３４がノズルヘッド２１に接続される。第１導管２２は、例えばテフロン管または波形スチール管等、耐熱材料製のフレキシブルな管で形成されるのが適切であり、例えば外径は約１０〜１５  ｍｍである。第２導管２３は細く、導管壁が薄いことによって曲げ得るスチール管で形成されるのが適切であり、例えば内径は約２  ｍｍ、外径は約３〜４  ｍｍである。
【００２１】
バルブ装置３０は、ノズル装置の第２導管２３への液剤の供給をコントロールする調節バルブ３１を備える。この調節バルブ３１には、パルス幅変調注入バルブが適切である。このバルブ３１を用いて、例えば液剤の投入量等、排気ラインに注入される液剤の量をコントロールすることができる。例示した実施例では、前述の液剤を受ける目的の入口３５がバルブハウジング３４に配列される。液剤は、入口３５から調節バルブ３１を介して第２導管２３へ向う。圧力調整器３６をバルブハウジング３４に配列し、入口３５から入れた液剤は調節バルブ３１まで任意の圧に固定する。
【００２２】
バルブ装置３０は第１コントロールバルブ３２をさらに備え、このバルブを介してノズル装置の第１導管２２は、適切には圧縮ガス供給源の形態で圧縮空気供給源と接続される。結果として、このコントロールバルブ３２を用いて第１導管２２への圧縮ガスの供給をコントロールすることができる。例示した実施例では、第１コントロールバルブ３２は三方バルブである。
【００２３】
例示した実施例では、バルブ装置３０は第２コントロールバルブ３３も備え、このバルブを介してノズル装置の第２導管２３が前述の圧縮ガス供給源に接続され、任意の場合に吹込みによって第２導管２３が清浄される。結果として、このコントロールバルブ３３を用いて第２導管２３への圧縮ガスの供給をコントロールすることができる。
【００２４】
例示した実施例では、第１ガス導入口３７と第２ガス導入口３８がバルブハウジング３４に配列される。第１ガス導入口３７は、前述の圧縮ガスを受けるためのものである。圧縮ガスは第１ガス導入口３７から第１コントロールバルブ３２を介して第１導管２２に入り、第１ガス導入口３７から第２コントロールバルブ３３を介して第２導管２３に入る。第２ガス導入口３８は、内燃機関の吸気通路から圧縮ガスを受けるためのものである。空気は第２ガス導入口３８から第１コントロールバルブ３２を介して第１導管２２に入る。このように受け取られた圧縮空気は第２ガス導入口３８を介して第１導管２２からノズルヘッド２１まで向かい、ノズルヘッドの排気口２４から排出されることによって、前述の圧縮ガスおよび／または前述の液剤がノズルヘッド２１を介して注入されない場合に、排気口の目詰まりを防止する。
【００２５】
ノズル装置２０は、相互接続機構３９を介してバルブ装置３０と接続される。例示した実施例では、ノズル装置２０の第２導管２３はバルブハウジング３４に配列される排出通路４０まで伸展している。排出通路４０で受け取られた導管２３の端部は、放射方向に導管２３を支持するスリーブ形保持部材４１により排出通路に保持される。この保持部材４１と導管２３は、排出通路４０を調節バルブ３１からの液剤を受け取る第１スペース４０ａと圧縮ガスを受け取る第２スペース４０ｂとに分ける。コントロールバルブ３２に接続される通路４２はスペース４０ｂにつながっており、この通路４２は保持部材４１の入口４３を介してノズル装置２０の第１導管２２と接続される。コントロールバルブ３３に接続される通路４４は第１スペース４０ａにつながっており、圧縮ガスを用いて第２導管２３を清浄させ得る。
【００２６】
例示した実施例では、本装置１はノズル装置の第１導管２２の空気圧を示す圧力値を生じさせるように配列される圧力センサ４５を備える。圧力センサ４５はバルブハウジング３４に取り付けられ、圧力センサと排出通路４０のあいだに伸展する通路４６を介して第１導管２２と連絡する。圧力センサ４５は電子制御装置５０（図２参照）に接続され、前述の圧力値に基づいてノズル装置２０および／またはバルブ装置３０の機能性に関する情報を生じさせるように配列される。電子制御装置５０は、有利には、前述の圧力値、ノズルヘッドの排気口２４の目詰まりおよび／またはノズル装置２０の漏れおよび／またはノズルヘッドの破損または劣化を解析することによって検出するように構成される。これは圧縮ガスがノズル装置へ向い、例えば液剤の排気ラインへの注入前および／または注入後に吹込みによってノズル装置を清浄する際に適切に検出される。
【００２７】
例示した実施例では、本装置１は調節バルブ３１の上流側の液剤の水圧を示す圧力値を生じさせるように配列される圧力センサ４７も備える。この圧力センサ４７はバルブハウジング３４に取り付けられ、圧力センサ４７と導入通路４８のあいだに伸展する通路４９を介して、バルブハウジングに配列される液剤用導入通路４８と連絡する。図２で例示しているとおり、圧力センサ４７は前述の電子制御装置５０とも接続され得る。
【００２８】
図１および図２で例示しているとおり、ノズルヘッド２１は排気ライン内部に適切に配列される。この場合、排気ラインからノズルヘッド２１へ互いに連係して伸展する第１導管２２と第２導管２３の少なくとも一部が同軸に配列され、第２導管２３の外側に第１導管２２が配列されるのが有利である。第１導管２２と第２導管２３は、バルブハウジング３４とノズルヘッド２１のあいだ全域で互いに連係して適切に同軸に配列される。
【００２９】
排気ガスにおける液剤の貯留時間（排気ラインに注入された液剤が排気ラインで排ガスと接触し、排ガスと一緒に意図された触媒に到達するまでの時間等）を増加させるには、図１および図２で例示しているとおり、排気ラインを流れる排ガスの意図された流れ方向と反対の方向にノズルヘッドの排気口２４を向けるのが有利である。この流れ方向は、図１および図２において矢印Ｐ１で示される。例示した実施例では、ノズルヘッド２１は排気ライン内部中央に配列され、排気ラインを流れる排ガスの意図された流れ方向と反対の方向に向けられる。
【００３０】
案内部材６０は、有利には、ノズルヘッド２１の下流側の排気ライン２に配列され、排ガスが流れるように配列されており、排ガス通過時に乱流を生じさせるため、液剤とノズルヘッド２１から排気ライン２に注入された排ガスの分散量が増加する。ここで排ガス中の液剤を均一に分散させ、急激に蒸発させてから意図された触媒に到達させる可能性が増加する。案内部材６０は、排気ライン２注入後も依然として蒸発されていない液剤の小滴を捕捉するのにも役立つ。
【００３１】
図１に例示したようなタイプの装置１の機能について、図２を参照しながら以下に記載する。図２は、排気ライン２に配列される酸化触媒４の上流側の自動車の内燃機関３から排気ライン２に液剤を燃料の形態で注入し、酸化触媒の下流側の排気ラインに配列されるフィルタ５を再生するために自動車で使用される本装置１の適用例を例示している。しかし、本発明の装置１は、排気ラインに配列される酸化触媒の上流側にある自動車の内燃機関の排気ラインに液剤を燃料の形態で注入し、酸化触媒の下流側の排気ラインに配列されるＮＯｘトラップを再生および脱硫させるために自動車で使用することもできる。さらに、本発明の装置１は、液剤を例えば尿素または燃料の形態で、排気ラインに配列されるＳＣＲ触媒またはリーンＮＯｘ触媒の上流側の内燃機関の排気ラインに注入するために自動車で使用することもできる。
【００３２】
図２で例示された実施例では、本装置１は供給導管７１を介してバルブハウジング３４における上述の入口３５に接続される燃料容器７０を備える。ポンプ７２は、容器７０からバルブ装置３０の調節バルブ３１まで燃料を供給する供給導管７１に配列される。燃料フィルタ７４も、供給導管７１に配列される。戻り導管７３は過剰燃料をバルブ装置３０からバルブハウジング３４の出口３５を介して燃料容器７０に戻す。燃料容器７０は内燃機関３と燃料タンク６のあいだに伸展する戻り燃料導管７に接続され、燃料機関から戻り燃料を受ける。前述の燃料タンク６は、自動車の機関燃料用レギュラータンクである。
【００３３】
図２で図示した内燃機関３に吸気口８から空気を取り込み、吸気口に隣接してエアフィルタ９を配列させ得る。空気は、一般的な１０で表示される吸気通路から内燃機関の燃焼室に向けられる。図２で例示された実施例では、自動車はターボチャージャー１１を備え、過圧によって内燃機関に空気を送るコンプレッサホイール１１ａと、内燃機関から排ガスを排出することによって回転するよう設置されるタービンホイール１１ｂとを備える。コンプレッサホイール１１とタービンホイール１１ｂは、例えば同一のシャフト１１ｃ上に取り付けられるなど、操作的に互いに連結されている。過給時には通常どおり、過圧後の空気を空気冷却器１２（インタークーラー）で冷却し得る。内燃機関３から出る排ガスが排気ライン２内を移動し、排ガス口１３から外界へ出る。図２は、排ガスが上述の酸化触媒４とフィルタ５を通り抜け、排ガス口１３から外界へ出る方法を例示している。フィルタ５は、排ガスを微粒子成分から遊離させるために配列させる。例示した実施例では、ノズルヘッド２１はタービンホイール１１ｂと酸化触媒４のあいだの排気ライン２に配列されており、排気口２４は排気ライン２を流れる排ガスの流れ方向と反対の方向に向けられている。バルブ装置３０の上述の第２のガス導入口３８は、導管１４を介してコンプレッサホイール１１ａの下流側の吸気通路１０に接続され、コンプレッサホイールによって圧縮された空気を受ける。図２で例示しているとおり、逆流防止バルブ１５は、この導管１４に適切に配列される。例示した実施例では、導管１４は空気冷却器１２と内燃機関３のあいだの空気導入通路１０に接続される。バルブ装置３０の上述の第１のガス導入口３７は、導管１６を介して圧縮空気供給源１７と接続される。図２で例示しているとおり、逆流防止バルブ１８は、この導管１６に適切に配列される。バルブ装置の調節バルブ３１とコントロールバルブ３２、３３は、既定のパラメータに基づき前述のバルブ３１、３２、３３に制御信号を送るよう構成される電気制御装置５０が出す制御信号に基づきコントロールされている。これらのパラメータは、例えば酸化触媒４の上流側の排ガス温度と、フィルタ５の下流側の排ガス温度と、排ガス重量と、フィルタ５における排ガスの圧力損失等とを含み得る。例示した実施例では、電子制御装置５０は上述の圧力センサ４７、４５とも接続され、調節バルブ３１の上流側の燃料圧と関連のあるこれらのセンサの測定値と、ノズル装置２０の上述の第１導管２２の圧をそれぞれ受ける。
【００３４】
燃料が排気ライン２に注入される前にコントロールバルブ３３が開いて、圧縮空気供給源１７から出る圧縮空気によってノズル装置の燃料導管２３（上述の第２導管等）が清浄される。清浄中、調節バルブ３１は閉じたままである。その後、コントロールバルブ３３が閉じ、コントロールバルブ３２によってノズル装置の空気路２２（上述の第１導管等）が圧縮空気供給源１７と連絡する。調節バルブ３１が開放されることによって、燃料が燃料導管２３へ向い、ノズルヘッド２１の混合ゾーン２５で圧縮空気と混合され、圧縮空気と一緒にノズルヘッドの排気口２４から排気ライン２に注入される。十分量の燃料が注入されると、コントロールバルブ３３が開放され、吹込みによって燃料導管２３が清浄される。清浄中と次の注入時まで、調節バルブ３１は閉じたままである。清浄後、コントロールバルブ３３が閉じ、コントロールバルブ３２によって空気路２２が内燃機関の吸気通路１０に接続され、空気路２２から空気を供給し、さらにノズルヘッドの排気口２４から外に出る。次の燃料注入時に、コントロールバルブ３２によって空気導入通路１０と空気路２２の接続が遮断され、上述のプロセスが繰り返される。ここに記載したプロセスは、本発明による装置を、内燃装置から排気ラインに還元剤を注入する際にも使用することができる。
【００３５】
当然ながら、本発明は上述の好適な実施形態を制限するものではない。それどころか、多くの変更形態は当業者には明らかであり、そのことによって添付された請求項の定義から逸脱することはない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明については、以下で添付図を参照しながら実施例を用いて詳細に説明する。
【図１】本発明による装置の部分的側面図と本装置に含まれるノズルヘッドの拡大図。
【図２】本発明による装置と内燃機関の概略図。
【図３】図１で例示している本装置の部品の正面図。
【符号の説明】
【００３７】
１本装置
２排気ライン
３内燃機関
４酸化触媒
５フィルタ
６燃料タンク
７燃料導管
８吸気口
９エアフィルタ
１０吸気通路
１１ターボチャージャー
１１ａコンプレッサホイール
１１ｂタービンホイール
１２空気冷却器
１３排ガス口
１４導管
１５逆流防止バルブ
１６導管
１７圧縮空気供給源
１８逆流防止バルブ
２０ノズル装置
２１ノズルヘッド
２２第１導管
２３第２導管
２４排気口
２５混合ゾーン
２６第１チャネル
２７第２チャネル
２８吸気口
２９配水管
３０バルブ装置
３１調節バルブ
３２第１コントロールバルブ
３３第２コントロールバルブ
３４バルブハウジング
３５入口
３６圧力調整器
３７第１ガス導入口
３８第２ガス導入口
３９相互接続機構
４０排出通路
４０ａ第１スペース
４０ｂ第２スペース
４１保持部材
４２通路
４３入口
４４通路
４５圧力センサ
４６通路
４７圧力センサ
４８導入通路
４９通路
５０電子制御装置
６０案内部材
７０燃料容器
７１供給導管
７２ポンプ
７３戻り導管
７４燃料フィルタ
【図１】
2009526168.tif 000003
【図２】
2009526168.tif 000004
【図３】
2009526168.tif 000005
【国際調査報告】
2009526168.tif 000006
2009526168.tif 000007
2009526168.tif 000008