(57)【要約】【課題】広角且つ均一な噴霧分布を得ることができる噴射弁を提供する。【解決手段】噴射弁の先端部は、尿素水流れ方向の上流側から、ボデー２、第１プレート４、第２プレート５、ノズル６が配置される。ボデー２は内部に尿素水流路２４が形成され、その流路２４に導通する形で先端に弁開口２２が形成される。ノズル６にはチャンバー６１とチャンバー６１の接線方向に尿素水を導入する互い違い溝とが形成される。第２プレート５は、チャンバー６１の径方向中心に導通する中心流路と、その中心流路を間に挟んで径方向に対向する対向溝と、互い違い溝の外側端部まで案内する貫通孔５５とが形成される。第１プレート４には、弁開口２２からの尿素水を、対向溝の外側端部に案内する貫通孔と、貫通孔５５を介して互い違い溝の外側端部に案内する貫通孔とが形成される。対向溝による充円錐噴霧と、互い違い溝による中空円錐噴霧とが組み合わせた噴霧を得る。【選択図】図２
2018001103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射する噴射弁（１）であって、
内部に流体が供給される空間（２４）が形成され、その空間に導通する形で先端に開口（２２）が形成されたボデー（２）と、
前記噴射弁の先端部を形成する部分であり、前記ボデー側に向いた裏面とその反対側の先端面との間を貫通する形でチャンバー（６１）が形成され、そのチャンバーの入口に前記ボデーからの流体が供給されて、前記チャンバーの出口から流体の噴霧を噴射するノズル（６）と、
前記ボデーの開口からの流体を、前記チャンバーにおいて旋廻流を生じさせるよう前記チャンバーに導入する旋廻流導入部（６２、４、５）と、
前記ボデーの開口からの流体を、径方向の互いに対向する向きの少なくとも２つの流れに変換して、それら対向する向きの流れが衝突することにより形成された流体の衝突流を前記チャンバーの径方向中心に導入する衝突流導入部（４、５）と、
を備える噴射弁。
【請求項２】
前記衝突流導入部は、                           
前記ボデーと前記ノズルの間に配置され、前記チャンバーの径方向中心に導通する形で中心流路（５３）が形成され、その中心流路を間に挟んで径方向において対向する少なくとも２つの対向溝（５４）が前記中心流路に繋がる形で形成された対向溝プレート（５）と、
前記ボデーと前記対向溝プレートの間に配置され、前記ボデーの開口から供給される流体を、前記対向溝の、前記中心流路に繋がる端部と反対側の端部まで案内する流路（４１１）が形成された衝突流案内プレート（４）とを備える請求項１に記載の噴射弁。
【請求項３】
前記旋廻流導入部は、
前記ノズルの前記裏面に形成され、一端が前記チャンバーの入口に繋がって、前記チャンバーの軸線回りの円周における接線方向に流体を導入する溝（６２）と、
前記ボデーと前記ノズルの間に配置され、前記ボデーの開口から供給される流体を、前記溝の、前記チャンバーに繋がる端部と反対側の端部まで案内する流路（４１２、５５）が形成された旋廻流案内プレート（４、５）とを備える請求項１又は２に記載の噴射弁。
【請求項４】
前記溝は、第１の溝と、前記チャンバーの軸線回りの円周において前記第１の溝から半周進んだ位置に第２の溝とを有しており、
前記第１の溝及び前記第２の溝は、互いに平行に延設されて、前記チャンバーに繋がっていない端部から前記チャンバーに繋がる端部への延設方向が前記第１の溝と前記第２の溝とで逆向きに設定された互い違い溝である請求項３に記載の噴射弁。
【請求項５】
前記旋廻流導入部は、前記ボデーと前記ノズルの間に配置され、前記ボデー側の面と前記ノズル側の面との間を貫通する形で、前記ボデーの開口から供給される流体を前記チャンバーに直接に導入する流路（４２、５８）が形成され、その流路の延設方向が、前記チャンバーの軸線回りの円周における接線方向の成分を有するよう斜め方向に設定された斜め旋廻流案内プレート（４、５）を備える請求項１又は２に記載の噴射弁。
【請求項６】
前記中心流路の出口が前記チャンバーの出口まで延設された請求項２に記載の噴射弁。
【請求項７】
前記流体は尿素水である請求項１〜６のいずれか１項に記載の噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体を噴射する噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出される排気ガスを浄化するシステムの一つに尿素ＳＣＲシステム（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）が知られている。この尿素ＳＣＲシステムにあっては、内燃機関の排気管内に、排気中のＮＯｘを還元浄化するための触媒部が設けられるとともに、その触媒部の上流に還元剤としての尿素水を噴射する噴射弁が設けられる。
【０００３】
ここで、尿素水等の流体を噴射する噴射弁に関する従来技術として例えば特許文献１〜３がある。特許文献１には、噴射弁の先端部を形成するスプレーチップの背面側に、外周端より軸心に向かって伸びる半径方向に対向した一対の溝部が形成された構成が開示されている。この構成によれば、全円均等な充円錐噴霧を行うことができるとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、噴射弁の先端部を形成するノズル口体に回転流発生室と、その回転流発生室に接線方向に連通している流入溝とが形成された構成が開示されている。この構成によれば、回転流発生室の壁面に沿って旋廻流が形成されることで、噴射口から旋廻速度と軸方向速度を持った噴霧が噴射されるとしている。
【０００５】
また、特許文献３には、フルジェット流ステージと圧力旋廻流ステージとを有した圧力噴霧化ノズルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−６４１４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０１４９号公報
【特許文献３】特許第４０４９８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、尿素ＳＣＲシステムにおいて、触媒部でのＮＯｘ浄化を効果的に行うためには、噴射弁から噴射された尿素水を触媒部の前端面に均一に供給する必要がある。噴射弁と触媒部との距離が短い場合においても、触媒部への尿素水の均一供給を行うためには、広角且つ均一な噴霧分布を形成する噴射弁が必要となる。
【０００８】
この点、特許文献１の構成では、充円錐噴霧が得られるが、広角噴霧の形成は困難である。また、特許文献２の構成では、中空円錐噴霧となって、噴霧中央部における分布が噴霧外周部に比べて小さく、均一な噴霧分布を得るのは困難である。また、特許文献３の構成では、フルジェット流ステージと圧力旋廻流ステージとを同時に稼働させることで広角な噴霧分布が得られるが、噴霧中央部がフルジェット流ステージによるビーム状となるため、均一な噴霧分布を得るのは困難である。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、広角且つ均一な噴霧分布を得ることができる噴射弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、
流体を噴射する噴射弁（１）であって、
内部に流体が供給される空間（２４）が形成され、その空間に導通する形で先端に開口（２２）が形成されたボデー（２）と、
前記噴射弁の先端部を形成する部分であり、前記ボデー側に向いた裏面とその反対側の先端面との間を貫通する形でチャンバー（６１）が形成され、そのチャンバーの入口に前記ボデーからの流体が供給されて、前記チャンバーの出口から流体の噴霧を噴射するノズル（６）と、
前記ボデーの開口からの流体を、前記チャンバーにおいて旋廻流を生じさせるよう前記チャンバーに導入する旋廻流導入部（６２、４、５）と、
前記ボデーの開口からの流体を、径方向の互いに対向する向きの少なくとも２つの流れに変換して、それら対向する向きの流れが衝突することにより形成された流体の衝突流を前記チャンバーの径方向中心に導入する衝突流導入部（４、５）と、
を備える。
【００１１】
本発明によれば、旋廻流導入部によりチャンバーに流体の旋廻流が発生するとともに、チャンバーの径方向中心に衝突流が導入されることで、チャンバーの出口からは、旋廻流に基づく中空円錐噴霧とその内側に衝突流に基づく充円錐噴霧とが組み合わさった噴霧が噴射される。これにより、特許文献２に開示された中空円錐噴霧のみの場合や、特許文献３に開示された中空円錐噴霧とビーム状噴霧とを組み合わせた噴霧の場合に比べて均一な噴霧分布を得ることができる。また、特許文献１に開示された充円錐噴霧のみの場合に比べて、広角な噴霧分布を得ることができる。このように、本発明では、広角且つ均一な噴霧分布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】噴射弁の断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図であって、噴射弁の先端部の断面図である。
【図３】排気浄化システムの構成図である。
【図４】図２のＸ矢視方向から第１プレート、第２プレート及びノズルに形成された各流路を見た図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線での噴射弁先端部の断面図である。
【図６】図５のＹ矢視方向から第２プレートに形成された中心流路及び対向溝を見た図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線での噴射弁先端部の断面図である。
【図８】図７のＺ矢視方向からノズルに形成された互い違い溝及びチャンバーを見た図である。
【図９】噴射弁先端部の断面図であり、噴射弁から充円錐噴霧と中空円錐噴霧とを組み合わせた噴霧が噴射された様子を示した図である。
【図１０】充円錐噴霧のみの場合（同図（ａ））、中空円錐噴霧のみの場合（同図（ｂ））、充円錐噴霧と中空円錐噴霧を組み合わせた場合（同図（ｃ））の各噴霧形状を示した図である。
【図１１】第２実施形態における、図４と同様の方向から見たときの、第１プレート、第２プレート及びノズルに形成された各流路を示した図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線での噴射弁先端部の断面図である。
【図１３】第３実施形態における噴射弁先端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照して説明する。図１の噴射弁１は、車両に搭載されたディーゼルエンジン等の内燃機関の排気管に設置されて、排気管内に還元剤としての尿素水を噴射する装置である。図３に示すように、噴射弁１より下流の排気管には排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元浄化するＳＣＲ触媒１０１が設置されている。なお、図３の例では、噴射弁１の上流側に酸化触媒１０２（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）が配置された例を示している。噴射弁１から添加された尿素水が排気熱により加水分解されることによりアンモニア（ＮＨ３）が生成される。そのアンモニアとＮＯｘとの還元反応がＳＣＲ触媒１０１において行われることで、ＮＯｘは水や窒素に分解（浄化）する。このように、噴射弁１は尿素ＳＣＲシステムの一部を構成する。
【００１４】
噴射弁１の設置位置についてさらに説明すると、排気管は、ＳＣＲ触媒１０１の上流側に、排気の流れ方向を鉛直方向から水平方向に変える曲部１０３を有している。噴射弁１は、その曲部１０３の曲げ外側において噴射弁１の軸線が略水平方向に向いて、ＳＣＲ触媒１０１の前端面に向けて尿素水を噴射するよう設置される。噴射弁１とＳＣＲ触媒１０１の間には、尿素水を拡散したり微粒したりするためのミキサーや衝突板といった構造物は介在していない。
【００１５】
なお、噴射弁１はどのように設置されたとしても良く、例えば曲部１０３が形成されていないシステムの場合には鉛直方向に対してＳＣＲ触媒の向き（下流側）に斜めに傾いて設置されたとしても良い。
【００１６】
噴射弁１の構成を説明する。噴射弁１は略円筒形状に形成されている。噴射弁１の先端側は、図２に示すように、噴射弁１内における尿素水流れ方向の上流側から、ボデー２と第１プレート４と第２プレート５とノズル６とがこの順で配置されている。また、噴射弁１は、略円筒形状のハウジング３１（図１参照）と、ハウジング３１及びボデー２内に配置されたニードル３２（図２参照）とを備える。
【００１７】
ハウジング３１は略円筒形状に形成された内部空間を有する。ハウジング３１の、ボデー２が設けられる側と反対側の端部には、タンクに貯蔵された尿素水が供給される尿素水入口が形成されており、その尿素水入口を通じてハウジング３１の内部空間に尿素水が流入する。
【００１８】
ボデー２は、略円筒形状に形成されており、詳しくは、先端に平面視円形の弁開口２２が形成され、その弁開口２２を取り囲む弁座２３を有したニードル収容室２１が内部に形成されている。そのニードル収容室２１は噴射弁１の軸線方向に延設されて、ハウジング３１の内部空間と繋がっている。弁座２３は、ニードル収容室２１の先端側において先端（弁開口２２）に近づくにつれて内径が小さくなる円錐状の内周面に設定されている。弁座２３の最小内径部（縁部）と弁開口２２とが繋がっている。ボデー２は、ハウジング３１の下流側の端部において、ハウジング３１の内側にボデー２の一部が嵌め込まれる形で設けられる。その嵌め込まれた部分において、ボデー２の外周面と、ハウジング３１の内周面とが溶接により接続されている。
【００１９】
ニードル３２は、棒状に形成されて、ハウジング３１の内部空間及びニードル収容室２１においてニードル軸線の方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル３２は、ボデー２と概ね同軸上に配置されている。ニードル３２は、ニードル収容室２１の径よりも小さい径に形成されている。そのため、ニードル３２の外周面と、ボデー２の内周面（ニードル収容室２１の壁面）との間に空間部２４が形成される。その空間部２４は尿素水が流通する尿素水流路として機能する。また、ニードル３２の先端部には、弁座２３に当接可能なシート部３３が形成されている。
【００２０】
噴射弁１は、ニードル３２を駆動するソレノイド等から構成された駆動部３４（図１参照）を備えている。駆動部３４のソレノイドが通電されていないときは、シート部３３が弁座２３に着座することで、尿素水流路２４と弁開口２２とが遮断されて尿素水噴射が停止される。ソレノイドが通電されると、ニードル３２が弁座２３から離れる方向に移動し、この移動により、尿素水流路２４が開放されて、尿素水流路２４の尿素水が弁開口２２を介して第１、第２プレート４、５及びノズル６に流入することで尿素水の噴射が行われる。このように、ニードル３２は、弁座２３に着座した閉弁位置と、弁座２３から離座した開弁位置との間で移動可能に設けられている。
【００２１】
第１プレート４は、ボデー２の先端面（弁開口２２が形成された面）の外形と同等の外形を有した平板状に形成されている。第１プレート４は、一方の面がボデー２の先端面に密着し、他方の面が第２プレート５に密着する形に設けられる。つまり、第１プレート４は、ボデー２と第２プレート５の間に挟み込まれる形に設けられている。
【００２２】
第１プレート４には、弁開口２２に重なる位置に弁開口２２より小径の貫通孔４１（図２参照）が形成されている。貫通孔４１は、第１プレート４のボデー２側の面と第２プレート５側の面の間を貫通する形に形成されている。貫通孔４１のボデー２側の開口（入口）は、弁開口２２に対面する位置に配置されている。貫通孔４１は、図４に示すように例えば断面円形とすることができるが、どのような形状であっても良い。
【００２３】
図４に示すように、貫通孔４１は複数形成されている。詳しくは、貫通孔４１は、後述の２つの対向溝５４のそれぞれに繋がる２つの貫通孔４１１と、後述の２つの互い違い溝６２のそれぞれに第２プレート５を介して繋がる２つの貫通孔４１２とを有する。つまり、第１プレート４には４つの貫通孔４１が形成されている。各貫通孔４１の軸線は、第１プレート４の板面の法線と平行となっている。
【００２４】
対向溝５４に繋がる２つの貫通孔４１１のうち一方は、一方の対向溝５４の、後述の中心流路５３に繋がる端部と反対側の端部に繋がっている。また、他方の貫通孔４１１は、他方の対向溝５４の、中心流路５３に繋がる端部と反対側の端部に繋がっている。言い換えれば、貫通孔４１１の第２プレート５側の開口（出口）は、対向溝５４の、中心流路５３に繋がる端部と反対側の端部に対面した位置に配置される。また、２つの貫通孔４１１は、後述のチャンバー６１の中心軸線Ｌ１（図２参照）に直交する平面とその中心軸線Ｌ１との交点である径方向中心Ｏ（図４参照）に対して対称位置に配置される。つまり、２つの貫通孔４１１は、径方向中心Ｏを中心とした円周における１８０°反対側の位置に配置されている。
【００２５】
一方、互い違い溝６２に繋がる２つの貫通孔４１２は、後述の第２プレート５に形成された貫通孔５５（図２、図７参照）を介して互い違い溝６２の、チャンバー６１に繋がる端部と反対側の端部に繋がる。すなわち、一方の貫通孔４１２の出口（第２プレート５側の開口）は、第２プレート５に形成された一方の貫通孔５５の入口（第１プレート４側の開口）に対面した位置に配置されている。その第２プレート５の貫通孔５５の出口（ノズル６側の開口）は、一方の互い違い溝６２の、チャンバー６１に繋がる端部と反対側の端部に対面した位置に配置される。
【００２６】
同様に、他方の貫通孔４１２の出口は、第２プレート５に形成された他方の貫通孔５５の入口に対面した位置に配置されている。他方の貫通孔５５の出口は、他方の互い違い溝６２の、チャンバー６１に繋がる端部と反対側の端部に対面した位置に配置される。また、２つの貫通孔４１２は、図４に示すように、径方向中心Ｏに対して対称位置に配置されている。
【００２７】
なお、弁開口２２は４つの貫通孔４１のみで先端側に導通しており、弁開口２２の、貫通孔４１に面していない部分は、第１プレート４で閉塞されている。このように、第１プレート４は、弁開口２２からの尿素水を、４つの貫通孔４１にて４つの流れに分離する機能を有する。
【００２８】
第２プレート５は、第１プレート４とノズル６の間に挟み込まれる形で配置される平板部５１と、ボデー２の外周面に沿った筒状に形成された外周部５２とを有する。平板部５１の外周縁と、外周部５２の一方の端部とが接続されている。つまり、第２プレート５は、筒状の外周部５２の一端側を平板部５１で塞いだ有底筒状に形成されている。第２プレート５の内側の空間には、ボデー２の先端からの一部と第１プレート４とが配置されている。外周部５２の内周面がボデー２の外周面に接触している。
【００２９】
平板部５１は平板状に形成されている。平板部５１の、第１プレート４側の面は第１プレート４に密着している。平板部５１の、ノズル６側の面はノズル６に密着している。
【００３０】
平板部５１には、チャンバー６１の径方向中心Ｏに導通する形で中心流路５３が形成されている。その中心流路５３は、平板部５１の第１プレート４側の面とノズル６側の面の間を貫通する形に形成されている。また、中心流路５３は、図４の方向から見て例えば円形に形成されている。また、中心流路５３の径は、チャンバー６１の入口の径より小径に設定されている。中心流路５３の入口及び出口は径方向中心Ｏに位置しており、つまり中心流路５３の軸線はチャンバー６１の中心軸線Ｌ１と一致している。
【００３１】
また、平板部５１の、第１プレート４側の面には、中心流路５３を間に挟んで、径方向中心Ｏを中心とした円における径方向に対向する形に２つの溝５４が形成されている。各対向溝５４は、平板部５１を貫通せずに底面を有する形に形成されている。また、各対向溝５４は、径方向に真っ直ぐに延設されており、その延設方向における一方の端部が中心流路５３に繋がっており、他方の端部は第１プレート４の貫通孔４１１の位置まで延設されてその貫通孔４１１に導通している。図４の方向から見て、２つの対向溝５４と、対向溝５４が形成された面における径方向中心Ｏとは一直線上に配置される。
【００３２】
対向溝５４は、両端部以外は第１プレート４で閉塞されている（図５参照）。対向溝５４とその対向溝５４に面した第１プレート４の面とで、径方向の外側から内側に尿素水が流れる流路が形成される。
【００３３】
さらに、平板部５１には、第１プレート４側の面とノズル６側の面の間を貫通する形に２つの貫通孔５５（図２、図７参照）が形成されている。上述したように、貫通孔５５は、入口が第１プレート４の貫通孔４１１に対面する位置に配置され、出口が互い違い溝６２の外側の端部に対面した位置に配置される。つまり、貫通孔５５は、貫通孔４１１からの尿素水を、互い違い溝６２の外側の端部まで案内する流路を構成する。
【００３４】
ノズル６は、噴射弁１の先端部を構成する、円板状に形成された部材である。ノズル６は、第２プレート５側の面が平板部５１に密着した形に設けられる一方で先端面が排気管内に露出した形に設けられる。ノズル６には、ノズル６の、平板部５１側の面とその反対側の先端面の間を貫通する形にチャンバー６１が形成されている。チャンバー６１、中心流路５３、ボデー２及びニードル３２は概ね同軸上に配置される。チャンバー６１は、尿素水の噴射口として機能する部分である。
【００３５】
チャンバー６１の入口（後述の大径部６１１（図５参照））は、図４に示すように、中心流路５３より大径に形成されるとともに、第１プレート４の貫通孔４１より内側に配置されている。また、チャンバー６１は、チャンバー６１の中心軸線Ｌ１に直交する平面で切ったときの断面が円形であるとともに、中心軸線Ｌ１に沿って径が変化する形状に形成されている。詳しくは、チャンバー６１は、図５に示すように、入口側から、中心軸線Ｌ１に沿ったどの位置でも径が一定の大径部６１１と、中心軸線Ｌ１に沿って先端側にいくにしたがって次第に径が小さくなっていく中間部６１２と、中心軸線Ｌ１に沿ったどの位置でも径が一定であるが大径部６１１より小径に形成された小径部６１３と、中心軸線Ｌ１に沿って先端側にいくにしたがって次第に径が大きくなっていく拡径部６１４とを有する。各部６１１〜６１４は同軸に形成されている。
【００３６】
大径部６１１の出口と中間部６１２の入口とは同径に形成され且つ接続されている。中間部６１２の出口と小径部６１３の入口とは同径に形成され且つ接続されている。小径部６１３の出口と拡径部６１４の入口とは同径に形成され且つ接続されている。図５の断面において、中間部６１２の壁面が描く断面線は直線状となっているのに対し、拡径部６１４の断面線は曲線状となっている。拡径部６１４の広がり度合いは、所望の噴霧形状が得られるよう適宜に調整される。
【００３７】
また、ノズル６の、第２プレート５側の面には、その面内方向に直線状に延びた２つの互い違い溝６２が形成されている。各互い違い溝６２は、ノズル６を貫通せずに底面を有する形に形成されている。互い違い溝６２は、図４、図８に示すように、一端がチャンバー６１の入口の外周縁に接続されるとともに、チャンバー６１の中心軸線Ｌ１回りの円周における接線方向に尿素水をチャンバー６１に導入するように延設方向が設定されている。詳しくは、図４に示すように、各互い違い溝６２の延設方向における中心線Ｌ２、Ｌ３と、その中心線Ｌ２、Ｌ３に直交する、チャンバー６１の径方向中心Ｏを通る直線Ｌ４との交点Ｐ１、Ｐ２は、径方向中心Ｏからずれている。交点Ｐ１、Ｐ２は、径方向中心Ｏと、チャンバー６１の入口における外周縁との間に位置する。さらに、図４の例では、交点Ｐ１、Ｐ２は、中心流路５３より径方向外側に位置している。
【００３８】
また、互い違い溝６２の、チャンバー６１に繋がる端部と反対側の端部は、第２プレート５に形成された貫通孔５５の位置まで延設されてその貫通孔５５に導通している（図７参照）。
【００３９】
さらに、２つの互い違い溝６２によるチャンバー６１への尿素水の導入方向が、径方向中心Ｏを間に挟んで互い違いとなるように、２つの互い違い溝６２が形成されている。詳しくは、各互い違い溝６２は、径方向中心Ｏを中心とした円周（チャンバー６１の中心軸線Ｌ１回りの円周）において他方の互い違い溝６２から半周進んだ位置に形成されている。つまり、２つの互い違い溝６２は、径方向中心Ｏを中心とした円周における１８０°反対側の位置に配置されている。
【００４０】
加えて、２つの互い違い溝６２は互いに平行に延設されている。つまり、図４に示すように、一方の互い違い溝６２の中心線Ｌ２と、他方の互い違い溝６２の中心線Ｌ３は、径方向中心Ｏを間に挟んで平行な位置関係となっている。加えて、互い違い溝６２の、チャンバー６１に繋がっていない端部からチャンバー６１に繋がる端部への延設方向（尿素水流れ方向）が、２つの互い違い溝６２間で逆向きに設定されている。つまり、図４の紙面下側の互い違い溝６２は、図４の紙面で左側から右側の方向に尿素水をチャンバー６１に導入する。これに対して、図４の紙面上側の互い違い溝６２は、図４の紙面で右側から左側の方向に尿素水をチャンバー６１に導入する。
【００４１】
互い違い溝６２は、両端部以外は第２プレート５で閉塞されている（図７参照）。互い違い溝６２とその互い違い溝６２に面した第２プレート５の面とで、チャンバー６１の接線方向に尿素水を導入する流路が形成される。
【００４２】
ボデー２、第１プレート４、第２プレート５及びノズル６は例えば溶接により互いに固定されている。なお、第１プレート４が本発明の衝突流案内プレートに相当する。また、第１プレート４及び第２プレート５が本発明の旋廻流案内プレートに相当する。
【００４３】
次に、本実施形態の作用効果を説明する。なお、図５〜図９には尿素水の流れを矢印で示している。ニードル３２が弁座２３から離れると、尿素水が弁開口２２から第１プレート４の４つの貫通孔４１に流入する。対向溝５４に繋がる貫通孔４１１に流入した尿素水は、図５、図６に示すように、貫通孔４１１から対向溝５４に流入して、対向溝５４を径方向内側の方向に流れた後、中心流路５３に流入する。このとき、２つの対向溝５４からの対向流が中心流路５３にて衝突する。この衝突により形成された尿素水の流れである衝突流は、中心流路５３を流れた後、チャンバー６１の径方向中心Ｏに流入する。チャンバー６１に流入した衝突流は、後述の旋廻流の内側を進行して、チャンバー６１から噴射される（図５参照）。この衝突流に基づく尿素水の噴霧２０１（図５参照）は、対向流の衝突エネルギーが作用することで微粒化され、充円錐噴霧を形成する。なお、充円錐噴霧は、噴霧が円錐状に広がって進行するとともに、円錐の外周部だけでなく中央部にも噴霧が存在する噴霧形状を言う。
【００４４】
一方、残りの貫通孔４１２に流入した尿素水は、図７、図８に示すように、第２プレート５の貫通孔５５、ノズル６の互い違い溝６２をこの順で流れた後、チャンバー６１に流入する。このとき、チャンバー６１の接線方向に尿素水が流入するとともに、２つの互い違い溝６２からの流入方向は逆向きとなっているので、チャンバー６１の壁面に沿って中心軸線Ｌ１回りの円周方向に尿素水の旋廻流が形成される。その旋廻流は、衝突流の外側を旋廻しながらチャンバー６１の出口側に向かって進行して、チャンバー６１の出口から噴射される。この旋廻流に基づく尿素水の噴霧２０２（図７参照）は中空円錐噴霧である。なお、中空円錐噴霧は、噴霧が円錐状に広がって進行するとともに、円錐の外周部には噴霧が存在するが、中央部には噴霧が存在しない噴霧形状を言う。
【００４５】
結局、チャンバー６１からは、図９に示すように、充円錐噴霧２０１と中空円錐噴霧２０２とが組み合わさった噴霧２００が噴射される。この噴霧２００は、中空円錐噴霧２０２の内側に充円錐噴霧２０１を配置した形状を有しており、全体として広角な充円錐噴霧を形成している。
【００４６】
ここで、図１０は、噴射弁から所定距離離れた平面の各位置に到達する噴霧量を示しており、詳しくは、その平面における噴霧中心からの距離と噴霧量との関係を示している。上記所定距離は、図３の噴射弁１とＳＣＲ触媒１０１との距離（１００ｍｍ程度）と同等に設定した。また、図１０の横軸の距離における−８０ｍｍから＋８０ｍｍまでの範囲は、ＳＣＲ触媒１０１の直径に相当する。また、図１０は、衝突流に基づく充円錐噴霧のみの場合を上段（図１０（ａ））に示し、旋廻流に基づく中空円錐噴霧のみの場合を中段（図１０（ｂ））に示し、本実施形態の充円錐噴霧と中空円錐噴霧を組み合わせた場合を下段（図１０（ｃ））に示している。
【００４７】
図１０（ｃ）の噴霧は、図１０（ａ）、（ｂ）に比べて広角且つ均一な噴霧形状となっていることが分かる。すなわち、図１０（ａ）の噴霧形状は、距離が０ｍｍ付近においては均一な噴霧が形成されているものの、±４０ｍｍの範囲外では噴霧が存在しておらず、狭角な噴霧形状となっている。また、図１０（ｂ）の噴霧形状は、距離が＋２０ｍｍ以上、−２０ｍｍ以下の範囲では噴霧が存在しているものの、距離が０ｍｍ付近では噴霧が存在しておらず、不均一な噴霧形状となっている。これに対して、図１０（ｃ）の噴霧形状は、距離が−４０ｍｍから＋４０ｍｍの範囲でほぼ一定の噴霧量となっており、また、距離が−４０ｍｍ以下、＋４０ｍｍ以上の範囲でも噴霧が存在しており、図１０（ａ）に比べて広角であるとともに、図１０（ｂ）に比べて均一な噴霧形状となっている。
【００４８】
このように、本実施形態の噴射弁１によれば、広角且つ均一な噴霧を得ることができるので、ＳＣＲ触媒１０１の前端面に均一に尿素水を供給でき、ＳＣＲ触媒１０１でのＮＯｘ浄化を効果的に行うことができる。特に、図３のように、噴射弁１とＳＣＲ触媒１０１の間の距離が短く、それらの間にミキサー等の構造物が介在していないシステムに本実施形態を適用すると効果的である。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。図１１、図１２に示すように本実施形態では、ノズル６に互い違い溝が形成されておらず、これに伴い、第１、第２プレート４、５に、弁開口２２からの尿素水を互い違い溝に案内するための貫通孔が形成されておらず、その代りに、第１プレート４及び第２プレート５に、チャンバー６１に旋廻流が発生するよう弁開口２２からの尿素水をチャンバー６１に直接に導入する流路４２、５８が形成されている点で第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同じである。
【００５０】
詳しくは、第１プレート４には、対向溝５４に案内するための貫通孔４１１の他に、チャンバー６１の中心軸線Ｌ１に対して斜めの軸線を有する貫通孔４２が形成されている。貫通孔４２はチャンバー６１の入口における径よりも小径に形成されている。貫通孔４２は、図１１に示すように２箇所に形成されている。各貫通孔４２は、図１１に示すように、貫通孔４２、チャンバー６１の入口及び中心流路５３を同一平面に投影したときに、チャンバー６１の入口と重なる位置であって、チャンバー６１の入口の外周縁に寄った位置、詳しくはその外周縁と中心流路５３の間の位置に形成されている。貫通孔４２の入口（ボデー２側の開口）は、弁開口２２に対面した位置に配置される。貫通孔４２の出口（第２プレート５側の開口）は、第２プレートに形成された貫通孔５８の入口に対面した位置に配置されている。
【００５１】
また、２つの貫通孔４２は、径方向中心Ｏに対して対称位置に配置されている。つまり、２つの貫通孔４２は、径方向中心Ｏを中心とした円周における１８０°反対側の位置に配置されている。
【００５２】
さらに、各貫通孔４２は、第１プレート４の両面間を貫通するとともに、貫通孔４２の入口の中心と、出口の中心とを通る軸線Ｌ５（図１２参照）が、チャンバー６１の中心軸線Ｌ１に対して傾くように、形成されている。このとき、軸線Ｌ５をチャンバー６１の入口が位置する平面に投影したときに、その投影線が、チャンバー６１の中心軸線Ｌ１回りの円周における接線方向に延びるように、貫通孔４２の延設方向が設定されている。このように、貫通孔４２の延設方向は、チャンバー６１の接線方向の成分を有するよう斜め方向に設定されている。
【００５３】
加えて、２つの貫通孔４２の上記投影線は径方向中心Ｏを間に挟んで平行な位置関係であるとともに、投影線における尿素水流れ方向が、２つの貫通孔４２間で逆向きに設定されている。つまり、図１１の紙面左側に位置する貫通孔４２の投影線における尿素水流れ方向は、図１１の紙面で上側から下側の方向に設定されている。これに対して、図１１の紙面右側に位置する貫通孔４２の投影線における尿素水流れ方向は、図１１の紙面で下側から上側の方向に設定されている。
【００５４】
第２プレート５には、中心流路５３及び２つの対向溝５４の他に、チャンバー６１の中心軸線Ｌ１に対して斜めの軸線を有する２つの貫通孔５８が形成されている。各貫通孔５８の入口（第１プレート４側の開口）は、貫通孔４２の出口に対面しており、出口はチャンバー６１の入口に対面している。２つの貫通孔５８の位置関係及び延設方向は、貫通孔４２と同じである。なお、第１プレート４及び第２プレート５が本発明の斜め旋廻流案内プレートに相当する。
【００５５】
本実施形態によれば、弁開口２２からの尿素水が、貫通孔４２、５８を通って、チャンバー６１に直接流入する。このとき、チャンバー６１への尿素水の流入方向がチャンバー６１の接線方向成分を有しているとともに、一方の貫通孔４２、５８からの流入方向と、他方の貫通孔４２、５８からの流入方向が逆向きになっているので、チャンバー６１の壁面に沿って中心軸線Ｌ１回りの円周方向に尿素水の旋廻流が形成される。この旋廻流により中空円錐噴霧を形成できる。この中空円錐噴霧の内側に充円錐噴霧が配置されて、結局、充円錐噴霧と中空円錐噴霧とを組み合わせた広角且つ均一な噴霧を得ることができる。このように、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態では、図１３に示すように、第２プレート５に形成された中心流路５３の出口が、チャンバー６１の出口まで延設されている点で第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同じである。
【００５７】
詳しくは、チャンバー６１の径方向中心に、チャンバー６１の中心軸線Ｌ１の方向に延設された筒状部５６が配置される。その筒状部５６の径はチャンバー６１より小径に設定されている。筒状部５６の一端は、中心流路５３と導通する形に第２プレート５のノズル６側の面に接続されている。つまり、第２プレート５と筒状部５６は一体化されている。筒状部５６の他端は、チャンバー６１の出口まで延設されている。
【００５８】
なお、筒状部５６と第２プレート５との一体化は、例えば先ず筒状部５６と第２プレート５とを別々で製造して、その後、筒状部５６と第２プレート５とを溶接等で接続しても良いし、３Ｄプリンター等の技術を用いて筒状部５６と第２プレート５との一体品を製造しても良い。
【００５９】
本実施形態によれば、筒状部５６により中心流路５３の出口がチャンバー６１の出口まで延設されているので、チャンバー６１内において衝突流と旋廻流とが干渉してしまうのを抑制できる。これにより、衝突流に基づく充円錐噴霧と旋廻流に基づく中空円錐噴霧とが干渉して、想定外の噴霧形状となってしまうのを抑制できる。
【００６０】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、２箇所に対向溝を設けた例を示したが、２つの対向溝の組を複数設けたとしても良い。例えば、対向溝を４箇所に設けて、それらを円周方向に９０°間隔で配置することで、互いに対向する位置関係にある２つの対向溝の組み合わせを２つ形成できる。これによっても、衝突流を形成できる。
【００６１】
また、第１実施形態では、互い違い溝を２箇所に設けた例を示し、第２実施形態では、尿素水をチャンバーに直接導入する斜め方向の貫通孔を２箇所に設けた例を示したが、それら互い違い溝、貫通孔の個数は１個でも良いし、３個以上であっても良い。また、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせても良い。
【００６２】
また、尿素水以外の流体を噴射する噴射弁（例えば、内燃機関の筒内や吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁や、排気管内に尿素水以外の流体（例えば燃料）を噴射する噴射弁）に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１  噴射弁
２  ボデー
２２  弁開口
２４  ボデー内の尿素水流路
４  第１プレート
５  第２プレート
５３  中心流路
５４  対向溝
６  ノズル
６１  チャンバー
６２  互い違い溝
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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