(57)【要約】  カートリッジ設計を有する試薬インジェクターが、試薬入口と、試薬出口と、渦流室とを備えた本体であって、中実の移動可能なピントルによって閉鎖及び開放することができる出口オリフィスを有する本体を有する。試薬は、出口オリフィスが閉鎖されている場合及び開放されている場合にインジェクター内を流れてインジェクターを冷却する。インジェクター本体と、排気系に接続可能な取り付けフランジとの間に、断熱体を配置することができる。流路が電磁アクチュエーターの冷却を確保する。試薬は、ピントルが出口オリフィスを閉塞している場合にオリフィス渦流室を迂回することができる。流体がオリフィス室を通ってポールピースの外径と電磁アクチュエーターの内径との間に流れ、かつ、回りを流れることができる中実のピントルを収容している中央ボアを通って戻ることができる。種々の内部インジェクター本体通路が、オリフィス分配室へ入るように、また、中実のピントルへ出るように流体を方向付けることができる。【選択図】なし
2013519822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクターを通して試薬を方向付ける方法であって、
試薬入口において試薬を受け取ることと、
ポールピースの外径とボビンの内径との間に画定されているポールピース通路へ前記試薬を方向付けることと、
前記ポールピース通路から、内部下側本体のカラーの外径と前記ボビンの前記内径との間に画定されているカラー通路へ前記試薬を方向付けることと、
前記カラー通路から、前記内部下側本体の外径と前記インジェクターの下側セクションの内径との間に画定されている下側本体通路へ前記試薬を方向付けることと、
前記分配通路は、前記内部下側本体とオリフィスプレートとによって画定されている分配室に前記下側本体通路を流体連結し、前記内部下側本体によって画定されている分配通路内に前記試薬を方向付けることと、
前記オリフィスプレート内のオリフィスへ前記試薬の第１の部分量を方向付けることと、
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることと、
を含む、インジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項２】
前記オリフィスプレート内のオリフィスへ前記試薬の第１の部分量を方向付けることは、
前記オリフィスプレート内の複数のスロットを通して前記試薬の前記第１の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項３】
前記オリフィスプレート内のオリフィスへ前記試薬の第１の部分量を方向付けることは、
ピントルを移動させるとともに前記オリフィスプレート内の前記オリフィスを開放することと、
前記オリフィスプレート内の複数のスロットを通して、かつ前記オリフィスを通して前記試薬の前記第１の部分量を方向付けることと、
を更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項４】
試薬出口へ前記試薬の第１の部分量を方向付けることは、
前記内部下側本体によって画定されている中央ボアへ前記試薬の前記第１の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項５】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
ピントルが通る、ガイドプレート内に画定されている貫通穴を通して、前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項６】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
ピントルの一端部に取り付けられているとともに該一端部を包囲しているピントルヘッドの貫通穴を通して、前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項７】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
磁気コイルのボビンの内部を通して前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項８】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
ポールピースの中央ボアを通して前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項９】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
前記分配室から、前記内部下側本体によって画定されている少なくとも１つの戻り通路へ前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含み、前記戻り通路は、前記分配室と、前記内部下側本体によって画定されている中央ボアとを流体連結する、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１０】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
前記内部下側本体によって画定されている中央ボア内に位置する中実のピントルの外径の回りに前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１１】
インジェクターを通して試薬を方向付ける方法であって、
試薬タンクからインジェクターの試薬入口へ試薬を圧送することと、
ポールピースの外径と前記インジェクターの上側セクションの内径との間に画定されているポールピース通路へ前記試薬を方向付けることと、
前記ポールピース通路から、前記ポールピースの外径と前記電磁コイルボビンの内径との間に位置付けられているボビン通路へ前記試薬を方向付けることと、
前記ポールピース通路から、内部下側本体のカラーの外径と前記電磁コイルボビンの内径との間に位置付けられているカラー通路へ前記試薬を方向付けることと、
前記カラー通路から、前記内部下側本体の外径と前記インジェクターの下側セクションの内径との間に位置付けられている下側本体通路へ前記試薬を方向付けることと、
前記分配通路は、前記下側本体通路と、前記内部下側本体とオリフィスプレートとによって画定されている分配室とを流体連結し、前記内部下側本体によって画定されている分配通路内に前記試薬を方向付けることと、
前記試薬を第１の部分量と第２の部分量とに分けることと、
前記分配室内へ前記試薬の前記第１の部分量及び前記第２の部分量を方向付けることと、
前記オリフィスプレート内に画定されている湾曲したスロット内へ前記第１の部分量を方向付けることと、
ピントルを前記オリフィスプレートから上昇させることと、
前記オリフィスプレート内のオリフィスの回りに前記試薬の前記第１の部分量を方向付けることと、
を含む、インジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１２】
前記オリフィスプレート内の前記オリフィスの回りから排気管内へ前記試薬の前記第１の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１３】
試薬出口へ前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１４】
前記試薬出口から前記試薬タンクへ前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１３に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１５】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
該戻り通路は、前記分配室から、前記内部下側本体によって画定されている中央ボアへ前記第２の部分量を方向付け、前記内部下側本体内に画定されている戻り通路へ前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１３に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１６】
試薬出口へ前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることは、
前記中央ボア内に位置する中実のピントルの外径の回りに前記第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１３に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１７】
試薬出口へ前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることは、
前記中実のピントルが通る、ガイドプレートの貫通穴を通して前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることと、
ピントルが取り付けられているピントルヘッドの貫通穴を通して前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることと、
を更に含む、請求項１３に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１８】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
前記電磁コイルボビンの前記内径を通して前記試薬の第２の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１３に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項１９】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
ポールピースの中央ボアを通して前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含み、前記ポールピースは、前記電磁コイルボビンの内径を通して位置付けられる、請求項１３に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項２０】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
ポールピースの中央ボア内に位置するばねを通して前記試薬の或る部分量を方向付けることを更に含む、請求項１３に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項２１】
試薬を噴射するインジェクターであって、
上側インジェクター本体と、
前記上側インジェクター本体に固定される下側インジェクター本体と、
円形穴を画定している保持プレートであって、前記円形穴を介して前記下側インジェクター本体の回りに固定される保持プレートと、
円形穴を画定している断熱体であって、前記下側インジェクター本体の回りに固定される断熱体と、
円形穴を画定している取り付けフランジであって、前記断熱体の回りに固定される取り付けフランジと、
を備える、試薬を噴射するインジェクター。
【請求項２２】
前記保持プレートは、前記下側インジェクター本体に対して直接固定される、請求項２１に記載のインジェクター。
【請求項２３】
前記断熱体は、前記下側インジェクター本体及び前記保持プレートに対して直接固定される、請求項２１に記載のインジェクター。
【請求項２４】
前記取り付けフランジは、前記断熱体に対して直接固定される、請求項２１に記載のインジェクター。
【請求項２５】
前記保持プレートは、保持プレート周縁エッジの回りに複数の貫通穴を画定し、前記取
り付けフランジは、取り付けフランジ周縁エッジの回りに複数の盲穴を画定する、請求項２１に記載のインジェクター。
【請求項２６】
第１のピン端部と第２のピン端部とを有するピンであって、前記第１のピン端部は前記取り付けフランジの前記盲穴のうちの１つの盲穴内にあり、該ピンは前記保持プレートの前記複数の貫通穴のうちの１つの貫通穴に完全に貫通して位置するピンを更に備える、請求項２５に記載のインジェクター。
【請求項２７】
第１のクリップ端部と第２のクリップ端部とを有するクリップであって、前記保持プレート周縁エッジと前記取り付けフランジ周縁エッジとの上に固定されるクリップを更に備える、請求項２６に記載のインジェクター。
【請求項２８】
前記保持プレート周縁エッジは周縁凹部を画定し、前記保持プレートの前記複数の貫通穴は前記周縁凹部内に位置する、請求項２７に記載のインジェクター。
【請求項２９】
前記取り付けフランジ周縁エッジは溝を画定する、請求項２８に記載のインジェクター。
【請求項３０】
前記第１のクリップ端部は、前記取り付けフランジ周縁エッジの前記溝内に位置し、前記第２のクリップ端部は、前記保持プレート周縁エッジの前記周縁凹部内に位置する、請求項２９に記載のインジェクター。
【請求項３１】
前記クリップはＣ字状であり、前記第２のクリップ端部は前記第２のピン端部上に位置する、請求項２１に記載のインジェクター。
【請求項３２】
前記断熱体は、内径及び外径を有する筒状セクションを画定し、前記内径及び前記外径はそれぞれ、一連の交互の凹凸を有する、請求項３１に記載のインジェクター。
【請求項３３】
貫通穴を画定している熱シールドであって、前記取り付けフランジが該熱シールドの前記貫通穴を通って突出する、熱シールドを更に備える、請求項２１に記載のインジェクター。
【請求項３４】
前記熱シールドは、前記上側インジェクター本体と排気管との間に位置決めされる、請求項３３に記載のインジェクター。
【請求項３５】
前記熱シールドに取り付けられるカバーであって、前記上側インジェクター本体と、前記下側インジェクター本体と、前記取り付けフランジとを包囲するカバーを更に備える、請求項３４に記載のインジェクター。
【請求項３６】
試薬を噴射するインジェクターであって、
ポールピース第１端部と、ポールピース第２端部と、該ポールピース第１端部から該ポールピース第２端部にかけての中空内部とを画定している円筒形のポールピースと、
前記中空内部内に前記第１端部の一部に当接させて位置付けられるスプリングプリローダーと、
前記中空内部内に位置付けられるばねであって、前記スプリングプリローダーに当接するばねと、
ボビンの回りに固定される電磁コイルであって、前記円筒形のポールピースの外径を包囲する電磁コイルと、
を備え、前記円筒形のポールピース、前記スプリングプリローダー、前記ばね及び前記電磁コイルは、前記上側インジェクター本体内にのみ位置する、試薬を噴射するインジェク
ター。
【請求項３７】
長手方向中央ボアを画定している、円筒形の内部下側本体と、
前記長手方向中央ボアの直径よりも大きい直径を有する第１端部第１ボアを画定している内部下側本体第１端部であって、前記長手方向中央ボアよりも大きく、かつ前記第１端部第１ボアよりも大きい直径を有する第１端部第２ボアも画定している、内部下側本体第１端部と、
前記長手方向中央ボアよりも大きい直径を有する第２端部ボアを画定している内部下側本体第２端部と、
を更に備える、請求項３６に記載のインジェクター。
【請求項３８】
前記長手方向中央ボア内に位置する中実のピントルと、
前記ピントルの中間部分に取り付けられるガイドプレートであって、前記第１端部第１ボア内に位置するするガイドプレートと、
前記ピントルの一端部を包囲するピントルヘッドであって、前記第１端部第２ボア内に位置するピントルヘッドと、
前記第２端部ボア内に位置するオリフィスプレートと、
を更に備える、請求項３７に記載のインジェクター。
【請求項３９】
前記円筒形のポールピース、前記スプリングプリローダー、前記ばね、前記電磁コイル、前記円筒形の内部下側本体、前記ピントル、前記ガイドプレート、前記ピントルヘッド及び前記オリフィスプレートは、単一のカートリッジの一部である、請求項３８に記載のインジェクター。
【請求項４０】
室を画定しているインジェクター本体上側セクションであって、前記単一のカートリッジは前記室に挿入されるとともに該室内に位置する、インジェクター本体上側セクションを更に備える、請求項３９に記載のインジェクター。
【請求項４１】
前記ガイドプレートは、流体を通す少なくとも１つの貫通穴を画定する、請求項３８に記載のインジェクター。
【請求項４２】
前記ガイドプレート及び前記ピントルは、流体を通す少なくとも１つの貫通穴を間に画定する、請求項３８に記載のインジェクター。
【請求項４３】
前記ピントルヘッドは、流体を通す少なくとも１つの貫通穴を画定する、請求項３８に記載のインジェクター。
【請求項４４】
前記オリフィスプレートと前記内部下側本体第２端部とは、室を間に画定する、請求項３８に記載のインジェクター。
【請求項４５】
前記オリフィスプレートは、流体を通す複数の溝を画定する、請求項３８に記載のインジェクター。
【請求項４６】
インジェクター本体下側セクションであって、該インジェクター本体下側セクションの内面と内部下側本体外面とは、通路を画定する、インジェクター本体下側セクションを更に備える、請求項４２に記載のインジェクター。
【請求項４７】
前記内部下側本体は、前記インジェクター本体下側セクションの内面と前記内部下側本体外面とによって画定されている前記通路に流体連結している分配通路を画定する、請求項４６に記載のインジェクター。
【請求項４８】
前記内部下側本体は、前記長手方向中央ボアと、前記オリフィスプレートと前記内部下側本体第２端部とによって画定されている前記室とを流体連結する戻り通路を画定する、請求項４４に記載のインジェクター。
【請求項４９】
前記中実のピントルは、該中実のピントルの回りに流体を通す前記長手方向中央ボア内に位置する、請求項４８に記載のインジェクター。
【請求項５０】
前記オリフィスプレート内のオリフィスへ前記試薬の第１の部分量を方向付けることは、
オリフィスプレートホルダー内に画定されている複数のスロットを通して前記試薬の前記第１の部分量を方向付けることを更に含む、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項５１】
前記オリフィスプレートホルダー及び前記オリフィスプレートは、物理的に別個の部品である、請求項５０に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【請求項５２】
試薬出口へ前記試薬の第２の部分量を方向付けることは、
前記分配室から、オリフィスプレートホルダーによって画定されている少なくとも１つの戻り通路へ前記試薬の前記第２の部分量を方向付けることを更に含み、前記戻り通路は、前記分配室と、前記内部下側本体によって画定されている中央ボアとを流体連結する、請求項１に記載のインジェクターを通して試薬を方向付ける方法。
【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し、より詳細には、ディーゼルエンジン排気ガスからの窒素酸化物（ＮＯｘ）排出量を低減するために、尿素水溶液等の試薬（reagent）を排気ガス流に噴射するインジェクターシステムに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１０年２月１０日に出願された米国仮特許出願第６１／３０３，１４６号の利益を主張する、２０１１年２月９日に出願された米国特許出願第１３／０２３，８７０号に対する優先権を主張する。上記出願の開示全体は、参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
本項は、本開示に関連するが必ずしも従来技術ではない背景技術情報を提示する。リーンバーンエンジンが過剰な酸素、すなわち、利用可能な燃料の完全燃焼に必要な量よりも多くの酸素量を用いて動作することによって燃料効率を向上させる。そのようなエンジンは「リーン」動作すなわち「希薄混合気」で動作すると言われる。しかしながら、これによる燃料経済性の向上すなわち増大は、非リーンバーン燃焼とは対照的に、具体的には窒素酸化物（ＮＯｘ）の形態の望ましくない汚染排出物質によって相殺される。
【０００４】
リーンバーン内燃機関からのＮＯｘ排出量を低減するために使用される１つの方法は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）として知られている。ＳＣＲは、例えば、ディーゼルエンジンからのＮＯｘ排出量を低減するために使用される場合、排気ガス温度、エンジンｒｐｍ、又はエンジン燃料流量、ターボブースト圧若しくは排出ＮＯｘ質量流量によって測定されるエンジン負荷等の１つ又は複数の選択されるエンジン動作パラメーターと関連してエンジンの排気ガス流に噴霧化された試薬を噴射することを伴う。試薬／排気ガス混合物を、例えば、試薬の存在下でＮＯｘ濃度を減少させることが可能な活性炭又は金属（例えば白金、バナジウム若しくはタングステン）等の触媒を収容している反応器内を通過させる。
【０００５】
尿素水溶液が、ディーゼルエンジン用のＳＣＲシステムにおける有効な試薬であることが知られている。しかしながら、そのような尿素水溶液の使用には多くの不都合点が伴う。尿素は非常に腐食性が強く、尿素混合物を排気ガス流に噴射するのに使用されるインジェクター等のＳＣＲシステムの機械構成部品に悪影響を及ぼす場合がある。尿素はまた、ディーゼル排気系において受ける温度等の高温に長時間曝されると固化する場合がある。固化した尿素は、インジェクター内に通常見られる狭い通路及び出口オリフィス開口部に蓄積することになる。固化した尿素はまた、インジェクターの移動部品を汚染するとともにいずれの開口部又は尿素流通路も塞ぎ、それによってインジェクターを使用不能にさせる場合がある。
【０００６】
加えて、尿素混合物が微噴霧化されない場合、尿素堆積物が触媒反応器内に形成され、触媒の作用を阻止し、それによってＳＣＲシステムの有効性を低下させる。噴射圧力を高めることが、尿素混合物の不十分な噴霧化という問題を最小限に抑える１つの方法である。しかしながら、噴射圧力を高めることにより、多くの場合、インジェクターの噴霧プルームが排気ガス流内に過度に浸透することになり、インジェクターの反対側の排気管の内面にプルームが衝突する。過度に浸透することは、尿素混合物の使用効率の低下にもつながり、車両が低いＮＯｘ排出量で動作することができる範囲が小さくなる。車両には限られた量の尿素水溶液しか搭載することができず、搭載されている尿素水溶液を効率的に使用して、車両の走行距離を最大化するとともに、試薬を頻繁に補充する必要性を減らすべ
きである。
【０００７】
さらに、尿素水は潤滑性が低い。この特性は、インジェクター内の可動部品に悪影響を及ぼし、インジェクター内において、隣接し合う部品又は相対的に移動する部品間に比較的密な又は小さな嵌合、隙間及び公差を用いることが必要となる。尿素水はまた、漏れる傾向が高い。この特性は嵌合面に悪影響を及ぼし、多くの位置に強化されたシール手段（ｓｅａｌｉｎｇ  ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）が必要となる。
【０００８】
熱及び動作安定性をより確実に管理することができるようにリーンバーンエンジンの排気ガス流に尿素水溶液を噴射する方法及び装置を提供することが有利であろう。インジェクターの冷却及び／又は熱管理を改善して尿素が固化することを防止するとともにインジェクターの構成部品の耐用年数を延ばすことが更に有利であろう。排気管からインジェクターへの伝熱を最小限に抑えてインジェクターの内部に尿素堆積物が形成することを最小限に抑えるか又は排除することが有利であろう。高温の排気ガスからインジェクター出口オリフィスへの伝熱を最小限に抑えて、比較的低温のインジェクター出口オリフィスに煤及び尿素が引き寄せられることを防止することも有利であろう。経済目的及び環境目的から、漏れないインジェクターを提供することも有利であろう。
【発明の概要】
【０００９】
本開示の方法及び装置は上記利点及び他の利点を提供する。
【００１０】
本項は本開示の概要を提示するものであり、その完全な範囲又はその特徴の全ての包括的な開示ではない。
【００１１】
幾つかの実施の形態では、インジェクターを通して試薬を方向付ける方法が、試薬インジェクターの試薬入口において試薬タンクから試薬を受け取ることと、ポールピースの外径と電磁ボビンの内径との間に画定されているポールピース通路へ試薬を方向付けることと、ポールピース通路から、内部下側本体のカラーの外径とボビンの内径との間に画定されているカラー通路へ試薬を方向付けることと、カラー通路から、内部下側本体の外径とインジェクターの下側セクションの内径との間に画定されている下側本体通路へ試薬を方向付けることと、内部下側本体によって画定されている分配通路へ試薬を方向付けることとを含むことができる。分配通路は、内部下側本体とオリフィスプレートとによって画定されている分配室に下側本体通路を流体連結することができる。幾つかの実施の形態では、方法は、分配室から、オリフィスプレート内のオリフィスへ試薬の第１の部分量を方向付けることと、インジェクターの試薬出口へ試薬の第２の部分量を方向付けることと、を含むことができる。
【００１２】
幾つかの実施の形態では、オリフィスプレート内のオリフィスへ試薬の第１の部分量を方向付けることは、オリフィスプレート内の複数のスロットを通して試薬の第１の部分量を方向付けることと、ピントルを移動させるとともにオリフィスプレート内のオリフィスを開放することと、オリフィスプレート内の複数のスロットを通して、かつオリフィスを通して試薬の第１の部分量を方向付けることと、内部下側本体によって画定されている中央ボアへ試薬の第１の部分量を方向付けることとを含むことができる。
【００１３】
幾つかの実施の形態では、試薬出口へ試薬の第２の部分量を方向付けることは、ピントルが通る、ガイドプレート内に画定されている貫通穴を通して、試薬の第２の部分量を方向付けることと、ピントルの一端部に取り付けられているとともに該一端部を包囲しているピントルヘッドの貫通穴を通して、試薬の第２の部分量を方向付けることと、磁気コイルのボビンの内部を通して試薬の第２の部分量を方向付けることと、ポールピースの中央ボアを通して試薬の第２の部分量を方向付けることと、分配室から、内部下側本体によっ
て画定されている少なくとも１つの戻り通路へ試薬の第２の部分量を方向付けることを更に含むことができ、戻り通路は、分配室と、内部下側本体によって画定されている中央ボアとを流体連結することと、内部下側本体によって画定されている中央ボア内に位置する中実のピントルの外径の回りに試薬の第２の部分量を方向付けることとを含むことができる。
【００１４】
幾つかの実施の形態では、試薬を噴射するインジェクターは、上側インジェクター本体と、該上側インジェクター本体に固定することができる下側インジェクター本体と、保持プレートを円形穴を介して下側インジェクター本体の回りに固定することができるように該円形穴を画定している該保持プレートと、断熱体を下側インジェクター本体の回りに固定することができるように円形穴を画定している該断熱体と、取り付けフランジを断熱体の回りに固定することができるように円形穴を画定している該取り付けフランジと、を備えることができる。保持プレートは、下側インジェクター本体に対して直接固定することができる。断熱体は、下側インジェクター本体及び保持プレートに対して直接固定することができる。取り付けフランジは、断熱体に対して直接固定することができる。保持プレートは、保持プレート周縁エッジの回りに複数の貫通穴を画定することができ、取り付けフランジは、取り付けフランジ周縁エッジの回りに複数の盲穴を画定することができる。第１のピン端部と第２のピン端部とを有するピンを、第１のピン端部が取り付けフランジの盲穴のうちの１つの盲穴内にあり、該ピンが保持プレートの複数の貫通穴のうちの１つ貫通穴に完全に貫通して位置するように備えることができる。
【００１５】
幾つかの実施の形態では、第１のクリップ端部と第２のクリップ端部とを有するクリップを、クリップが保持プレート周縁エッジと取り付けフランジ周縁エッジとの上に固定することができるように備えることができる。保持プレート周縁エッジは周縁凹部を画定することができ、保持プレートの複数の貫通穴は周縁凹部内に位置付けることができる。取り付けフランジ周縁エッジは溝を画定することができる。第１のクリップ端部は、取り付けフランジ周縁エッジの溝内に位置付けることができ、第２のクリップ端部は、保持プレート周縁エッジの周縁凹部内に位置することができる。クリップはＣ字状とすることができ、第２のクリップ端部は第２のピン端部上に位置することができる。断熱体は、内径及び外径を有する筒状セクションを画定することができ、内径及び外径はそれぞれ、一連の交互の凹凸を有する。
【００１６】
幾つかの実施の形態では、熱シールドを、取り付けフランジが該熱シールドの貫通穴を通って突出することができるように該熱シールド内の貫通穴を用いて取り付けフランジに設けることができる。幾つかの実施の形態では、熱シールドは、上側インジェクター本体と排気管との間に位置決めすることができる。上側インジェクター本体と、下側インジェクター本体と、取り付けフランジとを包囲するように熱シールドにカバーを取り付けることができる。
【００１７】
幾つかの実施の形態では、試薬を噴射するインジェクターは、円筒形のポールピースであって、ポールピースの第１端部とポールピースの第２の端部とを画定しているポールピースを用いることができる。ポールピースは、ポールピースの第１端部からポールピースの第２の端部にかけて中空内部を有することができる。スプリングプリローダーを、この中空内部内に第１端部の一部に当接させて位置付けることができる。ばねを、中空内部内にスプリングプリローダーに当接させて位置付けることができる。電磁コイルを、ボビンの回りに固定することができ、電磁コイルは円筒形のポールピースの外径を自身で包囲することができる。幾つかの実施の形態では、円筒形のポールピース、スプリングプリローダー、ばね及び電磁コイルは、上側インジェクター本体のキャビティ又は室内にのみ存在する。
【００１８】
円筒形の内部下側本体が、下側インジェクター本体内に位置し長手方向中央ボアを画定することができる。内部下側本体第１端部が、長手方向中央ボアの直径よりも大きい直径を有する、第１端部第１ボアを画定することができる。内部下側本体第１端部はまた、長手方向中央ボアよりも大きく、かつ第１端部第１ボアよりも大きい直径を有する、第１端部第２ボアも画定することができる。内部下側本体第２端部が、長手方向中央ボアよりも大きい直径を有する、第２端部ボアを画定することができる。インジェクターは更に、長手方向中央ボア内に位置する中実のピントルを使用することができる。ガイドプレートを、ピントルの中間部分に取り付けることができる。ガイドプレートは、第１端部第１ボア内に位置することができる。ピントルヘッドが、ピントルの端部の一部であるピントルの一端部を包囲することができる。ピントルヘッドは、第１端部第２ボア内に位置することができ、オリフィスプレートは、第２端部ボア内に位置する。円筒形のポールピース、スプリングプリローダー、ばね、電磁コイル、円筒形の内部下側本体、ピントル、ガイドプレート、ピントルヘッド及びオリフィスプレートは、単一のカートリッジの一部とすることができる。
【００１９】
幾つかの実施の形態では、インジェクター本体上側セクションが、単一のカートリッジ又は該単一のカートリッジの一部が内部に挿入されて位置することができる室を画定することができる。ガイドプレートは、流体を通す１つ又は複数の貫通穴を画定することができる。代替的に、ガイドプレート及びピントルは一緒に、流体を通す１つ又は複数の貫通穴を間に画定することができる。ピントルヘッドは、流体を通す少なくとも１つの貫通穴を画定することができる。オリフィスプレートと内部下側本体第２端部とは、分配室を間に画定することができる。オリフィスプレートは、インジェクターから出るための出口オリフィスまで流体を通す複数の溝を画定することができる。インジェクター本体下側セクションの内面と内部下側本体外面とは、流体通路を画定することができる。内部下側本体は、インジェクター本体下側セクションの内面と内部下側本体外面とによって画定されている通路に流体連結している分配通路を画定することができる。内部下側本体は、該内部下側本体中央ボアと、オリフィスプレートと内部下側本体第２端部とによって画定されている分配室とを流体連結する戻り通路を画定することができる。中実のピントルは、該中実のピントルの回りでかつ長手方向中央ボアを通して流体を通す長手方向中央ボア内に位置することができる。
【００２０】
適用可能性のある更なる領域は、本明細書に提示される記載から明らかとなるであろう。本概要における記載及び特定の例は、単に例示のために意図するものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【００２１】
本明細書に記載されている図面は、選択された実施形態の例示目的のために過ぎず、可能な実施態様の全てであるわけではなく、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本教示によるインジェクターを用いた汚染排出量制御システムを備える例示的なオンロード用ディーゼルエンジンの概略図である。
【図２Ａ】本教示の幾つかの実施形態による試薬インジェクターの分解図である。
【図２Ｂ】本教示の幾つかの実施形態による図２Ａの試薬インジェクターの分解断面図である。
【図３Ａ】試薬インジェクターの断面図である。
【図３Ｂ】試薬インジェクターの別の断面図である。
【図４】排気系に取り付けられている試薬インジェクターの下部斜視図である。
【図５】排気系に取り付けられている試薬インジェクターの上部斜視図である。
【図６】本教示の幾つかの実施形態による試薬インジェクターの上部斜視図である。
【図７】本教示の幾つかの実施形態による試薬インジェクターの上部斜視図である。
【図８】本教示の幾つかの実施形態による試薬インジェクターの上部斜視図である。
【図９】本教示によるインジェクターマウントの断熱体及び取り付けフランジの上部斜視図である。
【図１０】本教示によるインジェクターマウントの断熱体及び取り付けフランジの分解図である。
【図１１】本教示による図９及び図１０の断熱体と取り付けフランジとの断面図である。
【図１２】本教示によるピントルとプランジャーとの分解図である。
【図１３】本教示によるピントルとプランジャーとの断面図である。
【図１４】本教示による下側インジェクター本体とピントルとの側面図である。
【図１５】本教示による下側インジェクター本体とピントルとの分解図である。
【図１６】本教示によるオリフィスプレートの斜視図である。
【図１７】本教示によるガイド部材の斜視図である。
【図１８】本教示による下側インジェクター本体とピントルとの断面図である。
【図１９】本教示によるポールピースと内部下側本体との上部斜視図である。
【図２０】本教示によるポールピースと内部下側本体との分解図である。
【図２１】本教示によるポールピースと内部下側本体との断面図である。
【図２２】本教示によるインジェクター本体の下側セクションと保持プレートとの上部斜視図である。
【図２３】本教示によるインジェクター本体の下側セクションと保持プレートとの分解図である。
【図２４】本教示によるインジェクター本体の下側セクションと保持プレートとの断面図である。
【図２５】本教示によるインジェクター本体の下側セクションと内部下側本体との上部斜視図である。
【図２６】本教示によるインジェクター本体の下側セクションと内部下側本体との分解図である。
【図２７】本教示によるインジェクター本体の下側セクションと内部下側本体との断面図である。
【図２８】本教示による磁気コイルアセンブリの上部斜視図である。
【図２９】本教示による磁気コイルアセンブリの分解図である。
【図３０】本教示による磁気コイルアセンブリの断面図である。
【図３１】本教示によるボビンアセンブリの上部斜視図である。
【図３２】本教示によるボビンアセンブリの分解図である。
【図３３】本教示によるボビンアセンブリの断面図である。
【図３４】本教示による流体継手アセンブリの上部斜視図である。
【図３５】本教示による流体継手アセンブリの分解図である。
【図３６】本教示による流体継手アセンブリの断面図である。
【図３７】本教示による部分的な試薬インジェクターの上部斜視図である。
【図３８】本教示による部分的な試薬インジェクターの分解図である。
【図３９】本教示による部分的な試薬インジェクターの断面図である。
【図４０】本教示による試薬インジェクターの上部斜視図である。
【図４１】本教示による試薬インジェクターの分解図である。
【図４２】本教示による試薬インジェクターの断面図である。
【図４３】本教示による排気系に組み込まれている試薬インジェクターの上部斜視図である。
【図４４】本教示による排気系に組み込まれている試薬インジェクターの側面図である。
【図４５】本教示による排気系に組み込まれている試薬インジェクターの上面図である。
【図４６】従来の制御信号を示すグラフである。
【図４７】本教示によるピーク・ホールド制御信号を示すグラフである。
【図４８】本教示によるインジェクター内を通っている流体流路を示す試薬インジェクターの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
対応する参照符号は、図面の複数の図の全体を通して対応する部品を示す。
【００２４】
ここで、例示的な実施形態を添付の図面の図１〜図４８を参照しながらより十分に説明する。本教示は、ディーゼルエンジンとＮＯｘ排出量の低減とに関して記載することができるが、非限定的な例として、ディーゼル、ガソリン、タービン、燃料電池、ジェット、又は吐出流を出力する任意の他の動力源からの排気ガス流等の複数の排気ガス流のいずれか１つに関して用いることができることを理解すべきである。さらに、本教示は、複数の望ましくない排出物質のいずれか１つの低減に関して用いることができる。更なる説明のため、「霧状流体を噴射する方法及び装置」という名称で２００８年１１月２１日に出願された、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１２／２７５，５３９号に注意を向けるべきである。この米国特許出願は参照により本明細書に援用される。したがって、本発明は、エンジン排気ガスからの排出量を低減するために、尿素水溶液等の試薬を排気ガス流中に噴射する改善された方法及び装置構造を提供する。さらに、本教示は、従来技術の尿素水インジェクターに対する改善、特に、重要な構成部品の放熱の改善と、試薬インジェクターのサイズ及び複雑性の低減と、動作及び機能の改善とを含む、尿素水インジェクターに対する改善を提供する。
【００２５】
図１は、ディーゼルエンジン１０の排気ガスからのＮＯｘ排出量を低減する例示的な汚染制御システムを示す。図１において、本システムの要素間の実線は試薬の流体ラインを示し、点線は電気接続を示す。本教示のシステムは、試薬を保持する試薬タンク１２と、該試薬タンク１２から試薬を送出する、ポンプ等の送出モジュール１４とを備えることができる。試薬は尿素溶液、炭化水素、アルキルエステル、アルコール、有機化合物、Ｅ−８５、水等とすることができ、それらのブレンド又は組み合わせとすることができる。１つ又は複数の試薬を本システムにおいて利用可能とすることができ、単独で又は組み合わせて用いることができることも理解されたい。試薬タンク１２及び送出モジュール１４は、一体となった試薬タンク／送出モジュールを形成することができる。また、電子噴射制御装置１６と、低圧の試薬インジェクターとすることができる試薬インジェクター１００と、少なくとも１つの触媒床２０を有する排気系１８とが、本システムの一部として設けられる。
【００２６】
送出モジュール１４は、供給ライン２４を介して試薬タンク１２からインラインフィルター２２を通して試薬を供給するポンプを含むことができる。試薬タンク１２は、ポリプロピレン、エポキシコーティングした炭素鋼、ＰＶＣ又はステンレス鋼とすることができ、また、用途（例えば、車両のサイズ、車両の使用目的等）に応じてサイズ決定することができる。フィルター２２は、取り外し可能なフィルターカートリッジを有する、剛性プラスチック又はステンレス鋼から構成されるハウジングを含むことができる。本システムを所定の圧力設定点（例えば、約６０ｐｓｉ〜８０ｐｓｉの比較的低い圧力、又は幾つかの実施形態では約６０ｐｓｉ〜１５０ｐｓｉの圧力）に維持するように圧力調整器（図示せず）を設けることができ、試薬インジェクター１００からの戻りライン２６内に位置付けることができる。試薬インジェクター１００につながる可撓性の供給ライン２４内に圧力センサーを設けることができる。本システムは、凍結した尿素を解凍するように又は尿素が凍結することを防止するように種々の凍結防止対策を組み込むこともできる。例えば、システム動作中、インジェクターが試薬を例えばエンジン排気管内の排気ガス中に放出
しているかどうかにかかわらず、試薬は、試薬タンク１２と試薬インジェクター１００との間で（すなわち、試薬タンク１２から試薬インジェクター１００へ、試薬インジェクター１００から試薬タンク１２へ）連続的に循環して、インジェクターを冷却するとともにインジェクター内での該試薬の滞留時間を最小限にし、そのため、該試薬が低温のままとなる。
【００２７】
試薬の連続的な循環は、エンジン排気系内で受ける可能性がある３００℃〜６５０℃の高温に曝されると固化する傾向がある、尿素水等の感温試薬に必要である場合がある。尿素の固化を防止することを確実にする安全限界を提供するには、所与の尿素混合物又は尿素溶液を１４０℃未満、好ましくは５℃〜９５℃のより低い動作温度範囲に保つことが重要であることが分かっている。固化した尿素の形成が可能である場合、その固化した尿素はインジェクターの移動部品、開口部及び通路を詰まらせる可能性があり、場合によっては、インジェクターをその意図した目的に役立たなくする。流量はエンジンのサイズとＮＯｘレベルとに応じて決まることが認識されるであろう。
【００２８】
必要とされる試薬の量は、負荷と、エンジンＲＰＭと、エンジン速度と、排気ガス温度と、排気ガス流量と、エンジンの燃料噴射タイミングと、所望のＮＯｘ低減量とによって様々とすることができる。エンジン動作パラメーターの全て又は一部を、エンジン制御ユニット２８からエンジン／車両データバスを介して試薬電子噴射制御装置１６に供給することができる。所与のエンジン、車両又はトラックの製造業者が試薬電子噴射制御装置１６の機能を設けることに同意するのであれば、試薬電子噴射制御装置１６をエンジン制御ユニット２８の一部として含めることもできる。排気ガス温度、排気ガス流量及び排気背圧はそれぞれのセンサーによって測定することができる。
【００２９】
ここで、図２Ａ及び図２Ｂも参照しながら、試薬インジェクター１００の例示的な実施形態及び変形形態を更に説明する。図１に示す本システムにおけるその例示的な使用において、試薬インジェクター１００は、インジェクター本体上側セクション１０２ａとインジェクター本体下側セクション１０２ｂとを有するインジェクター本体１０２を有することができる。インジェクター本体上側セクション１０２ａ及びインジェクター本体下側セクション１０２ｂのうちの少なくとも一方の内部に、細長い内部下側本体１０４を受け入れることができる。細長い内部下側本体１０４は円筒状の中央ボア１０６を画定することができ、中央ボア１０６はオリフィスプレート１０８と流体連通することができ、オリフィスプレート１０８は該オリフィスプレート１０８を完全に貫通する少なくとも１つの出口オリフィス１１０（図１６）を画定することができる。内部下側本体１０４は、別個のガイドプレート１０７（図１８）を備えていてもいなくてもよい。図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、内部下側本体１０４は、ピントル１１８のピントルヘッドに隣接している一端部がテーパー状になっているものとすることができる。より具体的には、内部下側本体１０４は、一定の中央ボア１０６（図３Ｂ）内のピントル１１８の位置合わせをガイド又は維持する別個のガイドプレートの代わりに、テーパー状になっている、すなわち、中央ボア１０６よりも小さい内径を有するボア内に逓減部（ｓｔｅｐ−ｄｏｗｎ）を有することができる。図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、ピントルヘッドに隣接している内部下側本体１０４の端部のボア内のこの逓減部は、ピントル１１８及び取り付けられているピントルヘッドのためのガイド部材とすることができる。さらに、ピントル１１８のピントルヘッドは、プランジャーと呼ばれる場合もあるピントルヘッドが中央ボア１０６内で長手方向に前後に移動することを確実にするガイド部材として働くことができる。
【００３０】
オリフィスプレート１０８内の複数のオリフィスにより、インジェクター１００がディーゼルエンジンの排気系１８（図１、図４、図５及び図４３〜図４５）の排気管に取り付けられたときに、流体の流れを、オリフィスプレートを通して排気管内の排気ガス流に流
入させることが可能である。用途及び動作環境に応じて、オリフィスプレート１０８はカーバイド材料から作ることができ、このカーバイド材料は、所望の性能特性を与えることができるとともに、より容易にかつ費用効果的に製造することができる。さらに、複雑な部品形状を製造することに関連する制限又は不都合点のような、他の材料及び製造プロセスに関連する制限又は不都合点を回避することができる。カーバイドは、支障をきたす可能性がある、炭素鋼及び工具鋼等の他の鋼とは対照的に、ろう付け温度（８７０℃〜９８０℃）に対して不感受性であること等、更なる利点を提供することができる。カーバイドはまた、部品の表面の硬度を、大半又は全ての鋼によって達成することが可能な硬度よりもはるかに高いものにすることができる。一例として、モース硬度計を用いると、ダイヤモンドは硬度が１０であり、カーバイドは硬度が９〜９．５であり、硬化鋼は４〜６の範囲であり得る。したがって、カーバイドは全体的な耐摩耗性に関して有利である。さらに、カーバイドは広範囲の靭性も有し、特定の用途に合わせて最良の特性を有するように「微調整」することができる。
【００３１】
オリフィスプレート１０８は、オリフィスプレートホルダー１１２を用いて、細長い内部下側本体１０４に連結して該内部下側本体１０４によって保持することができる。オリフィスプレートホルダー１１２は、所望であれば、図１４、図１５及び図１８に示されているように内部下側本体１０４と一体形成することができる。幾つかの実施形態では、オリフィスプレートホルダー１１２は、別個に形成される場合、細長い内部下側本体１０４の対応する雌型部分１１６内に受け入れられて保持されるサイズになっている中央の雄型部分１１４（図２Ｂ）を含むことができる。出口オリフィス１１０の周囲には弁座１２０（図１６及び図１８）があるものとすることができ、弁座１２０は、円錐形すなわちコーン形状であっても任意の実用的な形状であってもよいが、例えば図１６に示されているように円錐形が好ましい。細長い調量プラグすなわちピントル１１８（図２Ａ、図２Ｂ、図１２、図１３、図１５及び図１８）の形態の弁部材が中央ボア１０６内に摺動可能に取り付けられるとともに、着座した際のシール・閉鎖位置と離座した際のシール解除・開放位置とを画定するように弁座１２０と係合可能とすることができる。幾つかの実施形態では、オリフィスプレート１０８は、プレス嵌め接続により内部下側本体１０４に連結することができ、その後でろう付けを受けることができる。
【００３２】
図２Ａ、図２Ｂ及び図１９〜図２１を参照すると、試薬インジェクター１００は、細長い内部下側本体１０４の対応サイズのカラー部分１２６内に受け入れられるサイズになっている拡径端部分１２４を有する細長いポールピース１２２を用いることができる。幾つかの実施形態では、細長いポールピース１２２は内部下側本体１０４にプレス嵌めすることができる。設置時に、接続部又はプレス嵌め部を同様に又は代替的に電子ビーム溶接することができる。ポールピース１２２のフランジ１２８を、ポールピース１２２と細長い内部下側本体１０４との間にスペース１３０（図２１）を画定するように細長い内部下側本体１０４内でのポールピース１２２の係合の深さを制限するサイズにすることができる。スペース１３０は、ピントル１１８のピントルヘッド１３２（図１２、図１３及び図２１）を受け入れ、中央ボア１０６内でのピントル１１８の制限されかつ制御された軸方向移動を可能にするサイズにすることができる。幾つかの実施形態では、ピントルヘッド１３２は、プレス嵌め及び／又は炉内ろう付けによりピントル１１８のシャフトに取り付けることができる。ピントルヘッドと呼ばれる場合もあるピントルヘッド１３２は、油圧を低減するとともに流体通路の戻り流路を提供するように内部に形成されている貫通穴を含むことができる。ガイド部材と呼ばれる場合もあるガイドプレート１０７（図１４、図１５、図１７及び図１８）が、ピントル１１８を支持して中央ボア１０６内でのピントル１１８の誘導式移動を提供することができる。ガイドプレート１０７は、流体の流れが通ることを可能にする複数のスロット又は穴１０９を含むことができる。すなわち、ガイドプレート１０７は、ピントル１１８がガイドプレート１０７に取り付けられた場合であっても、流体が流れることを可能にする貫通スロットである１つ又は複数のスロット又は穴１
０９を画定することができる。
【００３３】
図２Ａ、図２Ｂ、図２０及び図２１に示されているように、細長いポールピース１２２は、該細長いポールピース１２２の中心軸の回りに貫通して延びる中央ボア１３４を更に画定することができる。中央ボア１３４は、戻しばね１３６及びスプリングプリローダー１３８を受け入れることができる。スプリングプリローダー１３８は、戻しばね１３６と係合して該戻しばね１３６を予圧するサイズ及び／又は形状にすることができる。より具体的には、スプリングプリローダー１３８は、ポールピース１２２の中央ボア１３４内に形成されている構造部と接触して、内部での移動を防止するとともに、戻しばね１３６の伸びに利用可能なスペースを制限するように働くことができる。スプリングプリローダー１３８は、中央ボア１３４内に形成されている、スプリングプリローダー１３８の通過を妨げる障害物又は特徴部を用いることを含む複数の従来方法のうちのいずれか１つの方法で保持することができる。代替的に、止めねじ等の調整可能な機構を用いて、スプリングプリローダー１３８の位置を制限又は調整することができる。このように、戻しばね１３６がピントル１１８のピントルヘッド１３２にバイアス力を加えることが可能となり、それによって、ピントル１１８の端部を付勢して弁座１２０と係合させ、したがって、流体の流れを閉鎖するか又は流体の流れがオリフィスプレート１０８を通ることを防止する。戻しばね１３６及びスプリングプリローダー１３８は、中空であるとともに流体の流れを戻しばね１３６の中央部分とプリローダー１３８を通る中央部分とに通すことを可能にする中央ボアを含む。
【００３４】
図６〜図８は、流体入口及び流体出口であって、インジェクター本体の上側セクション１０２ａから突出することができる流体入口及び流体出口の種々の構成又は配置を有するインジェクター１０１を示す。さらに、インジェクター本体上側セクション１０２ａは、単一の材料から、２品とは対照的に単品として形成又は成形することができ、そのため、流体入口、流体出口及び電気コネクターハウジングを全て、インジェクター本体上側セクション１０２ａの一部分として単品成形することができる。そのような構成により、図２１に示されているように、以下で説明するカートリッジとしてあらかじめ組み付けられている構成部品のカートリッジの挿入が容易となる。図４〜図６は、排気構成部品へのインジェクター１０１の取り付けを容易にするインジェクターマウントも示す。図３４〜図３６もそれぞれ、インジェクター１０１を示す。図３４は、マウントを伴っていないが、流体入口１６８、流体出口１７０及び電気コネクターハウジング１７４が例示的な位置にあるインジェクター１０１を示す。図３５は、入口ポートフィルター１７５及び出口ポートフィルター１７７がそれぞれ入口１６８及び出口１７０から取り外されている状態のインジェクター１０１を示す。図３５はまた、全てがインジェクター本体上側セクション１０２ａから取り外された状態の、被包された電磁コイルと関連のボビンとからなる磁束フレーム１７８を示す。図３６は、入口１６８内に設置されている入口フィルター１７５と、出口１７０内に設置されている出口フィルター１７７と、インジェクター本体上側セクション１０２ａ内に設置されている磁束フレーム１７８によって包囲されている電磁コイル及び関連のボビンとを示す断面図である。
【００３５】
組み付け時（図９〜図４２）、スプリングプリローダー１３８及び戻しばね１３６は、ポールピース１２２の中央ボア１３４内に配置することができる。ポールピース１２２の端部分１２４は、内部下側本体１０４のカラー部分１２６内に受け入れられ、それによって、ピントル１１８が内部下側本体１０４の中央ボア１０６に沿って該中央ボア内に延びるように、ピントル１１８のピントルヘッド１３２を該端部分１２４とカラー部分１２６との間に捕捉することができる。ピントル１１８の長手方向中心軸は、中央ボア１０６の長手方向中心軸と一致することができる。オリフィスプレートホルダー１１２の雄型部分１１４を、内部下側本体１０４の雌型部分１１６に接合又は該雌型部分１１６内に挿入することができる。雌型部分１１６はキャビティ又はボアとして示すことができる。インジ
ェクター本体１０２のインジェクター本体上側セクション１０２ａは、オリフィスプレートホルダー１１２、内部下側本体１０４、ピントル１１８、ポールピース１２２、戻しばね１３６及びスプリングプリローダー１３８がインジェクター本体上側セクション１０２ａの室１４０内に、また、幾つかの実施形態ではインジェクター本体下側セクション１０２ｂの室１４２内に捕捉されるように、インジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂと接合することができる。
【００３６】
図２Ａ、図２Ｂ及び図２８〜図３３を参照すると、円盤状ボビン１４４は、非限定的な例として、デルリン又はポリオキシメチレン（一般にＰＯＭと呼ばれ、ポリアセタール又はポリホルムアルデヒドとしても知られている）から作ることができる。ＰＯＭは、高い剛性と優れた寸法保全性とを必要とする精密部品を製造する際に用いることができる熱可塑性樹脂である。続いて、ボビン１４４は、中央ボア１４６を有することができ、内部下側本体１０４及びポールピース１２２が該ボビン１４４の中央ボア１４６内に受け入れられるようにインジェクター本体上側セクション１０２ａとインジェクター本体下側セクション１０２ｂとの間に位置決めして捕捉することができる。具体的には、ボビン１４４は、インジェクター本体１０２のインジェクター本体上側セクション１０２ａ及びインジェクター本体下側セクション１０２ｂにそれぞれ形成されている対応サイズの凹所１４８、１５０（図２Ａ、図２Ｂ及び図２２〜図２４）内に受け入れることができる。幾つかの実施形態では、インジェクター本体下側セクション１０２ｂは、該インジェクター本体下側セクション１０２ｂをインジェクター本体上側セクション１０２ａとともに保持するように、インジェクター本体上側セクション１０２ａの肩部１５４を覆うようにロール成形又は形成することができるリップ１５２を備えることができる（図２Ａ〜図５）。幾つかの実施形態では、耐漏洩性の流体シールを画定及び確保するように、Ｏリング等のシール部材を、該Ｏリングがインジェクター本体上側セクション１０２ａとインジェクター本体下側セクション１０２ｂとの間に位置するようにインジェクター本体上側セクション１０２ａ内に画定されているシール凹所１５６（図２Ｂ）内に設けることができる。
【００３７】
出口オリフィス１１０の開閉を行うために、例えば、インジェクター本体１０２内に取り付けられている、また、幾つかの実施形態では、ボビン１４４に取り付けられている、かつ／又はボビン１４４とともに形成されている磁気コイル１８０（図２８〜図３０）の形態でアクチュエーターを設けることができる。本開示の本教示の磁気コイル１８０は、試薬インジェクターにおいて用いられる従来のコイルに比べて実質的に小さい。このより小さいサイズは、作動中に発生する熱が少ないこと（さもなければ、試薬インジェクターの、外部空気冷却等の能動的冷却により管理する必要がある）を含む、従来のコイルに勝る幾つかの利点を提供する。したがって、本開示ではより小さい電磁コイルを使用することにより、コイル動作中に発生する熱が少なく、その結果、試薬インジェクターの能動性が低い冷却の必要性が低い。非限定的な例として、試薬インジェクター１００を確実に作動させるには、１０ｍｍの内径、１７ｍｍの外径及び３．８ｍｍの軸方向長さの１００回巻の＃２９マグネットワイヤーを有する磁気コイルで十分であることが分かっている。
【００３８】
磁気コイル１８０が電気リード１８２（図２８及び図２９）を介して励磁されると、調量ピントル１１８が閉位置から開位置へ上方に引き出される。上方とは、インジェクター１００を取り付けることができる排気管から離れる方向である。細長いポールピース１２２の拡径端部分１２４及びピントルヘッド１３２等の、アセンブリの幾つかの部材を、磁界の確立を促すのに役立つように、磁性材料、例えば４３０ステンレス鋼から作ることができる。同様に、アセンブリの幾つかの部材、例えば細長い内部下側本体１０４のカラー部分１２６を、調量ピントル１１８への影響を制限するように、非磁性材料から作ることができる。磁気コイル１８０を例えば図１の電子噴射制御装置１６からの信号に応答して励磁することができ、電子噴射制御装置１６は、センサー入力信号とそのあらかじめプログラムされたアルゴリズムに基づいて、インジェクター１００が取り付けられている排気
管内の排気ガス流中のＮＯｘ排出量の効果的な選択的触媒還元に試薬が必要とされるときを決定する。ピントル１１８を移動し易くするために、ピントルヘッド１３２を電磁コイル１８０の磁束フレームと位置合わせすることができる。例えば、少なくとも図４２に示されているように、ボビン１４４と電磁コイル１８０とを包囲する磁束フレームをピントルヘッド１３２と位置合わせすることができる。したがって、図４２の断面図において、磁束フレームを接続するように該磁束フレームの断面半分間に直線を引くと、ピントルヘッド１３２を通る直線が引かれる。そのような配置により、ピントルヘッド１３２への電磁コイル１８０の電磁効果が高まる。
【００３９】
幾つかの実施形態では、電気リード１８２が、例えば試薬電子噴射制御装置１６（図１）からの制御信号を試薬インジェクター１００に供給する。電磁コイル１８０を、パルス幅変調デジタル信号を用いて１２〜２４ＶＤＣ電流によって励磁することができる。幾つかの実施形態では、制御信号は単純な矩形波とすることができる。しかしながら、幾つかの実施形態では、図４７に示されている制御信号とほぼ同様の制御信号を用いることにより、試薬の性能及び調量の大幅な改善を達成することができることが分かっている。比較のため、図４６を参照すると、従来の矩形波が示され、従来の矩形波は、一定出力（ｂ）になる、ｔ＝０における起動インパルス（ａ）を有し、またｔ＝１において終了し（ｃ）、ゼロになる。この従来の矩形波はコイルを励磁し、インジェクターにおける応答遅延をもたらす、すなわち、インジェクターは最初に応答曲線（ｄ）に応じて完全な開放位置まで開き、最終的に応答遅延（ｅ）に応じて閉じる。
【００４０】
本開示の教示によれば、従来の信号の一定出力（ｂ）よりも大きいインパルスを規定する起動パルス（ｆ）をｔ＝０において有する制御信号が図４７に提示されている。起動インパルス（ｆ）は時間ｔ＜１の場合に増加して、試薬インジェクター１００のより速い開放応答（ｇ）を促すことができる。本教示の改良された制御信号の開放応答（ｇ）が従来の制御信号の開放応答（ｄ）よりも迅速である（したがって、傾きがより急である）ことを理解すべきである。次いで、本教示の制御信号はｔ＜１においてより低い出力（ｈ）に下がり、ｔ＝１において終了し（ｉ）、ゼロになるまでそのまま保つことができる。本教示の制御信号を用いることによって、試薬インジェクター１００は、閉位置から開位置への、また開位置から元の閉位置への移動に関連する遅延を最小限に抑えることが可能であり、したがって、応答性能と調量性能との改善を達成することが可能であることが分かっている。
【００４１】
ピーク・ホールド応答制御を提供するパルス幅変調と、機械的な噴霧化技法との組み合わせが、少量の噴霧化炭化水素に正確なタイミングを与えるのに適している。本教示によって提供される冷却態様は、インジェクター１００が高温の排気ガス付近で耐えるとともに炭化水素の過早点火を防止することを可能にする。
【００４２】
幾つかの実施形態では、図２Ｂに示されているように、試薬インジェクター１００は、室１６４を画定しているボディ１６２を有する流体継手１６０を用いることができる。図４３及び図４４は、インジェクター本体１０２のインジェクター本体上側セクション１０２ａに解除可能に連結して流体接続に作用することができる流体継手１６０の斜視図を示す。このために、ボディ１６２の室１６４は、インジェクター本体１０２のインジェクター本体上側セクション１０２ａの突出部分すなわち雄型部分１６６に係合して連結するように雌型部分として窪んでいる、すなわち凹状である。そのような構造により、流体継手１６０と試薬インジェクター１００の残りの部分との間に確実で解除可能な接続が形成される。流体継手１６０は、試薬インジェクター１００内の流体路に水性試薬又は尿素を供給するために、試薬入口１６８及び試薬出口１７０を含む。幾つかの実施形態では、流体継手１６０は、図６〜図８に示されているような共通ハブに接続可能な複数の別個のラインを含むことができることを理解されたい。
【００４３】
本開示の教示によれば、試薬インジェクター１００内を流体が循環し易いように、ピントル１１８が閉位置にあるときにインジェクター１００内に流体路が画定される。より具体的には、図１８及び図４２を参照すると、流体路は、試薬入口１６８から分配室１７１へ、続いて試薬出口１７０まで延びることができる。更に詳細には、流体すなわち試薬は、比較的低温であり得る第１の温度で、試薬入口１６８において試薬インジェクター１００に入ることができる。次いで、流体は、ポールピース１２２の外側に沿うとともに該外側に対する経路３００に沿って流れることによって進むことができる。経路３００は、ポールピース１２２の外面と、インジェクター本体上側セクション１０２ａの室１４０の内径とによって画定することができる。次いで、流体はその流れ方向に流れ続け、ポールピース１２２の外面とボビン１４４の内側との間を通ることができる。より具体的には、流体はその流れ方向に流れ続け、ボビン１４４の内径に沿って形成されている少なくとも１つのスロット又は複数のスロット３０２（図３１〜図３３を参照のこと）を通ることができる。この段階中、低温流体がボビン１４４の外面領域に曝され、冷却するように、すなわち、ボビン１４４と該ボビン１４４に伝熱することができる関連するコイル１８０とから熱エネルギーの一部を吸収するように動作可能である。
【００４４】
代替的に、電磁コイル１８０を流体路から分離するために、流体スリーブ等の別個の部品を、ボビン１４４の内径内に又はより一般的には電磁コイル１８０の内径内に組み込むことができる。流体スリーブを用いる際、例えば、流体を通すことを可能にするのにスロット３０２は必要でない場合がある。図３１及び図３３を参照すると、特に示されてはいないが、流体スリーブは、中央ボア１４６に隣接する全体的に滑らかな外側と、全体的に滑らかな内側とを有することができる。そのような流体スリーブの高さは、図３３に示されているボビン１４４の高さと同じであるか又はほぼ同じであるものとすることができ、ソレノイドコイルボビン１４４の中央ボア１４６内に位置することができる。シール間、又は中央ボア１４６内の流体スリーブと中央ボア１４６との間等の構成部品間に、Ｏリングを用いることができる。
【００４５】
ボビン１４４に隣接して流れる低温流体が存在することは、流体の吸熱機能のため、磁気コイル１８０の動作及び寿命にとって有益である。次いで、流体はスロット３０２から内部下側本体１０４の外側すなわち外面に沿った下側本体通路３０４への流れを進むことができる。より具体的には、下側本体通路３０４は、内部下側本体１０４の外側すなわち外面と、インジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂの内側すなわち内面、例えば、インジェクター本体下側セクション１０２ｂの室１４２との間に画定することができる。幾つかの実施形態では、下側本体通路３０４は、内部下側本体１０４を冷却するために、該内部下側本体１０４の完全に囲まれた部分すなわち全長３０６とすることができる。さらに、下側本体通路３０４内の流体は、インジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂの少なくとも一部を更に冷却することができる。図１８に示されているように、下側本体通路３０４内の流体は、１つ又は複数の分配通路３０８を介して分配室１７１に方向付けることができる。分配室１７１内の流体は、ピントル１１８が開位置又は閉位置にあるときに渦流室３２０に方向付けられると同時にオリフィスプレート１０８を冷却することができる。１つ又は複数の戻り通路３１２が、分配室１７１から内部下側本体１０４の中央ボア１０６へ延び、分配室１７１から内部下側本体１０４の中央ボア１０６への流体の流体路を提供することができる。中央ボア１０６内の流体は、ピントル１１８と内部下側本体１０４とに冷却を行うことができる。流体は、中央ボア１０６に流れ込むと、中実である非中空構造とすることができるピントル１１８の外径を囲むように中央ボア１０６の全長に沿って流れることができる。流体は、オリフィスプレート１０８と排気管の排気ガス流とから離れる方向に、中央ボア１０６内のピントル１１８の長さに沿った流れを進むことができる。中央ボア１０６の、戻り通路３１２とは反対側の端部において、流体が、ガイドプレート１０７内の出口貫通スロッ
ト又は出口貫通穴１０９とすることができるスロット又は穴を通って流れることができる。ガイドスロット１０９は、ガイドプレート１０７とピントル１１８の外面とだけによって画定することができる。流体は、ガイドプレート１０７内の１つ又は複数のガイドスロット又は穴１０９を通って流れると、ピントルヘッド１３２内の通路３１６を通って、次いでポールピース１２２の中央ボア１３４へ、続いて試薬出口１７０へ流れて、試薬タンク１２に戻ることができる。通路３１６は、ピントルヘッド１３２内の貫通穴とすることができる。
【００４６】
上記の説明から、インジェクター１００が流体を排気ガス流中へ噴射していない場合であっても、インジェクター１００に対して出入りする流体の流れが試薬インジェクター１００に冷却効果を与えることを理解されたい。さらに、試薬入口１６８から、経路３００、スロット３０２及び下側本体通路３０４（包括的にまとめて冷却経路と呼ぶ）を通る流速は、中央ボア１０６、通路３１４、通路３１６、中央ボア１３４及び試薬出口１７０（包括的に被加熱経路と呼ぶ）を通って試薬インジェクター１００を出る流速よりも低い。この理由は、冷却経路の容量が増加するのに対して被加熱経路の容量が減少するためであることを理解されたい。したがって、冷却経路のこの流速の低下により、液量に関して流体がより多く存在し、流体の滞留時間がより長くなり、かつ、流体が最も低温である場合に熱吸収が増す。同様に、被加熱経路の流速の増加により、試薬インジェクター１００からの被加熱流体の除去がより多くなる。全体的な効果は、試薬インジェクター１００の冷却と熱管理とが改善されることである。
【００４７】
試薬インジェクターは、ピントル１１８がオリフィスプレート１０８から上昇する、すなわち離れると、開位置にくることができ、流体が排気管１９内の排気ガス流に向かって該排気ガス流中へ流れることが可能となる。試薬インジェクター１００が閉位置にある場合にインジェクター１００を通る流体の流れの上記説明と同様に、試薬インジェクター１００が開位置にある場合、流れが自由であり閉塞のない流体経路が、オリフィスプレート１０８内の１つ又は複数のスロット３２２を介して、分配室１７１から渦流室３２０（図１８）へ延び、オリフィス１１０から出て、例えば、排気管１９内の排気ガス流中へ入る。
【００４８】
スロット３２２は、図１６に示されているように、オリフィスプレート１０８内に形成することができる。代替的に、中間プレートの内部にスロット３２２を形成することができる。例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示されているオリフィスプレートホルダー１１２の内部にスロット３２２を形成することができる。さらにまた、スロット３２２は、内部下側本体１０４の底面に形成することもできる。このように、出口オリフィスに近接した試薬の流れを制御するためのスロットを形成する種々の任意選択肢が存在する。
【００４９】
流体は概して、ピントル１１８が上昇した開位置にあるとともに弁座１２０から離座している場合にのみ、渦流室３２０内に流れることを理解されたい。この構成により、試薬インジェクター１００からの試薬の投与量調整が大幅に改善される。すなわち、従来のインジェクターでの投与量は多くの場合、流速、噴霧角度、液滴サイズ等に基づいて変動する可能性がある。流体の流れが渦流室内を自由に流れることが可能となり、その流れを、戻りラインの背圧、速度等のような、システムのパラメーター設定によって変えると、吐出される試薬の投与量が大幅に変動する可能性がある。したがって、本教示の原理によれば、これらの不都合点は、流体が渦流室３２０を通る必要なく流体を試薬出口１７０に戻す戻り通路３１２を部分的に用いることによって回避することができる。代わりに、試薬は、渦流室の周縁と、スロット３２２の周縁と、スロット３２２を画定している隆起位置との回りを通ることができる。
【００５０】
換言すれば、幾つかの実施形態では、試薬は試薬入口１６８を介して出口オリフィス１
１０に送出することができる。試薬入口１６８は、出口オリフィス１１０と流体連通することができ、供給ライン９を介して、試薬タンク１２に外部接続することができる。試薬は、所定の圧力設定点で試薬インジェクター１００に圧送されて試薬入口１６８に入り、続いて出口オリフィス１１０に至ることができる。所定の圧力設定点は、動作範囲の増加と出口オリフィス１１０からの噴霧パターンの変化とのうちの少なくとも一方を与えるように動作条件に応じて変わり得る。加圧された試薬は、オリフィスプレート１０８の構成及び形状に基づいて比較的大きい速度に加速させることができる。これにより、出口オリフィス１１０内に高速流が生じる。ピントル１１８の端部が弁座１２０から外れると、試薬の流れの一部が出口オリフィス１１０を通過し、ここで、試薬が排気ガス流にジェット噴射される際に、遠心力と空気による試薬の剪断との組み合わせにより噴霧化が起こる。
【００５１】
例として、１分あたり約６００ミリリットル（ｍｌ／分）（換算すると１時間あたり３６リットル（ｌ／時間））の試薬を試薬インジェクター１００内に循環させることができ、これは、出口オリフィス１１０から実際に吐出される試薬の量よりも多い可能性がある。流量は特定の排気処理用途に応じて変わり得るが、出口オリフィス１１０を介して排気ガス流中に吐出されていない試薬は、試薬出口１７０を介して試薬インジェクター１００を出て、循環のために試薬タンク１２に戻る。調量ピントル１１８の端部が弁座１２０から外れると、排気処理用途及び／又は用いる制御アルゴリズムに応じて、約１ｍｌ／分（０．０６ｌ／時）〜６００ｍｌ／分（３６ｌ／時）の流量で霧状試薬を排出することができる。出口オリフィス１１０から排出される試薬の噴霧特性は、試薬インジェクター１００から試薬タンク１２への戻りライン３５と送出モジュール１４から試薬インジェクターへの供給ライン２４とにおいて維持される圧力の圧力比に応じて変わり得る。例えば、液滴のサイズは、供給ライン２４内の圧力を変えることによって制御することができる。加えて、噴霧特性は、様々な噴霧プレートすなわちオリフィスプレートを交換することによって変えることができる。送出モジュール１４によって出力圧を変更すること等によって、試薬循環速度を変えることにより、試薬が与える冷却のレベルを変更することができるが、液滴サイズ又は噴霧円錐角（ｓｐｒａｙ  ｃｏｎｅ  ａｎｇｌｅ：噴霧広がり角）にもはや影響は及ぼさない。
【００５２】
図２Ａ及び図２Ｂに示されているように、調量ピントル１１８はバイアス部材によって閉位置にバイアスさせることができ、このバイアス部材は例えば、ピントル１１８のピントルヘッド１３２に係合する戻しばね１３６の形態とすることができる。戻しばね１３６は、ピントル１１８のピントルヘッド１３２の頂面に係合することができる。ピントルヘッド１３２の頂面は、ピントル１１８とは反対側のプランジャーの表面とすることができる。頂面は凹状であっても凸状であってもよい。
【００５３】
図４、図５及び図４３〜図４５を特に参照すると、試薬インジェクター１００の外側斜視図が排気チューブ１９への接続状態が示されている。幾つかの実施形態では、試薬インジェクター１００と排気チューブ１９との接続は、試薬インジェクター１００に加わる可能性のある、トルク等のような力という不都合点を最小限に抑えるようにして達成することができる。すなわち、図２Ａ、図２Ｂ及び図９〜図１１に示されているような幾つかの実施形態では、取り付けフランジ２００を溶接、ねじファスナー又は他の従来の手段を介して排気チューブ１９に連結することができる。取り付けフランジ２００は、出口オリフィス１１０を排気チューブ１９内の所定の位置に位置決めして排気チューブ１９の内部に所望の向きで試薬を導入することを可能にするようにインジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂを受け入れるサイズになっている中央ボア２０２を有して形成することができる。幾つかの実施形態では、図２Ａ、図２Ｂ及び図９〜図１１に示されているように、排気系１８から、より具体的には排気ガス及び排気チューブ１９から、試薬インジェクター１００への熱エネルギーの伝達を最小限に抑えるために、取り付けフランジ２００とインジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１
０２ｂとの間に断熱体２０４を配置することができる。排気ガスの通過を更に阻止するために、断熱体２０４と図４２に示されているような取り付けフランジ２００’との間のエルボ又は肩部の位置に、適切な耐熱性のあるＯリング２０３を設置することができる。
【００５４】
断熱体２０４は、Ｍａｋｏｒ又はＰｒｅｓｓｅｄ  Ｍｕｌｌｉｔｅ等の、伝熱を最小限に抑える熱特性を有する材料から作ることができる。断熱体２０４は、該断熱体２０４が取り付けフランジ２００内に受け入れられることを可能にするように、取り付けフランジ２００の中央ボア２０２の内径及び／又は形状に相補的な外径及び／又は形状を有する筒状セクション２０６を含むことができる。さらに、筒状セクション２０６の外径が取り付けフランジ２００の中央ボア２０２の内径と接触することができる。同様に、筒状セクション２０６は、インジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂが断熱体２０４内に受け入れられることを可能にするように、インジェクター本体下側セクション１０２ｂの外径及び／又は形状に相補的な内径及び／又は形状を含むことができる。さらに、インジェクター本体下側セクション１０２ｂの外径及び／又は形状が断熱体２０４の内径と接触することができる。断熱体２０４は、筒状セクション２０６の外径と窪み部分ではなく突出部分との接触を制限する一連の交互の凹凸を有する外径を有することができる。この構造により、筒状セクション２０６の外径は取り付けフランジ２００の内径との接触がより少なく、したがって、筒状セクション２０６と取り付けフランジ２００との間で生じる伝熱は、交互の凹凸が滑面であるか又は螺接面の一部である場合よりも少ない。
【００５５】
同様に、筒状セクション２０６は、該筒状セクション２０６の内径と窪み部分ではなく突出部分とのインジェクター本体下側セクション１０２ｂの外径との接触を制限する一連の交互の凹凸を有する内径を有することができる。この構造により、筒状セクション２０６の内径はインジェクター本体下側セクション１０２ｂの外径との接触がより少なく、したがって、筒状セクション２０６とインジェクター本体下側セクション１０２ｂとの間で生じる伝熱は、交互の凹凸が滑面であるか又は螺接面の一部である場合よりも少ない。
【００５６】
断熱体２０４は、排気系１８から試薬インジェクター１００への熱伝導を最小限に抑える助けとなる実質的な断熱特性を呈することが分かっている。具体的には、非限定的な例として、断熱体２０４に対する外部温度は５００℃に及ぶことができることが分かっている。しかしながら、断熱体２０４のボア２０２の内壁温度は通常は７０℃〜１００℃を超えない。幾つかの実施形態では、断熱体２０４は金属化され、外部の金属ハウジング又は取り付けフランジ２００、２００’にニッケルろう付けされる。ろう付けは、ガスケット又は他のシール機構のいずれの形態にも頼ることなく気密シールを与える働きをするとともにフランジ２００内での断熱体の保持を行う働きをする。ろう付け接合部は、インジェクター１００、取り付けフランジ２００及び断熱体２０４が排気系の一部として設置された場合にそれらとともに用いる際に生じることが予期される温度よりも高い熱的能力を有し、したがって、確実なシール及び取り付けに対する許容可能な安全限界が確保される。
【００５７】
引き続き図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、インジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂは、押さえねじ等の複数の締結具２０８を介して取り付けフランジ２００に締結することができる。締結具２０８は、インジェクター本体下側セクション１０２ｂのフランジリング２１２内に形成されているそれぞれの孔２１０を貫通して延び、取り付けフランジ２００のフランジリング２１６内に形成されている対応する孔２１４と螺合することができる。幾つかの実施形態では、断熱体２０４の、円形とすることができるリップ２０５を、その内部において、断熱体２０４を確実に保持するか又は接触によって挟持するために、インジェクター本体下側セクション１０２ｂと取り付けフランジ２００との間に位置決めすることができる。断熱体２０４は、取り付けフランジ２００を排気管にプロジェクション溶接するためのパイロットとして用いることができる。
【００５８】
しかしながら、幾つかの実施形態では、図４〜図８並びに図４１及び図４２に見られるように、インジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂは、断面をＣ字状又は楕円形とすることができる複数のクリップ２２０を介して、取り付けフランジ２００’に締結することができる。代替的に、クリップ２２０を他の形状に形成することができる。例えば、クリップ２２０は断面を円形、正方形又は矩形とすることができる。クリップ２２０を用いて、取り付けフランジ２００’の周縁リングセクション２２２及び保持プレート２２６の周縁リングセクション２２４の一部を覆う、すなわちカバーすることができる（図４１及び図４２）。図２２〜図２４に示されているように、保持プレート２２６は、上向き周縁リングセクション２２４とインジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂを受け入れる中央孔２２７とを有する円盤状部材とすることができる。保持プレート２２６は、プレス嵌め及びろう付け又は溶接を介してインジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂと連結して、該保持プレート２２６とインジェクター本体下側セクション１０２ｂとの間にインジェクター本体１０２を保持することができる。クリップ２２０のそれぞれは、インジェクター本体１０２を取り付けフランジ２００’に連結するために、概して互いに対面すなわち対向するとともに取り付けフランジ２００’と保持プレート２２６とにクランプ力を加える末端部２２８（図４１）を含むことができる。より具体的には、引き続き図４１及び図４２を参照すると、クリップ２２０の第１の末端部２２８は、取り付けフランジ２００’のリングセクション２２２と接触することができ、クリップ２２０の第２の末端部２２８は、インジェクター本体１０２のインジェクター本体下側セクション１０２ｂの保持プレート２２６の周縁リングセクション２２４と接触することができる。クリップ２２０の第２の末端部２２８は、保持プレート２２６の周縁リングセクション２２４の周縁凹部２２５内に更に位置するとともに該周縁凹部２２５と接触することができる。凹部２２５は、クリップが試薬インジェクター１００の中心縦軸に対して接離する動きを防止することができる。試薬インジェクター１００の中心縦軸は、ピントル１１８の長手方向軸と一致することができる。クリップ２２０は、試薬インジェクター１００の中心縦軸に対して接離する動きを防止されることによって、その設置位置に留まる。
【００５９】
インジェクター本体１０２のインジェクター本体上側セクション１０２ａに対するインジェクター本体下側セクション１０２ｂの回転を防止するか又は最小限に抑えるために、そして、保持プレート２２６と取り付けフランジ２００’とに対する、設置されたクリップ２２０の動きを更に防止するために、位置決めピン２２９（図９〜図１１並びに図４１及び図４２）が取り付けフランジ２００’の保持穴２２３又はスロットから上方に延びることができ、かつ、該位置決めピン２２９を、保持プレート２２６内に形成されている貫通穴とすることができる複数の位置決め穴２３１（図２２及び図２３）うちのいずれか１つの位置決め穴内に受け入れることができる。位置決めピン２２９及び位置決め穴２３１は互いに係合し、それらの間に、クリップ２２０、保持プレート２２６及び取り付けフランジ２００’の相対回転を防止する接続部を形成する。このように、本開示は、所望のインジェクター設置のための回転の向きの選択を可能にすることによって、用途に特化したマウント及び構成部品の必要性を回避する、インジェクターとマウントとの相互接続を提供する。
【００６０】
図４１及び図４２も参照すると、クリップ２２０は、対向する末端部２２８のうち一方にノッチ２３５を有することができる。例えば、ノッチ２３５は、試薬インジェクター１００の、上側と呼ばれる側にあることができる。試薬インジェクター１００の上側は、保持プレート２２６の、試薬インジェクター１００が排気チューブ１９に設置されている場合に排気チューブ１９とは面しない側とすることができる。ノッチ２３５は、図４２に示されているようにクリップ２２０の該ノッチ２３５が位置決めピン２２０の一端部の上にあることができるように、位置決めピン２２９の直径よりも広いものとすることができる
。クリップ２２０の設置時に、保持プレート２２６と取り付けフランジ２００’の周縁リングセクション２２２とを一緒にしっかりと固定するとともに、保持プレート２２６と周縁リングセクション２２２との相対移動を防止するために、最初に、クリップ２２０の、ノッチ２３５を有する第２の末端部２２８を、周縁リングセクション２２２の盲穴に設置されている位置決めピン２２９の一端部の上に位置決めすることができる。クリップ２２０の、ノッチ２３５の片側の一部が、周縁リングセクション２２４の表面と接触することができ、クリップ２２０は位置決めピン２２９と接触することもできる。続いて、クリップ２２０の第１の末端部２２８が溝２３９（図１１）で止まるまで取り付けフランジ２００’の接触リングセクション２２２のベベル部分２３７と接触するように、第１の末端部２２８を接触リングセクション２２２の周縁に押圧することができる。したがって、クリップ２２０の第２の末端部２２８は、位置決めピン２２９がノッチ２３５内に嵌まることにより周縁リングセクション２２４の凹部２２５内に固定され、クリップ２２０の第１の末端部２２８は、周縁リングセクション２２２の溝２３９内に固定される。したがって、クリップ２２０が設置されると、位置決めピン２２９の長手方向軸がクリップ２２０の各末端部２２８を通ることができる。
【００６１】
幾つかの実施形態では、断熱体２０４を、インジェクター本体下側セクション１０２ｂ／保持プレート２２６と取り付けフランジ２００’との間に確実に保持するようにそれらの間に位置決めすることができる。クリップ２２０は、試薬インジェクター１００にいかなるねじり力も回転力（すなわちトルク）も加えないという点で、従来のトルクベースのねじり式締結具に勝る利点を提供することを理解されたい。そのようなねじり力又は回転力は、幾つかの用途において、又は技術者が不適切に設置した（例えばオーバートルクした）場合に、試薬インジェクター及び／又は断熱体２０４に損傷を与えることが分かっている。さらに、クリップ２２０は、取り付けフランジ２００’からインジェクター本体１０２へ熱を伝導する最小の熱経路を提供し、それによって、試薬インジェクター１００の散逸させなければならない熱負荷を低減するとともに制限する。
【００６２】
幾つかの実施形態では、ピントル１１８、オリフィスプレートホルダー１１２、内部下側本体１０４、ポールピース１２２、スプリングプリローダー１３８、インジェクター本体１０２のインジェクター本体上側セクション１０２ａ、取り付けフランジ２００、２００’及び／又は流体継手１６０は、等級４３０Ｃ、等級４４０Ｆ又は同様のステンレス鋼から作ることができ、幾つかの実施形態では、試薬インジェクター１００の耐用年数にわたって起こる金属疲労を低減しながらも尿素の耐腐食性及び磁気特性を保持するコーティングで被覆することができる。カラーセクション１２６及び戻しばね１３６は、等級３１６又は同様のステンレス鋼から作ることができ、幾つかの実施形態では、試薬インジェクター１００の耐用年数にわたって起こる金属疲労を低減しながらも尿素の耐腐食性を保持するコーティングで被覆することができる。
【００６３】
図４３〜図４５は、試薬インジェクター１００であって、排気チューブ１９からの輻射熱から該インジェクター１００を保護する熱シールド３４０を用いることができる試薬インジェクター１００を示す。より具体的には、熱シールド３４０は、排気チューブ１９に対して平行な熱シールド表面３４２を通っている単一の開口部を用いて試薬インジェクター１００に取り付けることができる。図４４は、試薬インジェクター１００を水、雪、路上の小石等のような環境的要素から保護するために該インジェクター１００の上及びその回りに配置することができるカバー３４４を示す。さらに、カバー３４４は、断熱カバーとすることもでき、該カバー３４４の内側にある試薬インジェクター１００を該カバー３４４の外側に位置する環境から断熱することができる。例えば、カバー３４４は、該カバー３４４の外側すなわち該カバー３４４の外部を囲む温度が、カバー３４４の、試薬インジェクター１００が位置する領域内の温度よりも低い場合に、試薬インジェクター１００によって生じる熱を該カバー３４４の領域すなわち内部内に保持することができる。同様
に、カバー３４４は、該カバー３４４の外側に位置する被加熱空気が試薬インジェクター１００を該試薬インジェクター１００内の例えば尿素等の試薬の固化又は結晶化を早める温度に上昇させることを防止することができる。カバー３４４は、試薬インジェクター１００を作製する材料と同様のプラスチック材料又は金属材料から作ることができる。カバー３４４は、入口チューブ３４８及び出口チューブ３５０が通ることができる貫通穴３４６を有することができる。電線３５２、３５４も貫通穴３４６を通ることができる。カバー３４４は、試薬インジェクター１００が熱シールド３４０とともに、車両で用いることができる排気系で使用されている場合に、該カバー３４４が熱シールド３４０にしっかりと取り付けられたままであることを確実にするために、プレス嵌め、スナップ嵌め又は他の様式で熱シールド３４０上に固定することができる。
【００６４】
試薬をガス流中に射出する方法も本教示に従って提供される。図４８は、試薬インジェクター１０１内を通っている例示的な試薬流路１６９の断面図を示す。示されているように、尿素等の液体試薬が入口ポート１６７において試薬インジェクター１０１に入り、入口１６８を通過し、ポールピース１２２の外径とソレノイドコイルボビン１４４の中央ボア１４６との間に流れる。ポールピース１２２及びソレノイドコイルボビン１４４は試薬インジェクター１０１内で比較的大きな表面積を占めているため、液体試薬は、試薬インジェクター１０１内を流れる際にこれらの構成部品からの熱を吸収することができる。したがって、試薬流路１６９に従って流れる試薬は、試薬インジェクター１０１内を流れるにつれて次第に温まる可能性がある。続いて、試薬はカラー部分１２６の外径とソレノイドコイルボビン１４４の内径すなわち中央ボア１４６との間を流れ始める。試薬は次いで、内部下側本体１０４の外径とインジェクター本体下側セクション１０２ｂの内径との間に画定されている下側本体通路３０４内を流れ始める。試薬は次いで、試薬インジェクター１０１の内部下側本体１０４が試薬インジェクター１０１のインジェクター本体下側セクション１０２ｂに溶接されている位置１７２に達する。この位置において、試薬は、下側本体通路３０４から内部下側本体１０４の分配通路３０８へ流れ込み、この分配通路３０８により、内部下側本体１０４とオリフィスプレート１０８との間に形成されている分配室１７１へ試薬が流れ込むことが可能となる。ソレノイドが給電されていないか又は励磁されておらず、ピントル１１８の先端が、オリフィスプレート１０８の円錐表面とすることができる弁座１２０に着座しているとともに該弁座１２０とシールを形成している場合等、試薬インジェクター１０１が閉じている場合、流体が出口オリフィス１１０から排気チューブ１９に噴霧されることが防止される。
【００６５】
磁気コイル１８０が励磁されておらず、ピントル１１８がオリフィスプレート１０８に着座している状態では、試薬は少なくとも一部が分配室１７１の回りに途中まで進み、分配室１７１と内部下側本体１０４の中央ボアである中央ボア１０６とを接続している穿孔又は穴へ流れ込む。この中央ボア１０６又はボアは、試薬インジェクター１０１内の移動部品と接触部品との間で生じた熱を取り除く再循環試薬のための戻り通路を形成する。試薬インジェクター１０１は、該試薬インジェクター１０１が排気チューブ１９の排気ガス流中に流体を能動的に射出していない場合であっても、試薬を循環させることによって連続的に冷却することができる。ソレノイドの磁気コイル１８０が電気的に励磁され、ピントル１１８をオリフィスプレート１０８から上昇させて該オリフィスプレート１０８から離す場合、試薬の一部が、正接スロット又は湾曲スロットとすることができるスロット３２２内を流れ、続いて、図１６に示めされているように正接スロット３２２と出口オリフィス１１０との間に位置する渦流室３２０へ流れ込む。噴霧３１３として排気チューブ１９に噴射される試薬の量だけがスロット３２２内を流れる。
【００６６】
続いて図４８を参照すると、ピントル１１８の回りの中央ボア１０６内へ方向付けられる試薬は、スロット３２２の周縁の回りの経路３２２から、中央ボア１０６に直接つながる通路３１２へ流れ込む。試薬は、中央ボア１０６の長さに沿って流れると、次いで、ガ
イドプレート１０７内の１つ又は複数の貫通スロット又は貫通穴１０９を通って流れることができる。ピントル１１８は、図１７及び図１８から明らかなように、ガイドプレート１０７の中央貫通穴に挿入されると、スロット又は穴１０９のそれぞれの境界の一部を形成する。試薬は、ガイドプレート１０７を通過した後、ピントルヘッド１３２内の１つ又は複数の貫通穴３１６を進んで通り、ばね１３６及びスプリングプリローダー１３８がある中央ボア１３４に入り込んで該中央ボア１３４内を進む。次に、試薬は試薬ポート１７３から試薬出口１７０に流れ込む。
【００６７】
噴射される試薬量のみがスロット３２２を通って流れるため、試薬出口１７０を通る戻り流の量が＋／−３０％変動する場合であっても、同量又は同様の量の試薬を出口オリフィス１１０から吐出することができる。戻り流量に対する吐出流量の不感化により、単純な穿孔された絞りオリフィスを戻り流量の制御に用いることが可能となり、インジェクターのオリフィスと戻り流量との決定的なマッチングが必要とされないため、インジェクター自体に絞りオリフィスを組み込む必要がない。尿素水等の水系媒体に関して、寒冷気象条件下で媒体の凍結が起こる可能性がある場合、タンクへ入る戻り流の入口に絞りオリフィスが位置決めされることが最良である。この理由は、これにより、エンジン停止後にラインから流体をパージしたときに空気のみがオリフィスを通って引き出されることになるためである。これにより、より迅速なパージサイクルが可能となり、これは、ライン中のより多くのパーセンテージの流体の除去を達成することもでき、結果として、起動時により迅速な解凍サイクルが得られる。
【００６８】
試薬インジェクター１０１が「交互の戻り流」を受ける場合、試薬の一部のみが噴霧３１３としてオリフィスプレート１０８から出て、排気チューブ１９の排気ガス流中に入る。試薬の残余液は試薬タンク１２に戻り、再循環する。一例では、試薬インジェクター１０１は、排気チューブ１９へ試薬を噴射するときに、１時間あたり３０リットル（ｌ／時）の試薬を、試薬入口１６８を通して受け取ることができる。しかしながら、実際には、５ｌ／時しか、出口オリフィスから出て排気チューブ１９内の排気ガス流に入らない場合がある。２５ｌ／時の残余液が試薬インジェクター１０１内へ戻り、戻り流として出口ポート１６５にて試薬インジェクター１０１を出ることができる。
【００６９】
主として図１８及び図４８を参照すると、幾つかの実施形態では、インジェクター１０１内に試薬を方向付ける方法が、試薬インジェクター１０１の試薬入口１６８において試薬タンク１２からの試薬を受け取ることと、ポールピース１２２及びインジェクター本体上側セクション１０２ａの外径と電磁ボビン１４４の内径との間に画定されているポールピース通路３２４へ試薬を方向付けることと、ポールピース通路３２４から、内部下側本体１０４のカラー１２６の外径とボビン１４４の内径との間に画定されているカラー通路３２６へ試薬を方向付けることと、カラー通路３２６から、内部下側本体１０４の外径とインジェクター１０１のインジェクター本体下側セクション１０２ｂの内径との間に画定されている下側本体通路３０４へ試薬を方向付けることと、内部下側本体１０４によって画定されている分配通路３０８へ試薬を方向付けることとを含むことができる。分配通路３０８は、下側本体通路３０４を、内部下側本体１０４とオリフィスプレート１０８とによって画定されている分配室１７１と流体連結することができる。幾つかの実施形態では、本方法は、分配室１７１から、オリフィスプレート１０８内の出口オリフィス１１０へ試薬の第１の部分量を方向付けることと、インジェクター１０１の試薬出口１７０へ試薬の第２の部分量を方向付けることとを含むことができる。
【００７０】
幾つかの実施形態では、オリフィスプレート１０８内の出口オリフィス１１０へ試薬の第１の部分量を方向付けることは、オリフィスプレート１０８内の複数のスロット３２２を通して試薬の第１の部分量を方向付けることと、ピントル１１８を移動させるとともにオリフィスプレート１０８内のオリフィス１１０を開放することと、オリフィスプレート
１０８内の複数のスロット３２２を通して、かつオリフィス１１０を通して試薬の第１の部分量を方向付けることと、中央ボア、すなわち、内部下側本体１０４によって画定されている中央ボア１０６へ試薬の第１の部分量を方向付けることとを含むことができる。
【００７１】
幾つかの実施形態では、試薬出口１７０又は出口ポート１６５へ試薬の第２の部分量を方向付けることは、ピントル１１８が通る、ガイドプレート１０７内に画定されている貫通スロット又は貫通穴１０９（図１７）を通して、試薬の第２の部分量を方向付けることと、ピントル１１８の一端部に取り付けられているとともに該一端部を包囲しているピントルヘッド１３２の貫通穴３１６を通して、試薬の第２の部分量を方向付けることと、磁気コイル１８０のボビン１４４の内部を通して試薬の第２の部分量を方向付けることと、ポールピース１２２の中央ボア１３４を通して試薬の第２の部分量を方向付けることと、分配室１７１から、内部下側本体１０４によって画定されている少なくとも１つの戻り通路３１２へ試薬の第２の部分量を方向付けることとを含むことができる。戻り通路３１２は、分配室１７１と、内部下側本体１０４によって画定されている中央ボア１３４とを流体連結する。内部下側本体１０４によって画定されている中央ボア１０６内にある中実のピントル１１８の外径の回りに試薬の第２の部分量を方向付ける。
【００７２】
代替的に、幾つかの実施形態では、インジェクター内で試薬を方向付ける方法は、試薬タンク１２からインジェクターの試薬入口１６８へ試薬を圧送することと、ポールピース１２２の外径とインジェクター本体上側セクション１０２ａの内径との間に画定されているポールピース通路３２４へ試薬を方向付けることと、ポールピース通路３２４から、内部下側本体１０４のカラー１２６の外径と電磁コイルボビン１４４の内径との間に位置するカラー通路３２６へ試薬を方向付けることと、カラー通路３２６から、内部下側本体１０４の外径とインジェクター１０１のインジェクター本体下側セクション１０２ｂの内径との間に位置する下側本体通路３０４へ試薬を方向付けることと、内部下側本体１０４によって画定されている分配通路３０８であって、下側本体通路３０４と内部下側本体１０４とオリフィスプレート１０８とによって画定されている分配室１７１とを流体連結する、内部下側本体１０４によって画定されている分配通路３０８へ試薬を方向付けることと、試薬を第１の部分量と第２の部分量とに分けることと、分配室１７１内で試薬の第１の部分量及び試薬の第２の部分量を方向付けることと、オリフィスプレート内に画定されている湾曲したスロット３２２へ第１の部分量を方向付けることと、ピントル１１８をオリフィスプレート１０８から上昇させることと、オリフィスプレート１０８内のオリフィス１１０の回りに試薬の第１の部分量を方向付けることとを伴うことができる。
【００７３】
幾つかの実施形態では、方法は、オリフィスプレート１０８内のオリフィス１１０の回りから排気チューブ１９（図４４）へ試薬の第１の部分量を方向付けることと、試薬出口１７０及び出口ポート１６５から試薬タンク１２へ試薬の第２の部分量を方向付けることとを更に伴うことができる。
【００７４】
試薬出口１７０へ試薬の第２の部分量を方向付けることは、内部下側本体１０４内に画定されている戻り通路３１２であって、分配室１７１から、内部下側本体１０４によって画定されている中央ボア１０６へ第２の部分量を方向付ける戻り通路３１２へ試薬の第２の部分量を方向付けることと、中央ボア１０６内にある中実のピントル１１８の外径の回りに第２の部分量を方向付けることと、中実のピントル１１８が通る、ガイドプレート１０７の貫通スロット又は貫通穴１０９を通して試薬の第２の部分量を方向付けることと、ピントル１１８が取り付けられるピントルヘッド１３２の貫通スロット又は貫通穴１０９を通して試薬の第２の部分量を方向付けることと、電磁コイルボビン１４４の内径を通して試薬の第２の部分量を方向付けることと、ポールピース１２２の長手方向中央ボアを通して試薬の第２の部分量を方向付けることとを更に伴うことができる。ポールピース１２２は、電磁コイルボビン１４４の内径を通して位置付けることができる。試薬の或る部分
量を、ポールピース１２２の長手方向中央ボア内にあるばね１３６を通して方向付けることができる。
【００７５】
幾つかの実施形態では、試薬を噴射するインジェクター１０１は、インジェクター本体上側セクション１０２ａと、該インジェクター本体上側セクション１０２ａに固定することができるインジェクター本体下側セクション１０２ｂと、保持プレート２２６であって、該保持プレート２２６を円形穴２２７（図２４）を介してインジェクター本体下側セクション１０２ｂの回りに固定することができるように円形孔２２７を画定している保持プレート２２６と、断熱体２０４であって、該断熱体２０４をインジェクター本体下側セクション１０２ｂの回りに固定することができるように円形穴又は中央孔を画定している断熱体２０４と、取り付けフランジ２００’であって、該取り付けフランジ２００’を断熱体２０４の回りに固定することができるように円形穴を画定している取り付けフランジ２００’とを用いることができる。保持プレート２２６は、インジェクター本体下側セクション１０２ｂに対して直接固定することができる。断熱体２０４は、インジェクター本体下側セクション１０２ｂ及び保持プレート２２６に対して直接固定することができる。取り付けフランジ２００’は、断熱体２０４に対して直接固定することができる。保持プレート２２６は、保持プレート周縁部分２２４すなわち周縁リング部分２２４の回りに複数の貫通穴２３１を画定することができ、取り付けフランジ２００’は、取り付けフランジ周縁エッジの回りに複数の盲穴２２３を画定することができる。第１のピン端部と第２のピン端部とを有するピン２２９を、第１のピン端部が取り付けフランジ２００’の盲穴２２３のうちの１つの盲穴内にあるとともに、ピン２２９が保持プレート２２６の複数の貫通穴２３１のうちの１つの貫通穴に完全に貫通して位置するように用いることができる。
【００７６】
幾つかの実施形態では、第１のクリップ端部２２８と第２のクリップ端部２２８とを有するクリップ２２０を、該クリップ２２０が保持プレート周縁部分２２４と取り付けフランジ周縁エッジすなわちリングセクション２２２との上に固定されることができるように用いることができる。保持プレート周縁部分２２４は周縁凹部２２５を画定することができ、保持プレート２２６の複数の貫通穴２３１が周縁凹部２２５内に位置することができる。取り付けフランジ周縁エッジは溝２３９（図１１）を画定することができる。第１のクリップ端部２２８は、取り付けフランジ周縁リングセクション２２２の溝２３９内に位置することができ、第２のクリップ端部２２８は保持プレート周縁部分２２４の周縁凹部２２５内に位置することができる。クリップ２２０はＣ字状とすることができ、第２のクリップ端部２２８は第２のピン端部上に位置することができる（図４２）。断熱体２０４は、内径及び外径を有する筒状セクションを画定することができ、内径及び外径はそれぞれ、一連の交互の凹凸（図１１）を有する。
【００７７】
幾つかの実施形態では、熱シールド３４０は、取り付けフランジ２００’が該熱シールド３４０の貫通穴を通って突出することができるように該熱シールド内の貫通穴を用いて取り付けフランジ２００’に設置することができる。幾つかの実施形態では、熱シールド３４０は、インジェクター本体上側セクション１０２ａと排気管１９との間に位置決めすることができる（図４４）。カバー３４４は、インジェクター本体上側セクション１０２ａと、インジェクター本体下側セクション１０２ｂと、取り付けフランジ２００’とを包囲するように熱シールド３４０に取り付けることができる。
【００７８】
幾つかの実施形態では、試薬を噴射するインジェクターは、円筒形のポールピース１２２であって、該ポールピースの第１端部と該ポールピースの第２の端部とを画定しているポールピース１２２を用いることができる（図２１）。ポールピース１２２は、該ポールピースの第１端部から該ポールピースの第２の端部にかけて中空内部を有することができる。スプリングプリローダー１３８は、中空の中央ボア１３４内に第１端部の一部に当接させて位置付けることができる。ばね１３６は、中央ボア１３４内に位置付けられてスプ
リングプリローダー１３８に当接させることができる。電磁コイル１８０は、ボビン１４４の回りに固定することができ、円筒形のポールピース１２２の外径を自身で包囲することができる。幾つかの実施形態では、円筒形のポールピース１２２、スプリングプリローダー１３８、ばね１３６及び電磁コイル１８０は、インジェクター本体上側セクション１０２ａのキャビティ又は室内にのみ位置する。
【００７９】
円筒形の内部下側本体１０４は、インジェクター本体下側セクション１０２ｂ内にあるとともに長手方向中央ボア１０６を画定することができる。内部下側本体の第１端部は、長手方向中央ボアの直径よりも大きい直径を有する、第１端部第１ボアを画定することができる。内部下側本体の第１端部はまた、長手方向中央ボアよりも大きく、かつ第１端部第１ボアよりも大きい直径を有する、第１端部第２ボアを画定することができる。内部下側本体第２端部は、長手方向中央ボアよりも大きい直径を有する第２端部ボアを画定することができる。インジェクター１０１は、長手方向中央ボア１０６内に位置する中実のピントル１１８を更に用いることができる。ガイドプレート１０７は、ピントル１１８の中間部分に取り付けることができる。ガイドプレート１０７は、第１端部第１ボア内に位置することができる。ピントルヘッド１３２は、ピントル１１８の一端部又はピントル１１８の一端部の一部を包囲することができる。ピントルヘッド１３２は、第１端部第２ボア内に位置することができ、オリフィスプレート１０８は第２端部ボア内に位置することができる。円筒形のポールピース１２２、スプリングプリローダー１３８、ばね１３６、電磁コイル１８０、円筒形の内部下側本体１０４、ピントル１１８、ガイドプレート１０７、ピントルヘッド１３２及びオリフィスプレート１０８は、中央室内へするような、インジェクター本体上側セクション１０２ａへの容易な挿入のために単一のカートリッジの一部であるものとすることができる。
【００８０】
ガイドプレート１０７は、流体を通す１つ又は複数の貫通スロット又は貫通穴１０９を画定することができる。代替的に、ガイドプレート１０７及びピントル１１８は一緒に、流体を通す１つ又は複数の貫通スロット又は貫通穴１０９を間に画定することができる。ピントルヘッド１３２は、流体を通す少なくとも１つの貫通穴３１６を画定することができる。オリフィスプレート１０８と内部下側本体第２端部とは、分配室１７１を間に画定することができる。オリフィスプレート１０８は、インジェクター１０１から出るための出口オリフィス１１０へ流体を通す複数の溝３２２を画定することができる。インジェクター本体下側セクション１０２ｂの内面と内部下側本体外面とは、流体通路３０４を画定することができる。内部下側本体１０４は、インジェクター本体下側セクションの内面と内部下側本体外面とによって画定されている通路３０４に流体連結している分配通路３０８を画定することができる（図１８及び図４８）。内部下側本体１０４は、該内部下側本体中央ボア１０６と、オリフィスプレート１０８と内部下側本体第２端部とによって画定されている分配室１７１とを流体連結する戻り通路３１２を画定することができる。中実のピントル１１８は、該中実のピントル１１８の外側の回りに流体を通す長手方向中央ボア１０６内に該長手方向中央ボア１０６を貫通して位置することができる。
【００８１】
本開示は多くの利点を提供する。インジェクター１００、１０１は、従来のインジェクターに比べて物理的なサイズが低減しており、これにより、材料コストが低減し、包装が改善され、高温の排気系からの吸熱も低減する。インジェクター１００、１０１はねじジョイントを排除し、代わりに、自己固定式であり、その後に溶接されるプレス嵌めを用いることができる。インジェクター１００、１０１は、従来のインジェクターと比較して、特に、比較的高温への曝露が生じやすいインジェクター本体下側セクション及び内部下側本体において、Ｏリングを排除することができる。インジェクター１００、１０１は、（ピントル１１８を上昇及び下降させる、したがって、オリフィスプレート１０８のオリフィス１１０をそれぞれ開放及び閉鎖する）該インジェクターの応答時間（開閉時間）を改善して、より高いターンダウン比が達成されることを可能にし、したがって、特定範囲の
投与要件をカバーするのに必要とされる別個の（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）インジェクターはより少なくなり、これにより、在庫が少なくて済み、スケール効率が改善する。インジェクター１００、１０１は、バッテリー電圧に対する感度と、戻り流量と、インジェクター本体の温度変動との低減を含め、投与精度及び再現性の改善を示す。インジェクター１００、１０１は、インジェクター本体上側セクション１０２ａに対する流体コネクターの位置変更（例えば、流体入口１６８及び流体出口１７０の位置設定）を示し、それによって、例えば、流体入口１６８及び流体出口１７０がプラスチック材料又は感熱性の他の材料から作られている場合において、高温の排気系１８からの輻射熱及び熱対流に対する耐性が改善される。インジェクター１００、１０１は、入口ポート１６７からのものであるとすることができる最も低温の流体を、ソレノイドコイル１８０等の最も感熱性の構成部品を通して、オリフィスプレート１０８等の、熱がそこから抽出されるインジェクター１００、１０１の最も高温の部品であり得るものへ、流体の流れにのって経路付け、それによって、約８００℃の排気ガス温度にもかかわらず、インジェクターの保守性を維持する。内部流体への効率的な伝熱のために全ての閉囲容積を小さく保ちながら、インジェクターの表面は露出している外表面積が比較的大きい。
【００８２】
流体が分配室１７１を通過した後に通って流れる流体通路等の全てのインジェクター戻り流通路は、比較すると、分配室１７１まで至る流れ通路よりも小さい内表面積を有することで、出口ポート１６７へ進むにつれて加温される流体の感熱性の構成部品への伝熱を低減することができる。オリフィスプレート１０８は、ろう付けプロセスと、高い硬度性能と、母材靭性とのカーバイドの適合性によりカーバイドから作ることができる。カーバイドは成形可能であるという利点を更に有しており、したがって、比較的小さい複雑な構成部品を、熱処理可能な鋼から機械加工される構成部品に比べて実際に仕上げ作業を行うことなく費用効果的に大量生産することができる。インジェクター１００、１０１は、処理システムの後でディーゼル排気ガスでの使用において予想される温度に耐える材料を用いるマウントを排気系１８に対して用いる。さらに、排気系はカーボン系ガスケットに依存しない。インジェクターマウント内の断熱体２０４は、ニッケルろう付け等の、７００℃に近い温度に耐性のある手段によって任意のマウントジョイントの「高温」側に取り付けてシールすることができる。任意のマウントジョイントの低温側は、従来のＶｉｔｏｎ
Ｏリングによってシールして確実な低漏洩性を提供することができる。断熱体２０４は、Ｏリングのどちらの側又は面が配置されるかに関係なく、Ｏリングが断熱体２０４に対して効果的にシールすることを可能にするために低気孔率を有するものとする。例えば、Ｏリング２０３を、断熱体２０４と、インジェクター本体下側セクション１０２ｂ等のインジェクター本体との間のように、図４２に示されているように設置することもできるし、取り付けフランジ２００’と断熱体２０４との間、若しくは保持プレート２２６の下側に対するような、保持プレート２２６と断熱体２０４との間に設置することもできる。インジェクター１００、１０１はまた、ピントル１１８が上昇してオリフィス１１０を開放している場合、オリフィス１１０を通ってインジェクター１００、１０１を出る流体のみがスロット３２２を通過するものであり、かつ、非噴射期間中、スロット３２２を通るのではなくその回りを通るバイパス戻り流が、インジェクター構成部品を冷却するためにインジェクター１００、１０１内に戻るように方向付けられるという利点を提供する。
【００８３】
実施形態の上記の説明は例示及び説明のために提供されている。上記の説明は、網羅的であること又は本発明を限定することを意図するものではない。特定の実施形態の個々の要素又は特徴は概して、その特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合は、特に図示又は記載されていない場合であっても、入れ替え可能であり、選択された実施形態において用いることができる。同じものを多くの方法で変更することもできる。そのような変形は、本発明から逸脱するものとみなされるべきではなく、そのような変更は全て、本発明の範囲内に含まれることを意図するものである。
【００８４】
ここで、本発明は、ＮＯｘ排出量を低減するために、ディーゼルエンジンの排気ガス流中に尿素水溶液を噴射する有利な方法及び装置を提供することを理解すべきである。例示的な実施形態は、本開示が完全となり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように提供されている。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成部品、装置及び方法の例等の数多くの特定の詳細を説明している。特定の詳細を必ずしも用いる必要のないこと、例示的な実施形態は多くの異なる形態で具現することができること、及びいずれも本開示の範囲を限定すると解釈すべきでないことが当業者には明らかであろう。幾つかの例示的な実施形態では、既知のプロセス、既知の装置構造及び既知の技術は詳細には説明していない。
【００８５】
本明細書において用いる用語は、特定の例示的な実施形態を説明するためのみのものであり、限定することを意図するものではない。本明細書において用いられるとき、数量が指定されていないもの（“ａ，”  “ａｎ，”  “ａｎｄ”、  “ｔｈｅ，”）は、文脈が別途明記しない限り、複数形も含むことを意図するものとすることができる。「備える」(“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ，”  “ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ，”)、「含む」（“ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，”）及び「有する」（“ｈａｖｉｎｇ，”）は包含的であり、したがって、述べられている特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を明記するが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はそれらの群の存在又は追加を排除するものではない。本明細書に記載されている方法ステップ、プロセス及び動作は、実施の順序が具体的に特定されていない限り、論じられ又は示されている特定の順序でのそれらの実施を必ず必要とするものと解釈すべきではない。また、付加的又は代替的なステップを用いることができることを理解すべきである。
【００８６】
或る要素又は層が、別の要素又は層「の上に」、「に係合して」、「に接続して」又は「に連結して」いるとして言及されている場合、その要素又は層は、直接的に、他の要素又は層の上に、他の要素に係合して、他の要素に接続して、又は他の要素に連結にしていてもよく、或いは、介在する要素又は層が存在していてもよい。対照的に、或る要素が、別の要素又は層「の上に直接」、「に直接係合して」、「に直接接続して」又は「に直接連結して」いるとして言及されている場合、介在する要素又は層は存在してはならない。要素間の関係を説明するのに用いる他の用語も同様に解釈すべきである（例えば、「間に」と「間に直接」、「隣接して」と「直接隣接して」等）。本明細書において用いられるとき、用語「及び／又は」は、１つ又は複数の関連する列挙された項目のあらゆる組み合わせを含む。
【００８７】
第１の、第２の、第３の等の用語は、本明細書では種々の要素、構成部品、領域、層及び／又はセクションを記述するために用いることができるが、これらの要素、構成部品、領域、層及び／又はセクションは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素、構成部品、領域、層又はセクションを、他の領域、層又はセクションから区別するためにのみ用いることができる。本明細書において用いられるとき、「第１の」、「第２の」等の用語及び他の数字による用語は、文脈によって明らかに示されない限り、順番又は順序を示唆するものではない。したがって、以下に説明する第１の要素、構成部品、領域、層又はセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成部品、領域、層又はセクションと呼ぶことができる。
【００８８】
「内側の」、「外側の」、「下の」、「下方の」、「下側の」、「上方の」、「上側の」等の空間的な関係を表す用語は、説明を容易にするため、図に示す１つの要素又は特徴の他の要素（複数の場合もあり）又は特徴（複数の場合もあり）に対する関係を説明するために本明細書で用いることができる。空間的な関係を表す用語は、図に示された向きに加え、使用時又は動作時の装置の様々な向きを含むことを意図することができる。例えば、図中の装置が逆さになった場合、別の要素又は特徴の「下方の」又は「下の」と記載さ
れている要素は、その別の要素又は特徴の「上方の」向きとなる。したがって、例示的な用語「下方の」は、上方及び下方の両方の向きを含むことができる。装置は、別の向き（９０度回転又は他の向き）に向いていてもよく、本明細書において用いる空間的な関係を表す記述詞は相応に解釈される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【国際調査報告】
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