(57)【要約】【課題】より効率的かつ有効に尿素（または他の還元剤）を配送できる空気支援型配送システムを提供することにある。【解決手段】ハウジング（２２０）と、ガス流路（２５９）と、還元剤流路（２３９）と、ポンプ（２２４）とを有する排気ガス処理システムのポンプ組立体（２１４）を提供する。ハウジングは、タンクから還元剤を受入れるように構成された第１入口（２３６）と、ガス圧縮機からガスを受入れるように構成された第２入口（２５２）と、ガスおよび還元剤が通ってハウジングから出る出口（２６２）とを備えている。ガス流路は、第１入口と出口との間に延びかつこれらの第１入口および出口と流体連通している．ポンプは、少なくとも一部がハウジング内に配置されかつモータ（２５４）を備えており、ガス流路を通って流れるガスと熱伝達関係をなしている。【選択図】図８
2015513030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクから還元剤を受入れるように構成された第１入口と、ガス圧縮機からガスを受入れるように構成された第２入口と、ガスおよび還元剤が通ってハウジングから出る出口とを備えたハウジングと、
第２入口と出口との間に延びかつこれらの第２入口および出口と流体連通しているガス流路と、
第１入口と出口との間に延びかつこれらの第１入口および出口と流体連通している還元剤流路と、
少なくとも一部がハウジング内に配置されかつモータを備えたポンプであって、前記ガス流路を通って流れるガスと熱伝達関係をなしているポンプとを有することを特徴とする排気ガス処理システムのポンプ組立体。
【請求項２】
前記モータがガス流路に沿って配置されていることを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理システム。
【請求項３】
少なくとも一部がハウジング内に配置されかつガス流路からのガスおよび還元剤流路からの還元剤を受入れる混合チャンバを備えた混合装置を更に有することを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理システム。
【請求項４】
前記混合装置は、ガス入口と、該ガス入口と混合チャンバとの間に配置された弁とを有していることを特徴とする請求項３記載の排気ガス処理システム。
【請求項５】
前記弁は、ガス入口から混合チャンバへの流体の流れを許容しかつ混合チャンバからガス入口への流体の流れを制限する逆止弁であることを特徴とする請求項４記載の排気ガス処理システム。
【請求項６】
前記ハウジングの出口は、混合装置の一部を含むことを特徴とする請求項３記載の排気ガス処理システム。
【請求項７】
前記ガス流路と還元剤流路との間の流体連通を選択的に制限しおよび許容する弁を更に有することを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理システム。
【請求項８】
前記弁は、ガス流路内のガスが所定の圧力閾値に到達したことに応答して、ガス流路と還元剤流路との間の流体連通を許容すべく開くことを特徴とする請求項７記載の排気ガス処理システム。
【請求項９】
前記ハウジング内に配置されかつ第１入口の下流側の還元剤と熱伝達関係をなしている加熱要素を更に有することを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理システム。
【請求項１０】
前記ガスは空気を含むことを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理システム。
【請求項１１】
前記ガスと還元剤との混合物を受入れかつ該混合物を排気ガス流中に射出するインジェクタを更に有し、該インジェクタの遠位端には、内方部材と、該内方部材を包囲して内方部材との間にキャビティを形成する外方キャップとが設けられていることを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理システム。
【請求項１２】
前記内方部材は、キャビティと流体連通している半径方向に延びた孔を有していることを特徴とする請求項１１記載の排気ガス処理システム。
【請求項１３】
前記外方キャップは、キャビティと流体連通している軸線方向に延びた孔を有していることを特徴とする請求項１２記載の排気ガス処理システム。
【請求項１４】
タンクから還元剤を受入れるように構成された第１入口と、ガス圧縮機からガスを受入れるように構成された第２入口と、ガスおよび還元剤が通ってハウジングから出る出口とを備えたハウジングと、
第２入口と出口との間に延びかつこれらの第２入口および出口と流体連通しているガス流路と、
第１入口と出口との間に延びかつこれらの第１入口および出口と流体連通している還元剤流路と、
少なくとも一部がハウジング内に配置されかつガス流路からのガスおよび還元剤流路からの還元剤を受入れる混合チャンバを備えた混合装置とを有し、該混合装置は、ガス入口と、該ガス入口と混合チャンバとの間に配置された弁とを備え、該弁は、流体がガス入口から混合チャンバへと流れることを許容しかつ混合チャンバからガス入口へと流れることを制限することを特徴とする排気ガス処理システムのポンプ組立体。
【請求項１５】
少なくとも一部がハウジング内に配置されかつガス流路に沿って配置されかつガス流路を通って流れるガスと熱伝達関係をなしているモータを備えたポンプを更に有していることを特徴とする請求項１４記載の排気ガス処理システム。
【請求項１６】
前記ハウジングの出口は、混合装置の一部を有していることを特徴とする請求項１４記載の排気ガス処理システム。
【請求項１７】
前記ガス流路と還元剤流路との間の流体連通を選択的に制限しおよび許容するパージ弁を更に有することを特徴とする請求項１４記載の排気ガス処理システム。
【請求項１８】
前記パージ弁は、ガス流路と、還元剤ポンプとタンクとの間の還元剤流路の位置との間の流体連通を選択的に制限しおよび許容することを特徴とする請求項１７記載の排気ガス処理システム。
【請求項１９】
前記パージ弁は、ガス流路内のガスが所定の圧力閾値に到達したことに応答して、ガス流路と還元剤流路との間の流体連通を許容すべく開くことを特徴とする請求項１７記載の排気ガス処理システム。
【請求項２０】
前記ハウジング内に配置されかつ第１入口の下流側の還元剤と熱伝達関係をなしている加熱要素を更に有することを特徴とする請求項１４記載の排気ガス処理システム。
【請求項２１】
前記ガスは空気を含むことを特徴とする請求項１４記載の排気ガス処理システム。
【請求項２２】
前記ガスと還元剤との混合物を受入れかつ該混合物を排気ガス流中に射出するインジェクタを更に有し、該インジェクタの遠位端には、内方部材と、該内方部材を包囲して内方部材との間にキャビティを形成する外方キャップとが設けられていることを特徴とする請求項１４記載の排気ガス処理システム。
【請求項２３】
前記内方部材は、キャビティと流体連通している半径方向に延びた孔を有していることを特徴とする請求項２２記載の排気ガス処理システム。
【請求項２４】
前記外方キャップは、キャビティと流体連通している軸線方向に延びた孔を有していることを特徴とする請求項２３記載の排気ガス処理システム。
【請求項２５】
弁を備えたガス流路と、
貯蔵容器から還元剤流路を通して還元剤を吸引すべく作動するポンプを備えた還元剤流路と、
弁の下流側のガスを受入れかつポンプからの還元剤を受入れるノズルと、
弁の上流側のガス流路に流体的に連結された第１部分および還元剤流路に流体的に連結された第２部分を備えたパージラインとを有し、該パージラインは、ガス流路からのガスがパージラインおよび還元剤流路に流れることを選択的に許容するパージ弁を備えていることを特徴とする排気ガス処理システム。
【請求項２６】
前記パージ弁は、ガス流路内の圧力が所定の閾値に到達したことに応答して、ガスが還元剤流路内に流れることを許容すべく開くことを特徴とする請求項２５記載の排気ガス処理システム。
【請求項２７】
前記パージ弁は、ばね付勢型逆止弁であることを特徴とする請求項２６記載の排気ガス処理システム。
【請求項２８】
前記還元剤流路は、パージ弁が閉じたときに還元剤が還元剤流路に流入する入口を有し、流体はパージ弁が開いたときに入口から流出することを特徴とする請求項２５記載の排気ガス処理システム。
【請求項２９】
前記パージ弁が閉位置にあるとき、ガス流路内のガスおよび還元剤流路内の還元剤は互いに流体的に隔絶されることを特徴とする請求項２５記載の排気ガス処理システム。
【請求項３０】
前記ガス流路からのガスおよび還元剤流路からの還元剤を受入れる混合装置を更に有し、弁は、ガス流路から混合チャンバへの流体の流れを許容しおよび混合チャンバからガス流路への流体の流れを制限することを特徴とする請求項２５記載の排気ガス処理システム。
【請求項３１】
前記ガスは空気を含むことを特徴とする請求項２５記載の排気ガス処理システム。
【請求項３２】
前記ノズルは、ガスと還元剤との混合物を受入れかつ該混合物を排気ガス流中に射出し、ノズルは、内方部材と、該内方部材を包囲して内方部材との間にキャビティを形成する外方キャップとを有し、内方部材は、キャビティと流体連通している半径方向に延びた孔を備え、外方キャップはキャビティと流体連通している軸線方向に延びた孔を備えていることを特徴とする請求項２５記載の排気ガス処理システム。
【請求項３３】
前記ポンプは、ガス流路を通って流れるガスと熱伝達関係をなしているモータを有していることを特徴とする請求項２５記載の排気ガス処理システム。
【請求項３４】
還元剤流路と、空気流路と、還元剤流路および空気流路と選択的に流体連通するノズルとを有する還元剤配送システムを作動させる方法において、
還元剤がノズルを通って流れることを防止しおよび空気が空気流路およびノズルを通って流れることを許容する第１モードでシステムを作動させ、
空気流路からの空気の供給を防止しおよび還元剤が還元剤流路を少なくとも部分的に充填すること許容する第２モードでシステムを作動させ、
空気が空気流路およびノズルを通って流れることを許容し、同時に、還元剤が還元剤流路およびノズルを通って流れることを許容する第３モードでシステムを作動させ、
空気が空気流路およびノズルを通って流れることを許容しおよび還元剤を還元剤流路とノズルとの間の通路からパージしかつ還元剤を還元剤ポンプの上流側の通路からパージする第４モードでシステムを作動させることを特徴とする還元剤配送システムの作動方法。
【請求項３５】
前記空気が、第４モードと、第１モードおよび第３モードの少なくとも１つのモードとにおいて第１所定圧力で空気流路に供給されることを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記第４モードでのシステムの作動が、全還元剤流路から還元剤をパージすることを含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
空気が第１モードおよび第３モードの少なくとも１つのモードにおいて第１所定圧力で空気流路に供給され、かつ空気が第４モードにおいて第２所定圧力で空気流路に供給されることを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
前記第４モードでのシステムの作動が、パージ弁を開いて空気流路と還元剤流路との間を流体連通させることを含むことを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
前記第３モードでのシステムの作動が、ノズルの上流側に配置された混合チャンバ内で、空気流路からの空気と還元剤流路からの還元剤とを混合させることを含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項４０】
前記システムが、第１モードでのシステムの作動後に第２モードで作動されることを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項４１】
前記システムが、第２モードでのシステムの作動後に第３モードで作動されることを特徴とする請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
前記システムが、第３モードでのシステムの作動後に第４モードで作動されることを特徴とする請求項４１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１２年２月２３日付中国特許出願第２０１２１００４２７９８．７号の利益を主張する。該中国特許出願の開示は本願に援用する。
【０００２】
本発明は排気ガス処理システムに関し、より詳しくは、空気支援型還元剤配送（デリバリ）システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
このセクションは、本発明に関する背景情報を提供するものであり、必ずしも従来技術を提供するものではない。
【０００４】
燃焼エンジンの排気ガス中に存在する窒素酸化物を還元することに関連して、選択的触媒還元技術が使用されている。燃焼エンジンを使用する多くの車両には、窒素酸化物の排出を低減させる排気ガス後処理装置が設けられている。これらのシステムの或るものは尿素ベース技術を用いて構成されており、尿素を貯蔵する容器と、尿素を容器から排気ガス流中に配送する配送システムとを有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらのシステムはこれまで首尾よく機能してきたが、より効率的かつ有効に尿素（または他の還元剤）を配送できる空気支援型配送システムを提供することが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このセクションは、本発明の概略的要約を行うものであり、本発明の全範囲または本発明の全ての特徴を広範囲に開示するものではない。
一形態では、本発明は、ハウジングと、ガス流路と、還元剤流路と、ポンプとを備えた排気ガス処理システムのポンプ組立体を提供する。ハウジングは、タンクから還元剤を受入れるように構成された第１入口と、ガス圧縮機からガスを受入れるように構成された第２入口と、ガスおよび還元剤が通ってハウジングから出る出口とを備えている。ガス流路は、第２入口と出口との間に延びかつこれらの第２入口および出口と流体連通している。還元剤流路は、第１入口と出口との間に延びかつこれらの第１入口および出口と流体連通している。ポンプは、少なくとも一部がハウジング内に配置されかつモータを備えており、前記ガス流路を通って流れるガスと熱伝達関係をなしている。
【０００７】
他の形態では、本発明は、ハウジングと、ガス流路と、還元剤流路と、混合装置とを備えた排気ガス処理システムのポンプ組立体を提供する。ハウジングは、タンクから還元剤を受入れるように構成された第１入口と、ガス圧縮機からガスを受入れるように構成された第２入口と、ガスおよび還元剤が通ってハウジングから出る出口とを備えたハウジングと有している。ガス流路は、第２入口と出口との間に延びかつこれらの第２入口および出口と流体連通している。還元剤流路は、第１入口と出口との間に延びかつこれらの第１入口および出口と流体連通している。混合装置は、少なくとも一部がハウジング内に配置されかつガス流路からのガスおよび還元剤流路からの還元剤を受入れる混合チャンバを備えている。混合装置は、ガス入口と、該ガス入口と混合チャンバとの間に配置された弁とを備えており、該弁は、流体がガス入口から混合チャンバへと流れることを許容しかつ混合チャンバからガス入口へと流れることを制限する。
【０００８】
他の形態では、本発明は、ガス流路と、還元剤流路と、ノズルと、パージラインとを備える排気ガス処理システムを提供する。ガス流路は弁を備えている。還元剤流路は、貯蔵容器から還元剤流路を通して還元剤を吸引すべく作動するポンプを備えている。ノズルは、弁の下流側のガスを受入れかつポンプからの還元剤を受入れる。パージラインは、弁の上流側のガス流路に流体的に連結された第１部分および還元剤流路に流体的に連結された第２部分を備え、該パージラインは、ガス流路からのガスがパージラインおよび還元剤流路に流れることを選択的に許容するパージ弁を備えている。
【０００９】
他の形態では、本発明は、還元剤配送システムの作動方法を提供する。還元剤配送システムは、還元剤流路と、空気流路と、還元剤流路および空気流路と選択的に流体連通するノズルとを有している。この作動方法は、還元剤がノズルを通って流れることを防止しおよび空気が空気流路およびノズルを通って流れることを許容する第１モードでシステムを作動させる段階を有している。この作動方法はまた、空気流路からの空気の供給を防止しおよび還元剤が還元剤流路を少なくとも部分的に充填すること許容する第２モードでシステムを作動させる段階を有している。この作動方法はまた、空気が空気流路およびノズルを通って流れることを許容し、同時に、還元剤が還元剤流路およびノズルを通って流れることを許容する第３モードでシステムを作動させる段階を有している。この作動方法は更に、空気が空気流路およびノズルを通って流れることを許容しおよび還元剤を還元剤流路とノズルとの間の通路からパージしかつ還元剤を還元剤ポンプの上流側の通路からパージする第４モードでシステムを作動させる段階を有している。
【００１０】
本発明の他の適用領域は、本明細書の開示から明らかになるであろう。この要約における説明および特定例は単なる例示を目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本願の図面は、可能性あるあらゆる実施ではなく、選択された実施形態の例示のみを目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１２】
【図１】本発明の原理による空気支援型還元剤計量および放出システムを示す概略構成図である。
【図２】図１の空気支援型還元剤計量および放出システムの計量コンポーネントを示す概略構成図である。
【図３】本発明の原理による他の計量コンポーネントを示す概略構成図である。
【図４】本発明の原理による他の計量コンポーネントを示す概略構成図である。
【図５】本発明の原理による他の計量コンポーネントを示す概略構成図である。
【図６】空気支援型還元剤計量および放出システムの計量コンポーネントおよび還元剤貯蔵タンクの固定および連結方法を示す概略図である。
【図７】本発明の原理による他の還元剤貯蔵タンクおよびポンプ組立体を示す側面図である。
【図８】図７のポンプ組立体を示す第１断面図である。
【図９】図７のポンプ組立体を示す第２断面図である。
【図１０】図７のポンプ組立体を示す第３断面図である。
【図１１】図７のポンプ組立体を示す第４断面図である。
【図１２】本発明の原理によるポンプ組立体を示す概略図である。
【図１３】本発明の原理によるインジェクタを示す部分斜視図である。
【図１４】図１３のインジェクタを示す断面図である。
【００１３】
幾つかの図面を通して、同じ参照番号は同じ部品を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して例示実施形態をより完全に説明する。
【００１５】
例示実施形態は、当業者にとって、本発明およびその範囲が完全に理解されるように与えられるものである。多くの特定詳細記述は、本発明の実施形態の完全な理解が行えるように、特定コンポーネンツ、装置および方法の例を明示するものである。特定詳細記述は必ずしも必要でないこと、例示実施形態は多くの異なる形態で具現できること、およびいかなる詳細記述も本発明を限定するものではないことは当業者にとって明白であろう。幾つかの例示実施形態において、良く知られた方法、装置の構造および技術については詳細に説明しない。
【００１６】
本明細書に使用する技術用語は、特定実施形態のみを説明するものであって、本発明を限定するものではない。単数形態を表わす「a」、「an」および「the」は、特に断らない限り複数形態をも含むものである。用語「comprises」、「comprising」、「including」および「having」は包括的用語であり、したがって、説明した特徴、整数、工程、作動、要素および／またはコンポーネンツの存在を特定するものであるが、１つ以上の他の特徴、整数、工程、作動、要素、コンポーネンツおよび／またはこれらの群の存在または付加を排除するものではない。本明細書に説明する方法の工程、プロセスおよび作動は、パフォーマンスの順序として特に確認されない限り、明細書に説明しまたは図示した特定順序におけるこれらのパフォーマンスを必ずしも必要としないと解すべきである。また、付加工程または他の工程を用いることができるものと理解すべきである。
【００１７】
要素または層が他の要素または層の「上」に配置され、「係合」され、「連結」され、または「結合」されているとの表現は、他の要素または層の上に直接配置され、係合され、連結され、または結合されているか、介在要素か層が存在していることを示す。これとは逆に、要素または層が他の要素または層に「直接」配置され、係合されまたは連結されているとの表現は、いかなる介在要素または層の存在を含まない。要素同士の関係を示す他の表現（例えば、「〜の間」と「直接…の間」、「…に隣接」と「直接…に隣接」等）も同様に解すべきである。本明細書で使用するとき、用語「および／または」は、関連する１つ以上の列挙物品（項目）の任意の組合せおよび全ての組合せを含むものである。
【００１８】
本明細書では、第１、第２、第３等の用語は種々の要素、コンポーネンツ、領域、層および／またはセクションを説明するのに使用されるが、これらの要素、コンポーネンツ、領域、層および／またはセクションはこれらの用語によって限定されるものではない。これらの用語は、１つの要素、コンポーネント、領域、層またはセクションを他の領域、層またはセクションから区別するのに使用されるに過ぎない。「第１」、「第２」および他の数字用語は、本明細書で使用されるとき、明瞭に断らない限り、連続（シーケンス）または順序を意味するものではない。したがって、後述する第１要素、コンポーネント、領域、層またはセクションは、例示実施形態の教示から逸脱することなく第２要素、コンポーネント、領域、層またはセクションと名付けることができる。
【００１９】
本明細書では、空間に関する用語、例えば「内方」、「外方」、「真下」、「下」、「上」、「上方」等は、他の要素(単一または複数)または特徴（単一または複数）に対する１つの要素または特徴の関係を図示のように説明する記述を容易にすべく使用される。空間に関する用語は、図示の方向に加えて、使用時または作動時の装置の種々の方向をも含むものである。例えば図示の装置を反転させた場合には、他の要素または特徴の「下」または「真下」として説明された要素は、他の要素または特徴の「上」になる。したがって、例示の用語「下」は、上および下の両方向を含むことができる。装置は他の方向（例えば９０°または他の方向）にすることができ、本明細書で使用される空間に関する記述用語はそれに応じて解釈すべきである。
【００２０】
図１を参照すると、空気支援型還元剤配送システムが示されており、該システムは、還元剤を貯蔵するための還元剤貯蔵タンク３と、該還元剤貯蔵タンク３内に配置されかつ還元剤を加熱する加熱装置１１と、圧縮空気を搬送すなわち供給する圧縮空気発生装置１３と、還元剤貯蔵タンク３内に配置された計量コンポーネント（例えばポンプ組立体）１と、排気ガス排出装置１０と、放出ノズル２と、制御装置５とを有している。圧縮空気発生装置１３は、空気圧縮機または圧縮空気を貯蔵する空気貯蔵タンクで構成できる。
【００２１】
還元剤貯蔵タンク３は、一般に、尿素溶液、ディーゼルオイルまたはアルコール等の還元剤を貯蔵する。加熱装置１１では、ＰＴＣまたは抵抗加熱ワイヤを用いて還元剤の加熱が行われる。或いは、エンジンの冷却水の熱を利用して加熱することもでき、これらは従来技術でも行われており、ここで再び詳細に説明はしない。加熱装置１１は、計量コンポーネント１に入る還元剤を有効に加熱するため、一般に、計量コンポーネント１の還元剤入口（後述）の近くに配置される。放出ノズル２は排気ガス排出装置１０に配置されており、放出ノズル２の一端は、混合液搬送パイプライン４を介して、圧縮空気と還元剤との混合物の出口（後述）に連結され、混合された圧縮空気および還元剤を受け、受けた混合圧縮空気および還元剤を霧化し、次に、霧化された混合圧縮空気および還元剤を、排気ガス排出装置１０の排気ガス中に放出する。
【００２２】
計量コンポーネント１は、還元剤貯蔵タンク３の底部、側面または頂部に固定される（後述）。
【００２３】
制御装置５は、エンジンから種々の信号を受ける。すなわち、制御装置５は、制御ワイヤ束６を介して、前方排気ガス温度センサ１２、排気ガス放出装置１０に配置された後処理リアクタ１４の後方排気ガス温度センサ７、窒素酸化物センサ８および計量コンポーネント１の還元剤温度センサ（図示せず）に接続されており、これらのセンサからの信号を受ける。同時に、制御装置５は、加熱装置１１、計量コンポーネント１の還元剤搬送装置（例えばポンプ）および計量装置（後述）に接続されている。制御装置５は、加熱装置１１、計量コンポーネント１の還元剤搬送装置および計量装置の作動を制御する。計量コンポーネント１の還元剤温度センサは、還元剤が流れるパイプラインの表面または該表面の近くに配置できる。エンジンからの信号および計量コンポーネント１の還元剤温度センサからの信号を受けて、還元剤貯蔵タンク３内の還元剤を加熱する必要があるか否かが判断される。還元剤貯蔵タンク３内の還元剤を加熱する必要があるときは、制御装置５の制御部品１５が始動して還元剤貯蔵タンク３を加熱し、還元剤貯蔵タンク３内の凍結した還元剤を液体還元剤に加熱する。制御装置５は、信号を計量コンポーネント１に送って還元剤搬送装置および計量装置（後述）を始動させ、同時に圧縮空気発生装置１３の弁が開かれる。これにより、圧縮空気がパイプライン９を通って、正確に計量された還元剤と混合され、次にこの混合物が、混合液搬送パイプライン４を通り、排気ガス放出装置１０に配置された放出ノズル２に搬送される。混合された還元剤溶液が放出ノズル２により霧化され、次に、排気ガス排出装置１０内に放出されて、排気ガス排出装置１０に配置された後処理リアクタ１４内でエンジンの排気ガスとの化学反応を受け、排気ガス中の有害成分を低減させるという目的を達成する。
【００２４】
図２に示すように、計量コンポーネント１は、密封シェル１０４と、該シェル１０４内に配置された還元剤搬送装置１１１と、還元剤貯蔵タンク３から還元剤を受入れかつ該還元剤を還元剤搬送装置１１１に導入する入口パイプライン１０２ａと、計量装置から還元剤を排出する排出パイプライン１０３ａと、シェル１０４内に配置されかつ還元剤搬送装置１１１からの還元剤を計量する計量装置１１２とを有している。圧縮空気発生装置１３から圧縮空気を排出させるパイプライン９は、計量コンポーネント１で排出パイプライン１０３ａと連通している。排出パイプライン１０３ａは、混合液搬送パイプライン４と連通している。これにより、混合された圧縮空気および排出パイプライン１０３ａから排出された還元剤は、混合液搬送パイプライン４に流入する。還元剤搬送装置１１１は、パイプライン１０４ａを介して計量装置１１２に連結されている。入口パイプライン１０２ａは、還元剤入口１０２を介して還元剤貯蔵タンク３と連通している。還元剤貯蔵タンク３内の還元剤は、還元剤入口１０２から入口パイプライン１０２ａを通って圧縮空気発生装置１３に入り、還元剤搬送装置１１１による動力搬送を受け、次にパイプライン１０４ａを通って計量装置１１２に搬送される。圧縮空気発生装置１３の圧縮空気は、パイプライン９を通って排出パイプライン１０３ａに入る。パイプライン９と排出パイプライン１０３ａとの間の連通部品が、シェル１０４内は配置されている。同時に、計量装置１１２から排出された還元剤も排出パイプライン１０３ａに入る。これにより、排出パイプライン１０３ａに流入する圧縮空気と排出パイプライン１０３ａに入る還元剤とが混合されて、混合液搬送パイプライン４に入る。還元剤搬送装置１１１は、例えば遠心ポンプまたはギアポンプ等の種々のポンプで構成できる。従来技術と同様に、計量装置１１２は、計量弁または計量ポンプで構成できる。
【００２５】
図２に示す計量コンポーネント１の第１実施形態では、密封シェル１０４は密封シェルであり、還元剤搬送装置１１１、計量装置１１２、パイプライン９の一部、還元剤入口パイプライン１０２ａの一部、排出パイプライン１０３ａの一部、およびパイプライン１０４ａの全てがシェル１０４内に取付けられている。このため、例えばシールリングまたはシールガム等のシールデバイスが、パイプライン１０２ａとシェル１０４とが連結される箇所Ａ、パイプライン９とシェル１０４とが連結される箇所Ｂ、およびパイプライン１０３ａとシェル１０４が連結される箇所Ｃに配置され、還元剤貯蔵タンク３の還元剤がシェル１０４内に侵入することを防止する。これにより、還元剤搬送装置１１１、計量装置１１２、およびシェル１０４内に含まれるパイプラインがシェル１０４内に完全にシールされる。計量コンポーネント１が還元剤貯蔵タンク３の還元剤中に浸漬されるようなことがあっても、計量コンポーネント１が還元剤液により影響を受けることはない。還元剤が腐食性を有する場合には、密封シェル１０４の表面に耐食性コーティングを施すか、耐食性カバーを付加する。確かに、シェル１０４を作るのに、例えばステンレス鋼のような耐食性材料を使用することもできる。パイプライン１０４ａの外表面には温度センサ１９が配置され、パイプライン１０４ａを通って流れる還元剤の温度を測定するのに使用される。温度センサ１９は、端部Ｋで制御ワイヤ束６の制御ワイヤピースを介して製造装置５に接続されている。同時に、制御ワイヤは還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２にも接続されており、これにより、制御装置５は、例えば還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２のオン・オフ作動を制御できる。温度センサ１９は他のパイプライン、例えばパイプライン１０２ａ、１０３ａにも配置でき、或いは還元剤貯蔵タンク３内に配置することもできる。上記説明から、この実施形態では、還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２を通って流れる還元剤および圧縮空気と混合されない還元剤の両方がシェル１０４内に配置され、これにより、両還元剤の温度が還元剤貯蔵タンク３内の還元剤の温度に近くなること、および両還元剤を加熱装置１１により加熱できることが理解されよう。また、当業者ならば、パイプライン１０２ａ、１０３ａおよびパイプライン９がシェル１０４に気密嵌合される場合には、シールデバイスを省略できることは理解されよう。
【００２６】
また、還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２は、搬送機能および計量機能を備えた装置、例えば計量ポンプに置換することができる。
【００２７】
図２から、密封シェル１０４は、主として、還元剤搬送装置１１１、計量装置１１２および還元剤を伝達するためのシェル１０４内のパイプラインを密封して、還元剤搬送装置１１１、計量装置１１２およびパイプラインを還元剤貯蔵タンク３内に配置できるようにするのに使用されることが理解されよう。図３には、計量コンポーネント１の第２実施形態が示されている。この実施形態と図２の第１実施形態との相違点は、図３の密封シェルが、実際には還元剤搬送装置１１１のシェル１１０４と、計量装置１１２のシェル２１０４と、パイプライン１０４ａのシェルと、パイプライン１０４ａとシェル１１０４との間の継手Ｄでのシール（図示せず）と、パイプライン１０４ａとシェル２１０４との間の継手Ｅでのシール（図示せず）とにより形成されていることにある。還元剤が腐食性を有しかつパイプライン１０４ａが耐食性を有していない場合には、パイプライン１０４ａの外面に耐食性コーティングを付加することができる。図２の第１実施形態と同様に、パイプライン１０２ａとシェル１１０４との間の継手Ａおよびパイプライン１０３ａとシェル２１０４との間の継手Ｆには、例えばシールリングまたはシールガム等のシールデバイスが配置される。しかしながら、この実施形態では、パイプライン９とパイプライン１０３ａとの間の連通部は、シェル２１０４の外部であるがこの近くに配置されている。実際に、この実施形態では、連通部をシェル２１０４にランダムに近接させることができる。これにより、計量装置１１２から流出しかつ排出パイプライン９の圧縮空気とは混合しない還元剤溶液の温度を、還元剤貯蔵タンク３の還元剤の温度に依然として非常に接近させることが確保され、このため本発明の目的も達成できる。連通部からシェル２１０４までの距離は、当業者により特定構造にしたがって約１ｃｍ〜５ｃｍに容易に設定できる。これにより、計量装置１１２から流出しかつ排出パイプライン９の圧縮空気とは混合しない還元剤溶液の温度を、還元剤貯蔵タンク３内の還元剤の温度より依然として高いがこの温度に非常に接近させることができ、したがって還元剤溶液が凝縮することはない。
【００２８】
図４には、計量コンポーネント１の第３実施形態が示されている。この実施形態と図３の第２実施形態との相違点は、パイプライン９およびパイプライン１０３ａとの連通部がシェル２１０４の内部に配置されていることにある。これにより、図３の第２実施形態と同様に、還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２を通って流れる還元剤および圧縮空気とは混合しない還元剤の両方がシェル１１０４または２１０４内に位置するため、両還元剤が加熱装置１１により加熱されることが確保される。
【００２９】
図５には、計量コンポーネント１の第４実施形態が示されている。この実施形態と図２の実施形態との相違点は、密封シェル１０４内に加熱装置１０９が更に配置されており、計量装置１１２から流出しかつ排出パイプライン９の圧縮空気とは混合しない還元剤を更に加熱することである。前述のように、加熱装置１０９が存在しなくても、本発明の空気支援型還元剤計量および放出システムが本発明の目的を達成できることに留意すべきである。しかしながら、加熱装置１０９を配置することにより、計量コンポーネント１内の還元剤が極端温度で凝縮しないように更に防止できる。
【００３０】
図６は、本発明による空気支援型還元剤計量および放出システムの計量コンポーネント１および還元剤貯蔵タンク３の固定および連結方法の一実施形態を示す概略図である。図６に示すように、計量コンポーネント１は、圧縮空気発生装置１３に近い側で、還元剤貯蔵タンク３の側面にフランジ１３９を介してねじまたはボルト１４９により固定される。還元剤貯蔵タンク３の側面には２つの孔が設けられる。これらの２つの孔からはパイプライン９および混合液搬送パイプライン４が外部に延びており、それぞれ、圧縮空気発生装置１３および放出ノズル２に連結される。フランジ１３９は計量コンポーネント１の右側に延ばすか、一体型フランジとして溶接またはボルトにより計量コンポーネント１の右側に固定される。
【００３１】
前述のように、排出パイプライン９および混合液搬送パイプライン４は、計量コンポーネント１のシェルでシールされる。排出パイプライン９と還元剤貯蔵タンク３の側面との継手Ｍには、例えばシールリングまたはシールガム等の、シールするためのシールデバイスが配置される。また、混合液搬送パイプライン４と還元剤貯蔵タンク３の側面との継手Ｎには、例えばシールリングまたはシールガム等の、シールするためのシールデバイスが配置される。この固定方法の技術によれば、当業者ならば、特定構造のねじ、ボルト、または他の一般的な機械的方法により、計量コンポーネント１を還元剤貯蔵タンク３の底面または上面に容易に固定できる。
【００３２】
上記説明から、本発明により提供される空気支援型還元剤計量および放出システムでは、還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２が密封シェル１０４内またはシェル１１０４と２１０４とを組合せることにより形成されるシェル内に取付けられること、パイプライン９とパイプライン１０３ａとの連通部も密封シェル１０４内に配置されるか、シェル１０４の近くに容易に配置されること、シェル１０４の全体が還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵タンク３内に取付けられること、および還元剤貯蔵タンク３に加熱装置１１が設けられていることが明らかに理解されよう。これにより、還元剤搬送装置１１１、計量装置１１２および圧縮空気と混合されない還元剤の全てが加熱装置１１により加熱され、かつ還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２を通って流れる還元剤溶液（液体）は、外部が低温であっても凝縮されず、したがって還元剤の作動が影響を受けることはない。圧縮空気発生装置１３からの圧縮空気と混合された還元剤は、圧縮空気により駆動されて放出ノズル２に搬送され、この間に還元剤が凝縮されることはない。既存の空気支援型還元剤計量および放出システムでは、還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２が、還元剤貯蔵タンク３と放出ノズルとの間の搬送パイプラインに配置されている。このため、還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２を通って流れる還元剤が空気に完全に露出されるだけでなく、還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２から流出する液体が圧縮空気と混合される前に流れるパイプラインの全部または大部分空気に露出され（なぜならば、還元剤および圧縮空気は、一般に還元剤が還元剤搬送装置１１１および計量装置１１２から排出された後に混合されるからである）、したがって、パイプライン内の液体還元剤を加熱するための付加加熱装置が取付けられる。
【００３３】
ここで図７を参照すると、タンク２１０、加熱要素２１２およびポンプ組立体２１４を備えた他の空気支援型還元剤配送システムが提供される。タンク２１０は、一定量の例えば尿素または他の任意の適当な還元剤を貯蔵でき、かつ還元剤をタンク２１０に付加できる充填チューブ２１５を有している。タンク２１０内には加熱要素２１２が配置され、該加熱要素２１２はタンク２１０内の還元剤の温度を所定閾値より高く維持すべく作動する。ポンプ組立体２１４は、より詳細に後述するように、少なくとも一部がタンク２１０内に配置され、空気圧縮機１３（図１）からの加圧空気およびタンク２１０からの還元剤を受入れることができる。上記システムと同様に、ポンプ組立体２１４は制御装置５により制御され、空気と還元剤との混合物を、混合液搬送パイプライン４およびインジェクタ２１６（図１３および図１４）を介して排気ガス排出コンポーネント１０（図１）に供給する。タンク２１０内には、例えばタンク２１０内の還元剤のレベルすなわち量および／または還元剤の温度を測定する１つ以上のセンサ２１８を設けることができる。センサ２１８は、制御装置５、ポンプ組立体２１４および／または加熱要素２１２と通信することができる。
【００３４】
ここで図８〜図１０を参照すると、ポンプ組立体２１４は、ハウジング２２０と、還元剤フィルタ２２２（図８）と、ポンプ２２４と、空気弁組立体２２６（図９）とを有している。ハウジング２２０は、還元剤フィルタ２２２を収容する第１チャンバ２２８と、ポンプ２２４を収容する第２チャンバ２３０と、空気弁組立体２２６を収容する第３チャンバ２３２とを有している。或る実施形態では、還元剤がポンプ組立体２１４を通って流れるときに還元剤を加熱するための還元剤ヒータ２３４（図８および図１１）をハウジング２２０（例えば第１チャンバ２２８）内に配置できる。還元剤ヒータ２３４は、前述の加熱要素２１２に加えてまたは加熱要素２１２の代わりに設けることができる。還元剤ヒータ２３４は、制御装置５（図１）により制御することもできる。
【００３５】
図８に示すように、タンク２１０からの還元剤は、還元剤入口２３６を通ってポンプ組立体２１４に流入される。還元剤入口２３６は、還元剤フィルタ２２２と流体連通している。還元剤フィルタ２２２は、導管２３８を介してポンプ２２４と流体連通している。導管２３８は、例えば、ハウジング２２０内に形成された通路で形成できる。このようにして、ポンプ組立体２１４は、還元剤入口２３６と、還元剤フィルタ２２２と、導管２３８と、ポンプ２２４の入口２４０およびポンプ２２４の出口からなる還元剤通路２３９を形成する。ポンプ２２４を作動させると、還元剤が、タンク２１０から還元剤通路２３９を通って吸引され、混合装置２４５の混合チャンバ２４４内に流入される。混合チャンバ２４４内では、より詳細に後述するように、還元剤は、空気圧縮機１３および空気弁組立体２２６から受けた空気と混合する。
【００３６】
図９に示すように、空気弁組立体２２６は、弁本体２４６および弁部材２４８を有している。弁本体２４６は、空気入口２５２とポンプ２２４を収容する第２チャンバ２３０とを流体的に連結する空気通路２５０を有している。弁部材２４８は、弁本体２４６を通る空気の流れを制御する。或る実施形態では、弁部材２４８が電気機械弁（例えばソレノイド弁）で構成され、制御装置５により制御される。他の実施形態では、弁部材２４８は空気圧作動弁で構成される。弁部材２４８は任意の適当な形式の弁で構成できることは理解されよう。
【００３７】
図９に示すように、空気圧縮機１３（図１）からの空気は、空気入口２５２を通ってポンプ組立体２１４に流入する。空気は、空気入口２５２から弁本体２４６の空気通路２５０内に流入する。弁部材２４８が開位置にあるとき、空気は、弁本体２４６を通って第２チャンバ２３０内に流入できる。第２チャンバ２３０内では、空気は、ポンプ２２４（図１０）の周囲および／またはポンプ２２４のモータ組立体２５４を通って流れ、モータ組立体２５４および／またはポンプ２２４の他のコンポーネンツを冷却する。図１０に示すように、空気は、第２チャンバ２３０から混合装置２４５の空気入口に流入する。このように、ポンプ組立体２１４は、空気入口２５２、空気弁組立体２２６（より詳しくは空気通路２５０）、第２チャンバ２３０（或る実施形態ではモータ組立体２５４）および混合装置２４５の空気入口２５６からなる空気流路２５９（図９、図１０および図１２）を形成する。圧縮機１３は、空気に加えまたは空気の代わりに他の種類のガス（例えば窒素）を空気流路２５９に供給できることは理解されよう。
【００３８】
混合装置２４５は、該混合装置２４５の空気入口２５６と混合チャンバ２４４との間の連通を制御する逆止弁２６０を有している。逆止弁２６０は、空気入口２５６から混合チャンバ２４４への空気の流れを許容するが、逆方向への流体（空気）の流れ（すなわち、混合チャンバ２４４から空気入口２５６への流体の流れ）は防止する、ばね付勢型弁部材を備えうる。これにより、逆止弁２６０は、混合チャンバ２４４内の還元剤が、空気弁組立体２２６内および／またはポンプ組立体２１４と空気圧縮機１３とを連結する空気供給ライン内に流入することを制限または防止する。
【００３９】
図１０には、出口２６２と一体成形された本体２６１を備えた混合装置２４５が示されているが、或る実施形態では、本体２６１と出口２６２は、一緒に固定される２つの別体ピースで形成することもできる。例えば、出口２６２は、混合チャンバ２４４と出口２６２とが流体連通するように本体２６１内にねじ込まれる別体パイプで構成できる。流体が出口２６２と本体２６１との間のユニオンで混合装置２４５から漏洩するのを防止すべく、１つ以上のＯリングおよび／またはシールを設けることもできる。図１０に示すように、逆止弁２６０が配置される孔と係合して逆止弁２６０を孔内に保持するプラグを設けることもできる。
【００４０】
混合チャンバ２４４内では、空気入口２５６からの空気が、ポンプ２２４の出口２４２からの還元剤と混合される。空気と還元剤との混合物は、混合装置２４５の出口２６２を通ってポンプ組立体２１４から出る。空気と還元剤との混合物は、出口２６２から混合液搬送パイプライン４を通ってインジェクタ２１６へと流れる。インジェクタ２１６は、より詳細に後述するように、還元剤を霧化して、混合物を排気ガス排出コンポーネント１０内の排気ガスの流れ中に射出する。
【００４１】
図１１に示すように、第２チャンバ２３０内の空気圧を検出すべく空気圧センサ２６４が配置されている。空気圧センサ２６４は、検出された空気圧を制御装置５に通信する。或る実施形態では、制御装置５は、少なくとも部分的に、空気圧センサ２６４から受けた情報に基づいて、空気圧縮機１３および／または空気弁組立体２２６の弁部材２４８を制御する。空気圧センサ２６４は第２チャンバ２３０内の空気圧を検出すると上述したが、空気圧センサ２６４は、ポンプ組立体２１４内の他の位置の空気圧を検出すべく他の位置に配置することもできる。
【００４２】
図１１および図１２に示すように、ポンプ組立体２１４はまた、パージ通路２７０およびパージ弁（空気抜き弁）２７２を有している。パージ通路２７０は、導管２３８および／または還元剤フィルタ２２２等のような、ポンプ２２４と還元剤入口２３６との間の１つ以上の位置と流体連通させることができる。パージ弁２７２は、第２チャンバ２３０内の圧力が充分高いときに、パージ通路２７０と第２チャンバ２３０との間（空気流路２５９に沿う他の位置）と選択的に流体連通させることができる。
【００４３】
図１１に示すように、パージ弁２７２はばね付勢型弁部材２７４を有し、該弁部材２７４は常時閉位置にあって、パージ通路２７０と第２チャンバ２３０との間の流体連通を防止している。第２チャンバ２３０内の空気圧が所定レベルまで増大すると、ばね付勢型弁部材２７４が空気圧により開位置に移動され、空気を第２チャンバ２３０からパージ弁２７２を通ってパージ通路２７０へと流入させることができる。高圧空気は、パージ通路２３９から還元剤通路２３９を通って流れ、還元剤入口２５６および／または混合装置２４５の出口２６２を通ってポンプ組立体２１４を出る。
【００４４】
或る実施形態では、ハウジング２２０を密封ユニットとして構成できる。したがって、流体導管（例えば入口２３６、２５２および出口２６２）および／または電気ワイヤ（例えばポンプ２２４、空気圧センサ２６４、還元剤ヒータ２３４および空気弁組立体２２６に接続される電気ワイヤ）が通されるハウジング２２０の開口は、適当なプラグ、埋め込み材料および他のシーリングコンパウンドで密封される。
【００４５】
ここで図１３および図１４を参照すると、インジェクタ２１６は、導管２８０と、カラー２８２と、ノズル２８４とを有している。導管２８０は、混合液搬送パイプライン４に流体的に連結するか該パイプライン４と一体に成形して、排気ガス排出コンポーネント１０内に延ばし、空気と還元剤との混合物を排気ガス排出コンポーネント１０内の排気ガス流に搬送する。ノズル２８４は、導管２８０の第１端部２８６に配置される。排気ガス排出コンポーネント１０内の排気ガス流に対してノズル２８４を最適に配向するため、導管２８０の遠位端２８６の近くにはベンド２８７を設けることができる。
【００４６】
ベンド２８７と導管２８０の第２端部２８８との間の導管２８０にはカラー２８２が取付けられる。カラー２８２には、半径方向外方に延びた配向タブ２９０が設けられている。配向タブ２９０は、排気ガス排出コンポーネント１０の対応雌型部と係合して、排気ガス排出コンポーネント１０に対して導管２８０およびノズル２８４を適正に配向することができる。
【００４７】
ノズル２８４は、内方部材２９２および外方キャップ２９４を有している。内方部材２９２は全体としてカップ状部材であり、内方キャビティ２９６（図１４）および１つ以上の孔２９８（図１３）を有している。孔２９８は内方部材２９２の側壁３００を半径方向に延び、内方キャビティ２９６と流体連通している。外方キャップ２９４も全体としてカップ状部材であり、内方部材２９２を受入れて該内方部材との間にキャビティ３０２（図１４）を形成する。図１４に示すように、キャビティ３０２は全体としてＵ型の断面形状を有し、内方部材２９２の１つ以上の孔２９８と流体連通している。キャビティ３０２は、外方キャップ２９４の端部３０６を軸線方向に貫通する出口３０４を有している。霧化された還元剤は、出口３０４から流出して、排気ガス排出コンポーネント１０内の排気ガス流中に流入する。
【００４８】
図１２を参照して、空気支援型還元剤配送システムの作動を詳細に説明する。空気支援型還元剤配送システムに関連するエンジンの始動後、制御装置５は、空気支援型還元剤配送システムを空気ブリードモードで作動させる。空気ブリードモードでは、空気弁組立体２２６の弁部材２４８が開位置に移動されかつ空気圧縮機１３が作動されて、空気が第１所定圧力（例えば約０．２〜３．５バール（絶対圧力））で空気流路２５９内に流入できるようにする。空気ブリードモードでは、ポンプ２２４は非作動状態にすることができる。第１所定圧力では、空気は、空気弁組立体２２６、逆止弁２６０およびインジェクタ２１６を通って流れる。これにより、空気流路２５９およびインジェクタ２１６を通る空気の流れは、排気ガス排出コンポーネント１０からの排気ガスおよび／または他の汚染物質が、空気支援型還元剤配送システムに流入することおよび空気流路２５９および／または還元剤通路２３９を汚染しまたは損傷を与えることを防止する。第１所定圧力での空気流は、パージ弁２７２を開くのに充分な強さでないこともある。
【００４９】
次に、制御装置５は、例えばエンジン作動パラメータおよび／または排気ガス流パラメータに応答して、空気支援型還元剤配送システムをドライプライムモードで作動させる。ドライプライムモードでは、制御装置５は、空気弁組立体２２６の弁部材２４８を閉じかつポンプ２２４のスイッチを入れて、還元剤を、タンク２１０から還元剤フィルタ２２２を通ってポンプ２２４の入口２４０まで圧送する。これにより、還元剤通路２３９内の空気が、タンク２１０とポンプ２２４の入口２４０との間の還元剤通路から圧送される。還元剤がポンプ２２４の入口２４０に到達すると、制御装置５はポンプ２２４を停止させかつ空気弁組立体２２６を開き、第１所定圧力の空気が空気流通路２５９および混合装置２４５を通って流れることができるようにする。或る実施形態では、制御装置５は、エンジンの始動直後に空気支援型還元剤配送システムをドライプライムモードで作動させ、この場合には、上記初期空気ブリードモードを飛び越えるかドライプライムモード後に導かれる。
【００５０】
次に、制御装置５は、例えばエンジン作動パラメータおよび／または排気ガス流パラメータに応答して、空気支援型還元剤配送システムを投与モードで作動させる。投与モードでは、制御装置５はポンプ２２４を逆転させ、還元剤と空気との混合物をインジェクタ２１６を通して排気ガス排出コンポーネント１０内に強制的に流し込む。或る実施形態では、制御装置５は、例えばエンジン作動パラメータおよび／または排気ガス流パラメータに応答して、空気支援型還元剤配送システムを一定時間投与モードで作動させた後、該システムを空気ブリードモードおよび／またはドライプライムモードを作動させる。投与モード、空気ブリードモードおよび／またはドライプライムモード間の切替えは、連続的なエンジン作動中または連続的な車両作動中に、１回以上生じる。
【００５１】
エンジンが停止されると（またはエンジン停止の直前に）、制御装置５は、空気支援型還元剤配送システムを１次パージモードで作動させる。１次パージモードでは、制御装置５は、ポンプ２２４を停止させて還元剤の流れを遮断すると同時に、空気を第１所定圧力で流し続け、インジェクタ２１６の出口３０４とポンプ２２４の出口２４２との間の通路から還元剤をパージする。還元剤のパージが完了したならば、エンジンが完全に停止されかつ空気圧縮機１３のスイッチが遮断される。
【００５２】
制御装置５が、外気温度が充分低い（例えば、外気温度が還元剤の凍結点の近くまたは凍結点より低い）と判断した場合には、制御装置５は、空気支援型還元剤配送システムを、上記１次パージモードの代わりに（または１次パージモードに加えて）２次パージモードで作動させる。２次パージモードでは、制御装置５は、ポンプ２２４を停止させて還元剤の流れを遮断し、かつ空気圧縮機５の出力を増大させて、空気を第２所定圧力（例えば４．５〜６．５バール（絶対圧力））でシステムを通して流れさせ、インジェクタ２１６の出口３０４とポンプ組立体２１４のハウジング２２０の還元剤入口２３６との間の通路から還元剤をパージする（すなわち、ポンプ２２４およびフィルタ２２２を含む全還元剤通路２３９をパージする）。第２所定圧力では、空気流は、パージ弁２７２を開きかつパージ通路２７０を通って流れさせ、これにより全ポンプ組立体２１４のパージを行うのに充分強くできる。還元剤のパージが完了したならば、エンジンが完全に停止されかつ空気圧縮機１３のスイッチが遮断される。２次パージモードは、還元剤がポンプ組立体２１４およびインジェクタ２１６内で凍結するのを防止し、したがってポンプ組立体２１４およびインジェクタ２１６が損傷を受けることを防止する。
【００５３】
或る実施形態では、エンジン停止時に外気温度が還元剤の凍結点近くにないまたは凍結点より低くない温度にある場合でも、制御装置５が、空気支援型還元剤配送システムを１次パージモードの代わりに２次パージモードで常時作動させることができることは理解されよう。或る実施形態では、制御装置は、恐らくエンジンが長時間（すなわち、数時間、数日、数週間、数か月または数年）停止されていた場合でも、空気支援型還元剤配送システムをエンジン停止後の任意の時点で（例えば、エンジン停止の直前または直後に１次パージモードのみが導かれたときに）２次パージモードで作動させることができる。
【００５４】
或る実施形態では、制御装置５は、エンジンが停止されていない場合またはエンジンの停止が差し迫っていないか予測されていない場合でも、投与モードで作動後に１次パージモードおよび／または２次作動モードを開始できる。例えば、外気温度が、（エンジンの作動中でも）還元剤流路２３９内の還元剤を凍結させるのに充分な低温である場合には、制御装置５は、１次パージモードまたは２次パージモードを開始させ、還元剤の凍結を防止できる。
【００５５】
エンジンがハイブリッドパワートレーン（すなわち、燃焼エンジンおよび電気モータにより選択的に駆動力を得るパワートレーン）の一部であるような或る実施形態では、制御装置５は、車両の全パワートレーンシステムが停止されている場合および／またはパワートレーンが電気モータ駆動モード（すなわち、電気モータが車両を推進しているモード）で長時間作動している場合（例えば、長時間アイドリング中または高速走行中）には、１次パージモードまたは２次パージモードでシステムを作動させる。このような実施形態では、制御装置５は、車両の駆動状態中（駆動状態中には、電気モータ駆動モードとエンジン駆動モード（すなわち、エンジンが車両両を駆動しているモード）との間で頻繁な切換えを引き起こす）に１次パージモードまたは２次パージモードを開始してはならない。
【００５６】
実施形態の上記説明は、例示および説明を目的としてなされたものであり、本発明を余すところなく説明したものでも本発明を限定するものでもない。特定実施形態の個々の要素または特徴は特定実施形態に限定されるものではなく互換可能であり、かつ特別に示しまたは説明されていない場合でも、選択された実施形態で使用できる。同じものは、多くの態様で変えることもできる。このような変更は本発明から逸脱するものとみなすべきではなく、このような全ての変更は本発明の範囲に包含されるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１  計量コンポーネント
２  放出ノズル
３  還元剤貯蔵タンク
４  混合液搬送パイプライン
５  制御装置
１１  加熱装置
１３  圧縮空気発生装置
１４  後処理リアクタ
１１１  還元剤搬送装置
１１２  計量装置
【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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【図１４】
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【国際調査報告】
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