(57)【要約】  選択的触媒還元（ＳＣＲ）コンポーネントおよび酸化触媒コンポーネントを含む排気ガスシステム。排気ガスシステムは、ＳＣＲコンポーネントまたは酸化触媒コンポーネントのいずれかに隣接した位置で排気ガス流内に排気ガス処理液を分散させるための排気ガス処理液噴射システムも含み、排気ガス処理液注入装置は、排気ガス処理液を排気ガス流に投与する複数の注入器に、加圧下の排気ガス処理液を付与するコモンレールを有する。排気ガス処理液注入装置は、未使用の排気ガス処理液を液源に戻すための戻りレールも有する。コモンレールおよび戻りレールのそれぞれは、凍結予防対策として排気ガス処理液の排出を可能にするように構成することができる。
2016508580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス処理コンポーネントと、
排気ガス処理液を貯留するためのタンクと、
排気ガス処理コンポーネントに隣接した位置で排気ガス流内に排気ガス処理液を分散させるための排気ガス処理液投与システムであって、排気ガス処理液を排気ガス流に投与する複数の投与モジュールに、加圧下の排気ガス処理液を付与するコモンレールを有し、かつ未使用の排気ガス処理液をタンクに戻すための戻りレールを有する排気ガス処理液投与システムとを含み、
コモンレールおよび戻りレールの少なくとも一方は、未使用の排気ガス処理液がそこから排出されるように、他の部分よりも高い位置にある部分を含むように構成されてなることを特徴とする、排気ガスシステム。
【請求項２】
コモンレールおよび戻りレールの少なくとも一方は、第１レールおよび第２レールに分割され、各レールは他の部分よりも高い位置にある部分を含むように構成されてなることを特徴とする、請求項１に記載の排気ガスシステム。
【請求項３】
コモンレールおよび戻りレールの少なくとも一方は、アーチ状であることを特徴とする、請求項１に記載の排気ガスシステム。
【請求項４】
排気ガス処理液投与システムは、コモンレールを加圧し、投与モジュールの流入ラインを加圧するためのポンプを含むことを特徴とする、請求項１に記載の排気ガスシステム。
【請求項５】
排気ガス処理液は、尿素排気ガス処理液であることを特徴とする、請求項１に記載の排気ガスシステム。
【請求項６】
排気ガス処理コンポーネントは、選択的触媒還元コンポーネントであることを特徴とする、請求項５に記載の排気ガスシステム。
【請求項７】
ポンプは、排気ガス処理液を排気ガス処理液投与システムから除去するために可逆的であることを特徴とする、請求項４に記載の排気ガスシステム。
【請求項８】
排気ガス通路と、
排気ガス通路に配設された少なくとも１つの排気ガス処理コンポーネントと、
排気ガス通路を通過する排気ガス流内に排気ガス処理液を投与するための複数の投与モジュールと、
投与モジュールのそれぞれに排気ガス処理液を供給するコモンレールであって、それぞれそこから排気ガス処理液が重力補助排出されるように配設された、第１の対のレールに分割される、コモンレールとを含むことを特徴とする排気ガス後処理システム。
【請求項９】
第１の対のレールはそれぞれ、第２の端部よりも高いところに位置する端部を含むことを特徴とする、請求項８に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１０】
戻りレールをさらに含み、該戻りレールは、それぞれそこから重力補助排出されるように配設された、第２の対のレールに分割されることを特徴とする、請求項８に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１１】
第２の対のレールはそれぞれ、第２の端部よりも高いところに位置する端部を有することを特徴とする、請求項１０に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１２】
冷却液を各投与モジュールに供給する冷却液供給レールを有する冷却システムをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１３】
排気ガス処理液投与システムは、コモンレールを加圧し、投与モジュールの流入ラインを加圧するためのポンプを含むことを特徴とする、請求項８に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１４】
排気ガス処理液は、尿素排気ガス処理液であることを特徴とする、請求項８に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１５】
排気ガス処理コンポーネントは、選択的触媒還元コンポーネントであることを特徴とする、請求項１４に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１６】
ポンプは、排気ガス処理液を排気ガス処理液投与システムから除去するために可逆的であることを特徴とする、請求項１３に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１７】
複数の脚部に分割するように構成された排気ガス通路と、
脚部のそれぞれに配設された排気ガス処理装置と、
排気ガス通路へ排気ガス処理液を投与するための複数の投与モジュールであって、複数の投与モジュールの少なくとも１つが、排気ガス通路の対応する脚部と関連付けられている、複数の投与モジュールと、
投与モジュールのそれぞれに排気ガス処理液を付与するように構成されたコモンレールと、
投与モジュールの各々から未使用の排気ガス処理液を受け取るように構成された戻りレールと、
複数の脚部のそれぞれ中への、排気ガス通路からの排気ガスの流入を制御するように構成された複数の弁とを含み、
コモンレールおよび戻りレールの少なくとも一方は、未使用の排気ガス処理液がそこから排出するようなそれらの他の部分よりも大きな高さに位置する部分を含むように構成されていることを特徴とする排気ガス後処理システム。
【請求項１８】
コモンレールおよび戻りレールの少なくとも一方は、第１レールおよび第２レールに分割され、各レールは他の部分よりも高い位置にある部分を含むように構成されてなることを特徴とする、請求項１７に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１９】
コモンレールおよび戻りレールの少なくとも一方は、アーチ状であることを特徴とする、請求項１８に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項２０】
コモンレールを加圧し、投与モジュールの流入ラインを加圧するためのポンプをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項２１】
排気ガス処理液は、尿素排気ガス処理液であることを特徴とする、請求項１７に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項２２】
排気ガス処理コンポーネントは、選択的触媒還元コンポーネントであることを特徴とする、請求項２１に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項２３】
ポンプは、排気ガス処理液を排気ガス処理液投与システムから除去するために可逆的であることを特徴とする、請求項２０に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項２４】
複数の弁のそれぞれおよび投与モジュールのそれぞれを制御するための制御器をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項２５】
制御器は、低減されたエンジン負荷の期間中、複数の弁のそれぞれを閉じるように動作可能であり、各脚部の弁が閉じている場合、制御器は、その脚部に関連付けられた投与モジュールが各脚部に排気ガス処理液を投与するのを防ぐように動作可能であることを特徴とする、請求項２４に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項２６】
コモンレールおよび戻りレールの空気パージのための空気ポンプをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の排気ガスシステム。
【請求項２７】
コモンレールおよび戻りレールの空気パージのための空気ポンプをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項２８】
コモンレールおよび戻りレールの空気パージのための空気ポンプをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の排気ガス後処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスシステムのための選択的触媒還元剤噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本節では、本開示に関する背景情報を提供するが、これは必ずしも先行技術ではない。
【０００３】
排出物質規制の要件は、エンジンが、たとえば、粒子状物質およびＮＯＸの放出を排除する、または、少なくとも実質的に最小化する、排気ガス後処理システムを有することを義務付けている。粒子状物質およびＮＯＸの放出を排除するまたは低下させるために、排気ガス後処理システムは、粒子状物質フィルタ（たとえば、ディーゼル微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ））、選択的触媒還元（ＳＣＲ）コンポーネント、およびディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）コンポーネントなどのコンポーネントを含むことが可能である。
【０００４】
ＳＣＲおよびＤＯＣコンポーネントは、一般には、排気ガス流に還元剤を投与して、排気ガス流がＳＣＲまたはＤＯＣコンポーネントに入る前に、排気ガスを処理する、還元剤投与システムと併せて動作する。ＳＣＲの場合、排気ガス流がＳＣＲコンポーネントに入る前に、尿素を含む還元剤溶液を排気ガス流に投与する。ＤＯＣの場合には、排気ガスがＤＯＣコンポーネントに入る前に、ディーゼル燃料のような炭化水素還元剤を、排気ガス流に投与する。
【０００５】
ＳＣＲおよびＤＯＣそれぞれの排気ガス後処理のための投与システムは、投与モジュール、ポンプ、フィルタ、調整器、および排気ガス流への各還元剤の投与を制御するために必要な、その他の制御機構が統合されたものを含む。それぞれのシステムの違いは、炭化水素還元剤は凍結しないが、水性の尿素還元剤は、低温で凍結し得るところにある。したがって、尿素還元剤投与システムは、投与システムの各コンポーネントを損傷する虞のある尿素還元剤の投与システムにおける凍結の防止に寄与する、または、投与システムによる、尿素還元剤の排気ガス流内への適切な投与を妨げる、多様なコンポーネントまたは構成を必要とすることがあり得る。
【発明の概要】
【０００６】
本節は、開示の概要を提供するものであり、開示全体またはその特徴の包括的開示ではない。
【０００７】
本開示は、排気ガス処理コンポーネントと、排気ガス処理液を貯留するためのタンクと、排気ガス処理コンポーネントに隣接した位置で排気ガス流内に排気ガス処理液を分散させるための排気ガス処理液投与システムと、を含む排気ガスシステムを提供する。排気ガス処理液投与システムは、排気ガス処理液を排気ガス流に投与する複数の投与モジュールに、加圧下の排気ガス処理液を付与するコモンレールを有し、かつ未使用の排気ガス処理液をタンクに戻すための戻りレールを有する。本開示に従えば、コモンレールおよび戻りレールの少なくとも一方は、未使用の排気ガス処理液がそこから排出されるように、他の部分よりも高い位置にある部分を含むように構成されてなる。
【０００８】
本開示は、排気ガス通路と、排気ガス通路に配設された少なくとも１つの排気ガス処理コンポーネントと、排気ガス通路を通過する排気ガス流内に排気ガス処理液を投与するための複数のモジュールと、投与モジュールのそれぞれに排気ガス処理液を供給するためのコモンレールとを含む排気ガス後処理システムを提供する。コモンレールは、それぞれそこから排気ガス処理液が重力補助排出されるように配設された、第１の対のレールに分割される。排気ガス後処理システムはまた、各投与モジュールから排気ガス処理液を受け取るための戻りレールを含む。戻りレールは、それぞれそこから排気ガス処理液の重力補助排出を可能にするように配設される第２の対のレールに分割される。
【０００９】
本開示はまた、複数の脚部に分割するように構成された排気ガス通路と、脚部のそれぞれに配設された排気ガス処理装置と、排気ガス通路へ排気ガス処理液を投与するための複数の投与モジュールであって、複数の投与モジュールの少なくとも１つが、排気ガス通路の対応する脚部と関連付けられている、複数の投与モジュールと、投与モジュールのそれぞれに排気ガス処理液を付与するように構成されたコモンレールと、投与モジュールの各々から未使用の排気ガス処理液を受け取るように構成された戻りレールと、複数の脚部のそれぞれ中への、排気ガス通路からの排気ガスの流入を制御するように構成された複数の弁とを含む排気ガス後処理システムを提供する。本開示に従えば、コモンレールおよび戻りレールの少なくとも一方は、未使用の排気ガス処理液がそこから排出するようなそれらの他の部分よりも大きな高さに位置する部分を含むように構成されている。
【００１０】
さらなる応用範囲が、本明細書から明らかになるであろう。この概要に述べた説明および特定の実施例は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲を限定するものではない。  
【００１１】
本明細書に記載された図面は、選択された実施形態だけを図示するためのものであり、すべての可能な実施を示すためのものではなく、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】
【００１２】
【図１】本開示の原理に従った排気ガス処理システムを概略的に示す図である。
【図２】本開示の原理に従った、排気ガス流中に選択的触媒還元剤を投与するためのコモンレール投与システムを概略的に示す図である。
【図３】本開示の原理に従ったコモンレール投与システムを概略的に示す図である。
【図４】本開示の原理に従ったコモンレール投与システムを概略的に示す図である。
【図５】本開示の原理に従ったコモンレール噴射システムを含む大規模な排気ガス処理システムを示す図である。
【図６】本開示に従った、冷却システムを含むコモンレール投与システムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
これらの図面のいくつかの図においては、対応する参照符号は、それぞれの対応する部分を示す。
【００１４】
実施形態の例について、添付の図面を参照して詳細に説明する。  
【００１５】
図１は、本発明に従った排気ガスシステム１０を概略的に示す。排気ガスシステム１０は、燃料源（図示せず）と連通する少なくとも１つのエンジンを含み、その燃料源は、いったん消費されると、排気ガス後処理システム１６を有する排気ガス通路２４内に放出される排気ガスを生成する。エンジンの下流側には、排気ガス処理コンポーネント１８を配設することが可能であって、このコンポーネントは、ＤＯＣコンポーネントであっても、ＤＰＦコンポーネントであってもよく、または、図示のように、ＳＣＲコンポーネント２０であってもよい。本開示によって要求されているわけではないが、排気ガス後処理システム１６は、さらに、排気ガス通路２４を通過する排気ガスの温度を上昇させるために、熱増強装置またはバーナ１７などのコンポーネントを含んでもよい。排気ガスの温度を上昇させることは、寒い気象条件においてエンジンを始動させて排気ガス処理コンポーネント１８中の触媒を着火させる場合に都合がよく、さらにまた、排気ガス処理コンポーネント１８が、ＤＰＦである場合には、排気ガス処理コンポーネント１８の再生を開始させるのに都合がよい。
【００１６】
エンジン１２によって生成される排出物質の削減を支援するために、排気ガス後処理システム１６は、周期的に排気ガス流に排気ガス処理液を投与するための投与モジュール２２を含むことができる。図１に示されるように、投与モジュール２２を、排気ガス処理コンポーネント１８の上流に配設し、排気ガス流に排気ガス処理液を注入するように動作可能とすることが可能である。この点に関しては、投与モジュール２２は、流入ライン２８を介して、試薬タンク２４およびポンプ２６と流体連通しており、排気ガス処理コンポーネント２０の上流で、排気ガス通路２４内に、ディーゼル燃料や尿素などの排気ガス処理液を投与する。また、投与モジュール２２を、戻りライン３０を介して、試薬タンク２４と連通させてもよい。戻りライン３０によって、排気ガス流内に投与されていない排気ガス処理液が試薬タンク２４に戻される。流入ライン２８、投与モジュール２２および戻りライン３０を排気ガス処理液が流れることによって、投与モジュール２２が過熱しないようにするための投与モジュールの冷却に寄与する。後述するように、投与モジュール２２は、それを冷却するために投与モジュール２２周りに冷却液を通過させる冷却ジャケット（図６）を含むように構成することが可能である。
【００１７】
効果的に排気ガス流を処理するのに必要な排気ガス処理液の量は、負荷、エンジン回転数、排気ガス温度、排気ガス流量、エンジン燃料噴射タイミング、所望のＮＯＸ低減、気圧、相対湿度、ＥＧＲ（排気再循環）率、およびエンジン冷却液温度によって変化し得る。ＮＯＸセンサまたはメータ３２は、ＳＣＲ２０から下流に配設することができる。ＮＯＸセンサ３２は、エンジン制御ユニット３４に排気ガスＮＯＸ成分を示す信号を出力するように動作可能である。エンジン動作パラメータのすべてまたはいくつかは、エンジン制御ユニット３４からエンジン／車両データバスを介して試薬電子投与制御器３６に供給されることが可能である。試薬電子投与制御器３６はまた、エンジン制御ユニット３４の一部として含めることも可能である。排気ガス温度、排気ガス流量、排気ガス背圧、および他の車両動作パラメータは、図１に示すように、各センサによって測定することができる。
【００１８】
効果的に排気ガス流を処理するのに必要な排気ガス処理液の量も、エンジン１２の大きさに依存させることが可能である。この点においては、機関車、船舶用途、および固定用途で使用される大型ディーゼルエンジンは、１つの投与モジュール２２の能力を超える排気ガス流量を有することが可能である。したがって、尿素投与のためには、１つの投与モジュールしか図示していないが、尿素噴射のための複数の投与モジュールが、この開示によって考えられていると理解すべきである。しかしながら、複数の投与モジュール２２が使用される場合、排気ガスシステム１０は、圧力の変動が起こることがある。
【００１９】
複数の投与モジュール２２を使用して、排気ガス流に排気ガス処理液を効果的に供給するために、本開示は、液の分配器として機能し、個々の投与モジュールの活性化および非活性化に起因する圧力変動を回避するコモンレールと流体連通する、複数の投与モジュール２２を利用している。図２は、排気ガス流に尿素排気ガス処理液を供給するために使用可能である選択的触媒還元剤レール噴射システム４０を概略的に示す。
【００２０】
図２に示すように、コモンレール噴射システム４０は、排気ガス流中に尿素排気ガス処理液を注入するように動作可能である。コモンレール噴射システム４０は、通常、試薬タンク２４を含み、試薬タンクから、尿素排気ガス処理液をフィルタ４２を介してポンプ２６によって引き出すことが可能である。フィルタ４２は、ポンプ２６よりも下流に示されているが、フィルタ４２は、本開示の範囲から逸脱しないならば、ポンプよりも上流に配設することも可能であることを理解すべきである。ポンプ２６は、試薬タンク２４から尿素処理液を引き込むように動作可能であることに加えて、投与モジュール２２とそれぞれ連通している、コモンレール４４と投与モジュール流入ライン２８とを加圧するように動作可能である。図示された、例示的な実施形態において、コモンレール噴射システム４０は、１２の投与モジュール２２を含む。１２の投与モジュール２２は、図２に示されているが、コモンレール噴射システム４０が利用されるべき用途に応じて、投与モジュール２２の数を増減が検討されるということを理解すべきである。
【００２１】
尿素排気ガス処理液は、コモンレール４４から投与モジュール流入ライン２８内に供給され、次いで、投与モジュール２２内に供給され、そして、投与モジュール２２から、尿素排気ガス処理液は、各排気ガス通路１４内に投与される。投与モジュール２２には、戻りレール５０内に送給を行う戻りライン３０が設けられている。上述したように、戻りライン３０は、投与モジュール２２が、冷却が維持されて、適切に機能するために、投与モジュール２２を通過して流れる液の一定した供給を必要としてもよいという点において有利である。流入ライン２８から、投与モジュール２２を通過して、戻りライン３０内へと流れる排気ガス処理液は、それゆえ、投与モジュール２２に十分な冷却効果をもたらす。戻りレール５０は、試薬タンク２４と連通しているので、戻りレール５０内にある未使用の排気ガス処理液は、試薬タンク２４に戻される。
【００２２】
さらにまた、コモンレール４４から下流には、オーバーフローライン４６を配設可能である。オーバーフローライン４６内には、背圧調整器４８を配設可能である。オーバーフローライン４６は、コモンレールシステム４０の動作中の尿素排気ガス処理液用リリーフ通路を提供する。コモンレールシステム４０の動作中には、大量の尿素排気ガス処理液が、コモンレール４０内に供給される。コモンレールシステム４０における、背圧が増大するのを防止するために、過剰な尿素排気ガス処理液は、オーバーフローライン４６内に送られ、背圧調整器４８を通過することが可能である。すなわち、十分な量の圧力がコモンレールシステム内で増大すると、背圧調整器４８中の弁（図示せず）が開き、その過剰の尿素排気ガス処理液を試薬タンク２４内に戻すことになる。さらにまた、背圧調整器４８は、過剰な背圧が、ポンプ２６に作用することを防止するので、ポンプ２６を、失速することも、共振することもなく、全能力で稼働させることができる。
【００２３】
投与モジュール２２は、同時に、または互い違いに活性化されてもよい。投与モジュール２２を同時にまたは互い違いに活性化または非活性化するには、コモンレール噴射システム４０および制御器３６（図１）は、各投与モジュール２２のタイミングを制御し、ポンプ２６を動作させ、圧力センサ５２を監視するように動作可能である。各投与モジュール２２のタイミングに関しては、全ての投与モジュール２２が同時に活性化されてもよいし、各群の投与モジュール２２（たとえば、２つ、４つ、または６が非活性化されている間、投与モジュール２２群（たとえば、２つ、４つ、または６のグループ）が活性化されてもよい。投与モジュール２２群の活性化は、システム４０内の圧力変動を低減するのを助けることができる。
【００２４】
所望であれば、コモンレール噴射システム４０は、アキュムレータ５４を含むことができる。アキュムレータ５４は、コモンレール噴射システム４０における圧力変動に関与する。アキュムレータ５４は背圧調整器４８と組み合わせて用いてもよいし、本開示の範囲から逸脱することなく、背圧調整器４８の代わりに使用してもよい。
【００２５】
尿素処理液は凍結する可能性があるので、コモンレール噴射システム４０は、使用しないときには除去する必要がある。上述したように、ポンプ２６は可逆ポンプであり、コモンレール噴射システム４０が使用されていないときには、尿素処理液を、コモンレール４４と流入ライン２８とから試薬タンク２４内に送り返すことが可能である。しかしながら、ときには、ポンプ２６を単に逆転させるだけでは、戻りライン３０を完全に除去するには不十分であり、尿素処理液が、凍結状態時に戻りライン３０に少しでも残っている場合には、戻りライン３０を破断させることになる。
【００２６】
非使用時におけるコモンレール噴射システム４０からの尿素処理液の除去をさらに補助するために、コモンレール４４は、未使用の排気ガス処理の排出を可能にするように構成することができる。たとえば、図３を参照すると、コモンレール４４は、未使用の排気ガス処理液が、各試薬タンク２４に向かう方向に重力によって引っ張られるように、それぞれ傾斜した一組のレール５６，５８に分割することが可能である。より詳細には、コモンレール４４は、第１レール５６および第２レール５８に分割可能であって、第１レール５６および第２レール５８はそれぞれ、加圧されていない場合には、第１レールおよび第２レール５６，５８の各端部６０に向けて排気ガス処理液が流れるように傾斜させている。ポンプ２６が逆方向に作動されると、第１レール５６および第２レール５８の各端部６０に位置する排気ガス処理液を、流入ライン６８を通ってタンク２４に引き戻すことが可能である。
【００２７】
各レール５６，５８は、少なくとも１つの端部６０が、対向する端部６１の高さよりも低いところに位置するように構成することが可能であると理解すべきである。各レール５６，５８をこのように配設することによって、未使用の排気ガス処理液は、対向する端部６１から端部６０に流れることが可能であり、未使用の排気ガス処理液が、コモンレール４４が使用されないときにコモンレール４４に残ったままになることがないことが保証される。
【００２８】
戻りレール５０に排気ガス処理液が残らないことを保証するために、戻りレール５０は、未使用の排気ガス処理液が、試薬タンク２４に向かう方向に重力によって引っ張られるように傾斜された、１対のレール６２，６４に分割することも可能である。すなわち、排気ガス処理液は、重力に引っ張られて端部６６に向かって流れ、次いで、排気ガス処理液は、弁９２を介して試薬タンク２４に続く流入ライン６８に結合可能である流出ライン９０内に戻ることになる。より詳細には、ポンプ２６が、制御器３６によって、除去を実行するように指示された場合には、戻りレール６２，６４を除去することができるように流出ライン９０を開く信号が弁９２に送られてもよい。コモンレール４４と同様に、戻りレール５０の各レール６２，６４は、少なくとも１つの端部６６が、対向する端部６７の高さよりも低いところに位置するように構成することが可能であると理解すべきである。各レール６２，６４をこのように配設することによって、未使用の排気ガス処理液は、対向する端部６７から端部６６に流れることが可能であり、未使用の排気ガス処理液が、コモンレール投与システム４０が使用されないときにコモンレール５０に残ったままになることがないことが保証される。
【００２９】
コモンレール噴射システム４０はまた、必要に応じて、空気パージ弁９４および空気ポンプ９６を含む空気パージシステムを有してもよい。この点において、空気パージを行っているとき、空気は、弁９８を介して流入ライン６８内にポンプで送り込まれるが、弁９８は、空気ポンプが使用されていないときには、一般には閉じている。空気がコモンレールシステム４０に入り込むと、液体は押し出されて、コモンレール５６，５８、注入器２２、および戻りレール６２，６４を経て、タンク２４に戻される。次いで、コモンレールシステム４０中の空気を除去するために、空気パージ弁９４を開き、コモンレール噴射システム４０中の空気をシステム４０から追い出すことが可能である。
【００３０】
コモンレール４４および戻りレール５０を、そこからの排気ガス処理液の除去を補助するように傾斜された１対のレールに分割することに代えて、コモンレール４４と戻りレール５０とを、重力パージを補助するのにも役立つ異なる方向に構成してもよい。図４を参照すると、コモンレール４４と戻りレール５０とはアーチ状にしてもよい。コモンレール４４をアーチ状に構成することによって、コモンレール４４が加圧されていないとき、排気ガス処理液を、コモンレール４４の両端部６０に向かって流すことが可能となり、両端部６０に溜まっている排気ガス処理液は、各端部６０に位置する投与モジュール２２の流入ライン２８内に流れ出ることが可能である。逆方向にポンプ２６が作動されると、各流入ライン２８に位置する排気ガス処理液を投与モジュール２２と戻りライン３０を経て、戻りレール５０内に取り出すことが可能である。また戻りレール５０もアーチ状にすることが可能であり、排気ガス処理液は、端部６６に向かって重力に引っ張られて流れ、端部６６で、排気ガス処理液は、試薬タンク２４につながる流出ライン６８内に送り込まれることになる。図３に示す構成と同様に、コモンレール４４と戻りレール５０との中央部分６９，７１はそれぞれ、端部６０，６６よりも高い位置にあり、排気ガス処理液が、各レールから適切に排出されることが保証される。
【００３１】
図４は、コモンレール４４および戻りレール５０のそれぞれについて、アーチ状の構造を示しているが、本開示はこれに限定されるべきではない。より詳細には、たとえば、Ｖ型のコモンレール４４および戻りレール５０などの構成も、コモンレール４４および戻りレール５０のために選択された構成が、重力によるコモンレール４４および戻りレール５０からの排気ガス処理液の除去を補助することが可能である限り、検討される。
【００３２】
コモンレール４４および戻りレール５０から、未使用の排気ガス処理液を除去するのを補助することに加えて、コモンレール４４と戻りレール５０とを一対のレールに分割すること、またはコモンレール４４と戻りレール４０とを重力補助除去を可能にする形状に再構成することは、コモンレール４４および戻りレール５０として、線形パイプの使用を阻むかもしれない機関車内のパッケージ制限の克服をも補助する。むしろ、コモンレール４８，４４は、排気ガスシステム１００の設計時に存在するあらゆるパッケージ制限を考慮して、モジュラータイプ、または湾曲タイプにしてもよい。この点において、コモンレール４８，４４は、パッケージ制限を考慮して、いろいろな方向に、共に結合した種々の脚部を含んでもよい。コモンレール４８，４４をモジュラー設計としても、圧力変動の軽減など、コモンレールの性能に有意に影響しない。  
【００３３】
ここで図５を参照すると、たとえば機関車用の排気ガスシステム７０について、コモンレール噴射システム４０も含めて図示されている。排気ガスシステム７０は、排気ガスを排気ガスターボマニホールド７２内に送ることが可能であるディーゼルエンジン１２を含んでいる。ターボマニホールド７２から下流では、排気ガス流が、複数の排気ガス通路７４に分割される。各排気ガス通路７４は、ＤＯＣ７６およびＤＰＦ７８のアレイを含む複数の排気ガス処理コンポーネントと連通している。図示された実施形態において、各排気ガス通路７４は３つのＤＯＣ７６および３つのＤＰＦ７８のアレイと連通している。ＤＯＣ７６およびＤＰＦ７８を出た後、排気ガス流は排気ガス通路８０内を通過する。排気ガス通路８０では、コモンレール噴射システム４０は、尿素処理液が排気ガス通路８０で排気ガス流内に注入された後、排気ガス流がＳＣＲ２０を通過するように尿素処理液がＳＣＲの上流の位置で排気ガス流内に注入されるところに配設される。ＳＣＲ２０を通過した後、処理された排気ガスは、流出口８２を通って排気ガスシステムを出る。
【００３４】
各排気ガス通路７４は、排気ガスシステム７０を通過する排気ガス流を制御するために排気ガス通路７４に配設される弁７５を含んでもよいことを理解すべきである。たとえば、排気ガス流が低速である期間（たとえば、アイドリングやエンジン負荷が低い時）は、排気ガスを各通路７４に流すことを不要としてもよく、尿素還元剤液は各投与モジュール２２で投与される。このようなものとして、弁７５を選択された排気ガス通路７４において閉じ、排気ガス通路７４に流れることを防止することが可能である。選択された排気ガス通路７４が閉じている場合、排気ガス通路７４と連通した投与モジュール２２の排気ガス通路８０内への還元剤の投与が防止され、不要な還元剤の使用が防止される。
【００３５】
弁７５は、ＤＰＦ７８の再生期間中、作動可能である。すなわち、ＤＰＦ７８が再生されている場合、排気ガスを、ＤＰＦ７８が再生されていない脚部７４を介して別の経路に切り替えるのが望ましい。あるいは、各投与モジュール２２が故障であると判定される場合、排気ガスがその投与モジュール２２を通過するのを防ぐのが望ましい。このような場合が生じると、弁７５は、故障している投与モジュール２２につながる排気ガス通路７４を閉じることができる。弁７５は、制御器３６またはＥＣＵ３４によって制御することができるが、これに限定されない。
【００３６】
ここで図６を参照すると、コモンレール噴射システム４０は、冷却液源１０２から冷却液が供給される冷却システム１００を含むことができる。図６に示される構成において、排気ガス処理液は、流入ライン２８を介して各投与モジュール２２に付与される。しかしながら、投与モジュール２２は、戻りライン３０を含まない。したがって、戻りレール５０を必要としない。戻りライン３０を含むように構成されていない投与モジュール２２は、「デッドヘッド」投与モジュールとして一般的に知られている。投与モジュール２２は戻りライン３０を含まないので、投与モジュール２２の過熱が懸念になり得る。
【００３７】
投与モジュールを冷却するために、戻りレール５０は、冷却システム１００で置換することができる。冷却システム１００は、冷却液源１０２からの冷却液が提供される冷却供給レール１０４を含むことができ、冷却液は冷却液流入ライン１０６を通って冷却液ポンプ１０８を用いて供給される。各投与モジュール２２は、冷却液供給レール１０４からの冷却液が供給ライン１１２を通って供給される冷却ジャケット１１０を含むように構成することができる。冷却液が冷却ジャケット１１０を通過した後、冷却液１０２は冷却液ジャケット１１０を出て、出口ライン１１４を通って冷却戻りレール１１６に至ることができる。冷却液１０２は、その後、冷却戻りレール１１６から冷却液源１０２に自由に戻る。使用される冷却液は、グリコールなどの不凍液を含む当業者に周知のいずれかの冷却液であり得る。たとえば、所望であれば、冷却液は、エンジン冷却液システム（図示せず）から供給することができる。
【００３８】
上記に従えば、大型のディーゼル用途のための排気ガス処理液の注入は、スプレーの質と量とを犠牲にすることなく、複数の注入器を用いて、排気ガス流に効果的に投与することができる。液の分配器として作用するコモンレール４４と流体連通した複数の投与モジュール２２を用いることによって、個々の投与モジュール２２の活性化および非活性化から生じる圧力変動が回避される。これによって、排気ガス流からＮＯＸを低減するために排気ガス流に一貫して付与される還元剤の量と質とが適切なものになる。さらに、コモンレール４４および戻りレール５０の構成は、未使用の排気ガス処理液がそれぞれから排出されるようなものであるので、排気ガス後処理システム１６は、システム１６の要素に損傷を与えるかもしれない凍結状態において保護される。戻りライン３０および戻りレール５０が利用されない場合、コモンレール噴射システム４０は、各投与モジュール２２を効果的に冷却するために冷却システム１００を含むことができる。
【００３９】
実施形態の前述の説明は、例示および説明のために提供されている。それは、網羅的であること、または開示を限定することを目的とするものではない。特定の実施形態の各要素または特徴は、その特定の実施形態に限定されるものではないが、特別に図示されていない、または説明されていない場合でも、可能であるなら、選択された実施形態において交換可能である、および使用可能である。それらは、多くの方法で変更することも可能である。このような変更は、本開示からの逸脱と見なされるべきではなく、そのような変更はすべて、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。  
【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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【国際調査報告】
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