JP2015094358A - 吹出し容積を有するインジェクタ用水侵入シール - Google Patents

Abstract

【課題】一次的なシールの効果的な検査を可能にする二次的なシールを備えた流体インジェクタを提供する。
【解決手段】ケーシング２６と、該ケーシング内に収容される部分を備える入口チューブ３０とを備えた流体インジェクタ１０’において、一次的なシール１２は、ケーシングの表面、入口チューブの表面およびインジェクタの入口の表面の間のシールを生ぜしめる。ケーシングに溝３８が設けられ、二次的なシール１８は、ケーシングとインジェクタの入口の一部との間のシールを画定している。ケーシングには凹部４０が画定されており、溝に通じている。凹部は、吹出し容積４２を画定し、一次的なシールが漏れ検査される場合に、加圧された空気が一次的なシールを通過し、二次的なシールの一部を非密閉位置に向かって吹出し容積内へと移動させることで、一次的なシールの漏れが指摘され得る。
【選択図】図７

Description

この出願は、２０１３年１１月８日に出願された米国仮特許出願第６１／９０１５０４号の優先権を請求する。該米国仮出願の内容は援用により本明細書の一部を構成するものとする。

本発明は概して、インジェクタに液体が侵入することを阻止するために使用される二次的なシールに関し、特に、二次的なシールの一部を収容することができる吹出し容積に関する。

図１および図２を参照すると、選択触媒還元（ＳＣＲ）システムにおける還元剤搬送ユニット（ＲＤＵ）として使用するための、概して符号１０で示された流体インジェクタが、インジェクタ１０内に導入される尿素をシールし、かつインジェクタ１０の内室１６に液体（たとえば水）が侵入することを阻止するために、一次的なＯリング１２を有している。一次的なシール１２をもってしても、図２に矢印で示されているように、水がシールド１４を通じて侵入し、一次的なＯリング１２の下方に移動して、インジェクタ１０の、（ケーシング２６と入口チューブ３０との間の）内室１６内に入ることがある。一次的なＯリング１２の下方への水のこのような侵入は、腐食および／または電気的な短絡回路をもたらし得る。

図３に関して、出願人は、一次的なＯリング１２の下方に移動し得る水の侵入を排除するために、二次的なシールまたはＯリング１８を追加した。しかし、二次的なシール１８は、一次的なＯリング１２を効果的に検査することを妨害することがわかった。一次的なＯリング１２の故障は、ＡＵＳ３２（尿素、図３において矢印により示されている）をインジェクタ１０の内室１６内へと送り込み、このことは早期のインジェクタ故障を招く。

したがって、インジェクタにおいて、インジェクタ内への液体の侵入を阻止する一方で、一次的なシールの効果的な検査を可能にする二次的なシールに対する需要が存在する。

本発明の課題は、上述の需要を満たすことである。

上記課題を解決した本発明による構成では、ケーシングと、該ケーシング内に収容される部分と、インジェクタの入口から流体を受け取る開いた端部とを有する入口チューブと、前記ケーシングの表面と、前記入口チューブの表面と、前記インジェクタの入口の表面との間のシールを生ぜしめるように、前記入口チューブの一部の周囲に配置された一次的なシールと、前記ケーシングの外周面に画定された溝と、前記溝内に配置され、前記ケーシングと前記インジェクタの入口の一部との間のシールを画定する二次的なシールと、前記ケーシングに画定され、前記溝と通じる凹部（切欠き）であって、該凹部によって、前記二次的なシール全体が、前記溝によって支持されなくなる、凹部と、を備えた流体インジェクタにおいて、前記凹部は、吹出し容積を画定し、これにより、前記一次的なシールが、前記インジェクタの前記入口を通じて加圧された空気を送り込むことにより漏れ検査される場合に、加圧された空気が前記一次的なシールを通過し、前記二次的なシールの一部を非密閉位置に向かって前記吹出し容積内に移動させることで、前記一次的なシールの漏れが指摘され得る。

本発明の好適な態様では、前記凹部は、実質的にＵ字形であり、前記溝から軸方向に延びている。

本発明の好適な態様では、前記凹部は、約３．０ｍｍの最大幅を有している。

本発明の好適な態様では、前記溝は、概して環状であり、前記二次的なシールはエラストマのＯリングである。

本発明の好適な態様では、前記一次的なシールは、エラストマのＯリングである。

本発明の好適な態様では、前記二次的なシールは、概して前記一次的なシールに隣接している。

本発明の好適な態様では、前記ケーシングに連結され、前記インジェクタの入口を画定する入口カップアセンブリをさらに備える。

本発明の好適な態様では、前記入口カップアセンブリに接続され、前記ケーシングの一部を取り囲むシールドをさらに備える。

本発明の好適な態様では、前記インジェクタは、選択触媒還元システムにおける還元剤搬送ユニットであり、前記一次的なシールは、尿素が前記入口カップアセンブリを通過して、前記ケーシングと前記入口チューブとの間に移動しないようにシールするために構成されかつ配置されており、前記二次的なシールは、液体が前記入口カップアセンブリを通過して、前記ケーシングと前記入口チューブとの間に移動しないようにシールするために構成されかつ配置されている。

本発明の好適な態様では、前記凹部に通じる溝をさらに備え、該溝は、前記二次的なシールが前記一次的なシールの漏れ検査中に非密閉位置に向かって移動された場合に、空気が二次的なシールの周囲を移動することを可能にするように構成されかつ配置されている。

さらに、インジェクタの密閉が検査され得るように流体インジェクタをシールする、上記課題を解決した本発明に係る方法では、前記インジェクタは、ケーシングと、該ケーシングに収容される部分を有する入口チューブとを備え、該入口チューブは、前記インジェクタの入口からの流体を受け取る開いた端部を有しており、該方法は、前記ケーシングの表面と、前記入口チューブの表面と、前記インジェクタの入口の表面との間で第１のシールを生ぜしめるように、前記入口チューブの一部の周囲に配置された一次的なシールを設けるステップと、前記ケーシングと、前記インジェクタの前記入口の一部との間の第２のシールを画定する二次的なシールを設けるステップと、前記インジェクタの入口を通じて加圧された空気を送り込むによって前記一次的なシールを漏れ検査し、前記加圧された空気が前記一次的なシールを通過すると、前記二次的なシールが前記加圧された空気によって非密閉位置へと移動されるようになっていて、これにより前記一次的なシールの漏れを指摘することを確実にするステップとを有する。

本発明の好適な態様では、前記インジェクタは、前記ケーシングに連結され、前記インジェクタの前記入口を画定する入口カップアセンブリをさらに備えており、前記一次的なシールは、前記ケーシングの表面と、前記入口チューブの表面と、前記入口カップアセンブリの表面との間で第１のシールを画定し、前記二次的なシールは、前記ケーシングと、前記入口カップアセンブリの表面との間で第２のシールを画定する。

本発明の好適な態様では、前記インジェクタは、選択触媒還元システムにおける還元剤搬送ユニットであり、前記一次的なシールを設けるステップは、尿素が前記入口カップアセンブリを通過して、前記ケーシングと前記入口チューブとの間に移動しないようにシールする前記第１のシールを画定し、前記二次的なシールを設けるステップは、液体が前記入口カップアセンブリを通過して、前記ケーシングと前記入口チューブとの間に移動しないようにシールする第２のシールを画定する。

本発明の好適な態様では、前記インジェクタは、前記入口カップアセンブリに接続され、前記ケーシングの一部を取り囲むシールドをさらに備え、前記二次的なシールが、前記シールド内に進入し得る水の侵入を防護している。

本発明の好適な態様では、前記二次的なシールを設けるステップは、前記ケーシングの外周面に溝を設けるステップと、該溝内に前記二次的なシールを配置するステップとを有する。

本発明の好適な態様では、前記溝を設けるステップは、環状の溝を設けることを含み、前記二次的なシールは、前記環状の溝内に配置されたＯリングである。

本発明の好適な態様では、前記一次的なシールの漏れを指摘することを確実にするステップは、前記ケーシングに、前記溝に連通する凹部を設けるステップを有し、該凹部に基づいて、前記二次的なシール全体が、前記溝によって支持されなくなり、前記二次的なシールの非密閉位置において、該二次的なシールの一部は前記凹部に進入するようになっている。

本発明の好適な態様では、前記凹部を、ほぼＵ字形に設け、該凹部は、前記溝から軸方向に延びている。

本発明の好適な態様では、前記二次的なシールが、前記一次的なシールの漏れ検査中に非密閉位置に向かって移動すると、空気は前記二次的なシールの周辺を移動するようになっている。

実施の形態に原理によれば、上記課題は、ケーシングと、該ケーシング内に収容される部分を備える入口チューブとを備えた流体インジェクタを提供することにより解決される。入口チューブは、インジェクタの入口からの流体を受け取る開いた端部を有している。一次的なシールは、入口チューブの一部の周囲に配置されており、これにより、ケーシングの表面、入口チューブの表面およびインジェクタの入口の表面の間のシールを生ぜしめる。ケーシングの外周面に溝が画定されており、該溝内には二次的なシールが配置され、ケーシングとインジェクタの入口の一部との間のシールを画定している。ケーシングには凹部が画定されており、溝に通じているので、凹部に基づいて、二次的なシール全体が溝によって支持されなくなる。凹部は、吹出し容積を画定し、これにより、インジェクタ入口を通じて加圧された空気を送り込むことによって一次的なシールが漏れ検査される場合に、加圧された空気が一次的なシールを通過し、二次的なシールの一部を非密閉位置に向かって吹出し容積内へと移動させることで、一次的なシールの漏れが指摘され得る。

実施の形態の別の態様では、流体インジェクタをシールする方法が提供される。インジェクタは、ケーシングと、該ケーシング内に収容される部分を有する入口チューブとを備えている。入口チューブは、インジェクタの入口からの流体を受け取る開いた端部を有している。この方法は、ケーシングの表面、入口チューブの表面およびインジェクタの入口の表面の間で第１のシールを生ぜしめるように、入口チューブの一部の周囲に配置された一次的なシールを設ける。二次的なシールは、ケーシングと、インジェクタの入口の一部との間で第２のシールを画定する。インジェクタの入口を通じて加圧された空気を送り込むことにより一次的なシールが漏れ検査され、加圧された空気が一次的なシールを通過すると、この方法は、二次的なシールが加圧された空気によって非密閉位置へと移動され、これにより、一次的なシールの漏れを指摘することを確実にする。

本発明の別の対象、性質および特徴、構造体の重要なエレメントを運転する方法および機能、部品の組合せならびに製造の経済性は、図面に関連した以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲に基づいてより明らかになる。詳細な説明、特許請求の範囲および図面は全て、明細書の一部を成している。

本発明は、本発明の好適な実施の形態の以下の説明と添付の図面とからより良好に理解され得る。同様の参照番号は同様の部分を示している。

液体の進入を阻止するための一次的なＯリングを備えた従来の流体インジェクタの断面図である。 図１において囲まれた部分２を示す拡大図である。 図１に示したインジェクタに設けられた二次的なＯリングを示す拡大された部分図である。 本発明の実施の形態に係る、一次的なシールと、二次的なシールと、吹出し容積とを有する流体インジェクタを、入口カップアセンブリおよびシールドを取り除いた状態で示す斜視図である。 図４において囲まれた部分５を示す拡大図である。 図４に示したインジェクタの断面図を、通常に機能している二次的なシールと共に示す図である。 図６において囲まれた部分７を示す拡大図である。 図７に示したインジェクタの部分図を、一次的なシールの検査中に該一次的なシールが故障し、二次的なシールが吹出し容積内に押し出されている状態で示す図である。 溝および二次的なシールを迂回して通る空気の漏れ経路を示す、図５に示したインジェクタの吹出し容積の溝を示す図である。

好適な（複数の）実施の形態に関する以下の説明は、単に例示的な性質のものであり、本願発明、その適用または使用を制限するものではない。

図４および図６を参照すると、実施の形態による流体インジェクタが、概して符号１０’で示されている。インジェクタ１０’は、選択触媒還元（ＳＣＲ）システムにおいて使用するための還元剤搬送ユニット（ＲＤＵ）として構成されかつ配置されている。図６に示されているように、インジェクタ１０’は、入口カップアセンブリを有している。入口カップアセンブリは、インジェクタ１０’の入口を画定しているカップチューブ２２に連結された入口カップ２０を有している。カップチューブ２２は、インジェクタ１０’内に導入するための尿素のような流体の供給源に接続されているように、構成されかつ配置されている。入口カップ２０は、シールド１４に連結されている。シールド１４は、実質的にケーシング２６を取り囲んでいる。ケーシング２６は、電気的なコネクタ２８を有している。図４は、入口カップアセンブリやシールド１４を示していないので、これらの内側の構成部材をはっきりと見ることができる。

入口チューブ３０の一部は、ケーシング２６内に配置されている。入口チューブ３０は、インジェクタ１０’から噴射される流体を入口カップアセンブリから受け取る開いた端部３１を有している。インジェクタ１０’の内室１６内に液体（例えば、水）が移動することを阻止するために、Ｏリング１２のような一次的なシールが、円筒形の入口チューブ３０の上側部分の周囲に、ケーシング２６に隣接して配置されている。一次的なシール１２は、尿素が入口カップ２０を通過して、ケーシング２６と入口チューブ３０との間に移動しないようにシールする。したがって、一次的なシール１２は、入口カップ２０の内面３２と、入口チューブ３０の外面３４と、ケーシング２６の上面３６との間のシールを提供している。エラストマのＯリングのような二次的なシール１８は、概して一次的なシール１２に隣接しているケーシング２６の外周面に形成された環状の溝３８内に配置されている。二次的なシール１８は、ケーシング２６と入口カップ２０との間で、シールド１４を通じて侵入し得る水が内室１６内へと漏れることを阻止するシールを画定する。ケーシング２６の一部として形成され、かつ溝３８に通じた凹部４０が設けられている。凹部４０は、概して符号４２で示される吹出し容積を画定する。凹部４０は、軸方向で溝３８から延びている。したがって、凹部４０に基づいて、溝３８は、ケーシング２６の周囲で３６０°未満しか延びておらず、二次的なシール１８の小さな部分は支持されないままである。凹部４０は、ケーシング２６を成形すると同時に溝３８に通じるように成形される。吹出し容積４２の機能を以下に説明する。

図８に関して、インジェクタ１０’の組立てプロセス中に、一次的なシール１２は、該シールが適切に機能するかを確認するために検査される。一次的なシール１２を検査するために、加圧された空気Ｐが、カップチューブ２２内に送り込まれ（インジェクタ１０’の下端部も、インジェクタ１０’の内部で圧力が形成されるようにシールされている。）、これにより一次的なシール１２が加圧された空気にさらされる。一次的なシール１２が損傷しているか、または適切に機能しない場合、加圧された空気が一次的なシール１２を通過し、その結果、二次的なシール１８が加圧された空気にさらされ、このことは二次的なシール１８の一部を、凹部４０の吹出し容積４２内への押出しにより、非密閉位置へと移動させる。したがって、二次的なシール１８は、非密閉領域に移動するので、不良な一次的なシール１２に基づく漏れが検出され得る。二次的なシール１８は、吹出し容積４２内へ押し出されるように十分にフレキシブルでなければならないが、組立て中および通常の使用中に適切な位置に留まることができるように十分に硬くなければならない。

本実施の形態では、凹部４０は、概してＵ字形であり、３．０ｍｍの最大幅を有している。しかし、別の形状および幅が使用され得ることも本発明の範囲内である。

図５に関して、凹部４０および吹出し容積４２に小さな溝４４が通じている。この溝４４は、漏れ検査中の圧力の解放前に、二次的なシール１８が比較的少なく移動することを可能にする。この溝４４は、インジェクタ１０’が、入口カップ２０内に深く挿入されている場合に必要である。なぜならば、二次的なシール１８が吹き出されず、誤った漏れ計測をもたらすからである。図９の矢印は、一次的なシール１２の検査中に二次的なシール１８が非密閉位置へと移動した場合の、溝４４を使用した、二次的なシール１８の周辺の空気通路を示している。

したがって、二次的なシール１８は、水が一次的なシール１２を通過した場合でさえ、インジェクタ１０’の内室１６のさらなる密閉を提供する。二次的なシール１８の一部を収容する吹出し容積４２は、一次的なシール１２の完全性およびインジェクタ１０’の内室内への尿素の侵入の阻止を確実にするために、一次的なシール１２が漏れ検査されていることを可能にする。

本発明の説明は、単に例示的な性質のものであり、したがって、本発明の主旨から離れることない変更は、本発明の範囲に含まれることとする。そのような変化形は、本発明の精神および範囲から逸脱するものとはみなされない。

１０，１０’ インジェクタ
１２ 一次的なシール／Ｏリング
１４ シールド
１６ 内室
１８ 二次的なシール
２０ 入口カップ
２２ カップチューブ
２６ ケーシング
２８ 電気的なコネクタ
３０ 入口チューブ
３２ 入口カップの内面
３４ 入口チューブの外面
３６ ケーシングの上面
３８ 溝
４０ 凹部
４２ 吹出し容積
４４ 溝

Claims (19)

1. 流体インジェクタであって、
   ケーシングと、
   該ケーシング内に収容される部分と、インジェクタの入口から流体を受け取る開いた端部とを有する入口チューブと、
   前記ケーシングの表面と、前記入口チューブの表面と、前記インジェクタの入口の表面との間のシールを生ぜしめるように、前記入口チューブの一部の周囲に配置された一次的なシールと、
   前記ケーシングの外周面に画定された溝と、
   前記溝内に配置され、前記ケーシングと前記インジェクタの入口の一部との間のシールを画定する二次的なシールと、
   前記ケーシングに画定され、前記溝と通じる凹部であって、該凹部によって、前記二次的なシール全体が、前記溝によって支持されなくなる、凹部と、
   を備え、
   前記凹部は、吹出し容積を画定し、これにより、前記一次的なシールが、前記インジェクタの前記入口を通じて加圧された空気を送り込むことにより漏れ検査される場合に、加圧された空気が前記一次的なシールを通過し、前記二次的なシールの一部を非密閉位置に向かって前記吹出し容積内に移動させることで、前記一次的なシールの漏れが指摘され得ることを特徴とする、流体インジェクタ。
2. 前記凹部は、実質的にＵ字形であり、前記溝から軸方向に延びている、請求項１記載のインジェクタ。
3. 前記凹部は、約３．０ｍｍの最大幅を有している、請求項２記載のインジェクタ。
4. 前記溝は、概して環状であり、前記二次的なシールはエラストマのＯリングである、請求項１記載のインジェクタ。
5. 前記一次的なシールは、エラストマのＯリングである、請求項１記載のインジェクタ。
6. 前記二次的なシールは、概して前記一次的なシールに隣接している、請求項１記載のインジェクタ。
7. 前記ケーシングに連結され、前記インジェクタの入口を画定する入口カップアセンブリをさらに備える、請求項１記載のインジェクタ。
8. 前記入口カップアセンブリに接続され、前記ケーシングの一部を取り囲むシールドをさらに備える、請求項７記載のインジェクタ。
9. 前記インジェクタは、選択触媒還元システムにおける還元剤搬送ユニットであり、前記一次的なシールは、尿素が前記入口カップアセンブリを通過して、前記ケーシングと前記入口チューブとの間に移動しないようにシールするために構成されかつ配置されており、前記二次的なシールは、液体が前記入口カップアセンブリを通過して、前記ケーシングと前記入口チューブとの間に移動しないようにシールするために構成されかつ配置されている、請求項７記載のインジェクタ。
10. 前記凹部に通じる溝をさらに備え、該溝は、前記二次的なシールが前記一次的なシールの漏れ検査中に非密閉位置に向かって移動された場合に、空気が二次的なシールの周囲を移動することを可能にするように構成されかつ配置されている、請求項１記載のインジェクタ。
11. インジェクタの密閉が検査され得るように、流体インジェクタをシールする方法であって、前記インジェクタは、ケーシングと、該ケーシングに収容される部分を有する入口チューブとを備え、該入口チューブは、前記インジェクタの入口からの流体を受け取る開いた端部を有しており、該方法は、
    前記ケーシングの表面と、前記入口チューブの表面と、前記インジェクタの入口の表面との間で第１のシールを生ぜしめるように、前記入口チューブの一部の周囲に配置された一次的なシールを設けるステップと、
    前記ケーシングと、前記インジェクタの前記入口の一部との間の第２のシールを画定する二次的なシールを設けるステップと、
    前記インジェクタの入口を通じて加圧された空気を送り込むによって前記一次的なシールを漏れ検査し、前記加圧された空気が前記一次的なシールを通過すると、前記二次的なシールが前記加圧された空気によって非密閉位置へと移動されるようになっていて、これにより前記一次的なシールの漏れを指摘することを確実にするステップと、
    を有することを特徴とする、流体インジェクタをシールする方法。
12. 前記インジェクタは、前記ケーシングに連結され、前記インジェクタの前記入口を画定する入口カップアセンブリをさらに備えており、前記一次的なシールは、前記ケーシングの表面と、前記入口チューブの表面と、前記入口カップアセンブリの表面との間で第１のシールを画定し、前記二次的なシールは、前記ケーシングと、前記入口カップアセンブリの表面との間で第２のシールを画定する、請求項１１記載の方法。
13. 前記インジェクタは、選択触媒還元システムにおける還元剤搬送ユニットであり、前記一次的なシールを設けるステップは、尿素が前記入口カップアセンブリを通過して、前記ケーシングと前記入口チューブとの間に移動しないようにシールする前記第１のシールを画定し、前記二次的なシールを設けるステップは、液体が前記入口カップアセンブリを通過して、前記ケーシングと前記入口チューブとの間に移動しないようにシールする第２のシールを画定する、請求項１２記載の方法。
14. 前記インジェクタは、前記入口カップアセンブリに接続され、前記ケーシングの一部を取り囲むシールドをさらに備え、前記二次的なシールが、前記シールド内に進入し得る水の侵入を防護している、請求項１３記載の方法。
15. 前記二次的なシールを設けるステップは、
    前記ケーシングの外周面に溝を設けるステップと、
    該溝内に前記二次的なシールを配置するステップと
    を有する、請求項１１記載の方法。
16. 前記溝を設けるステップは、環状の溝を設けることを含み、前記二次的なシールは、前記環状の溝内に配置されたＯリングである、請求項１５記載の方法。
17. 前記一次的なシールの漏れを指摘することを確実にするステップは、
    前記ケーシングに、前記溝に連通する凹部を設けるステップを有し、該凹部に基づいて、前記二次的なシール全体が、前記溝によって支持されなくなり、前記二次的なシールの非密閉位置において、該二次的なシールの一部は前記凹部に進入するようになっている、請求項１５記載の方法。
18. 前記凹部を、ほぼＵ字形に設け、該凹部は、前記溝から軸方向に延びている、請求項１７記載の方法。
19. 前記二次的なシールが、前記一次的なシールの漏れ検査中に非密閉位置に向かって移動すると、空気は前記二次的なシールの周辺を移動するようになっている、請求項１１記載の方法。

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