JP2017223157A - 噴射弁の冷却装置 - Google Patents
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Abstract
Description
内燃機関(100)の排気管(110)内に流体を噴射する噴射弁(2)の周りを囲み且つ前記噴射弁の軸線方向に沿って前記噴射弁の先端部(23)まで延設された形で、前記噴射弁に近い順に内壁(4)と外壁(3)とを有し、前記内壁と前記外壁との間に前記噴射弁を冷却するための流体である冷却用流体が供給される空間(5)を形成する空間形成部材(3、4)と、
前記空間に設けられ、前記噴射弁の軸線回りの方向に前記空間を複数の領域(53、54)に区画するとともに前記噴射弁の軸線方向に沿って延設された、前記軸線回りの方向の互いに異なる位置に設けられた少なくとも2つの隔壁(6)とを備え、
全ての前記隔壁は、前記空間の、前記噴射弁の先端部を囲む領域である先端領域(55)を前記軸線回りの方向の全周に亘って導通させる開口(601、602)を形成しており、
前記空間の前記先端領域以外の領域に導通する形で前記冷却用流体の流入口(51)と流出口(52)とが形成されており、前記流入口と前記流出口は互いに異なる区画領域(53、54)に配置された噴射弁の冷却装置(1)である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1、図2の噴射弁2は、図7に示すように車両に搭載されたディーゼルエンジン等の内燃機関100の排気管110に設置されて、排気管110内に還元剤としての尿素水を噴射する装置である。噴射弁2より下流の排気管110には排気中のNOxを選択的に還元浄化するSCR触媒120が設置されている。なお、図7では、噴射弁2の上流に酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)を配置した例を示している。噴射弁2から添加された尿素水が排気熱により加水分解されることによりアンモニア(NH3)が生成される。そのアンモニアとNOxとの還元反応がSCR触媒において行われることで、NOxは水や窒素に分解(浄化)する。このように、噴射弁2は尿素SCRシステムの一部を構成する。
次に、本発明の第2実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態では、図8、図9に示すようにバッフル板6が第1実施形態と異なっており、それ以外は同じである。図8、図9に示すバッフル板6は、噴射弁2の軸線方向に直交する平面で切ったときの断面で見て、噴射弁2の軸線位置Oを中心とした円周方向(ボデー4の外周面の周方向でもある)に沿って延びてボデー4の外周面に接触する板状の内側部65を有する。内側部65は、ボデー4の方に向いた面の全体でボデー4と接触している。つまり、内側部65とボデー4とは面接触している。
図9では、先端部67がV字状に形成された例を示したが、図10のようにバッフル板6を形成しても良い。図10のバッフル板6は、図9と同様に内側部65と外側部68とを有する。内側部65は図9と同様の形状である。外側部68の先端部69が図9と異なっており、それ以外は同じである。先端部69は、V字等の曲げ形状とはなっておらず、平板縁の形状に形成されている。先端部69の端面691は、カバー3の内周面に対して斜めの方向に向いている。そして、端面691における縁692のみがカバー3の内周面に接触している。
次に、本発明の第4実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。上記実施形態では、噴射弁の中心軸線に直交する平面で切ったときの断面で見て、一方のバッフル板と噴射弁の中心位置とを結ぶ直線と、他方のバッフル板と中心位置とを結ぶ直線との成す角度が180°となるよう、2つのバッフル板を配置した例を示した。これに代えて、図11のように、流入区域53における、2つのバッフル板6と噴射弁2の中心位置Oとで形成される角度θ2を180°より小さい角度に設定しても良い。この場合、流出区域54における、2つのバッフル板6と中心位置Oとで形成される角度θ3は180°より大きくなる。
次に、本発明の第5実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。上記実施形態では、噴射弁の中心軸線との成す角度が0°となるようバッフル板を配置した例を示した。これに代えて、図12、図13のように、バッフル板6を噴射弁2の中心軸線L1に対して傾斜して設けられたとしても良い。このとき、図13に示すように、流入区域53における、噴射弁の中心軸線L1に直交する平面で切ったときの断面積が、上流側P2よりも開口601を形成する下流側P1のほうが小さくなるように、バッフル板6の傾斜方向を設定する。
図12、図13の例ではバッフル板6の全体を傾斜させた例を示したが、図14、図15のように、バッフル板6の一部611のみを噴射弁の中心軸線L1に対して傾斜させても良い。すなわち、図14、図15のバッフル板6は、中心軸線L1との角度が0°に設けられた非傾斜部610と、中心軸線L1との角度が0°以外の角度に設けられた傾斜部611とを有する。傾斜部611は、非傾斜部610の、中心軸線L1への延設方向における先端領域55側の端部から図15の紙面で斜め下方向に延設される形で設けられる。
次に、本発明の第7実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。図16、図17に示す冷却アダプタ1は、第2のバッフル板9(図19、図20参照)を備えている点で上記第1実施形態と異なっており、それ以外は第1実施形態と同じである。
第1実施形態では、バッフル板の下端部の全部が、空間の底部に非接触に設けられることで、周方向に導通する開口を形成していた。これに代えて、図25に示すように、バッフル板6の下端部64付近に貫通孔602を形成するとともに、下端部64を底部32に接触させたとしても良い。これによっても、貫通孔602を、周方向に導通する開口として機能させることができる。なお、この場合は、貫通孔602の個数は1つであっても良いし、複数であっても良い。
Claims (13)
- 内燃機関(100)の排気管(110)内に流体を噴射する噴射弁(2)の周りを囲み且つ前記噴射弁の軸線方向に沿って前記噴射弁の先端部(23)まで延設された形で、前記噴射弁に近い順に内壁(4)と外壁(3)とを有し、前記内壁と前記外壁との間に前記噴射弁を冷却するための流体である冷却用流体が供給される空間(5)を形成する空間形成部材(3、4)と、
前記空間に設けられ、前記噴射弁の軸線回りの方向に前記空間を複数の領域(53、54)に区画するとともに前記噴射弁の軸線方向に沿って延設された、前記軸線回りの方向の互いに異なる位置に設けられた少なくとも2つの隔壁(6)とを備え、
全ての前記隔壁は、前記空間の、前記噴射弁の先端部を囲む領域である先端領域(55)を前記軸線回りの方向の全周に亘って導通させる開口(601、602)を形成しており、
前記空間の前記先端領域以外の領域に導通する形で前記冷却用流体の流入口(51)と流出口(52)とが形成されており、前記流入口と前記流出口は互いに異なる区画領域(53、54)に配置された噴射弁の冷却装置(1)。 - 前記隔壁は前記外壁と線接触する形状に形成された請求項1に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記隔壁は、前記外壁を押圧するスプリング力を有した形状に形成された請求項1又は2に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記隔壁は、
前記軸線方向に直交する平面で切ったときの断面で見て、
前記内壁の周方向に沿って延びて前記内壁に接触する内側部(65)と、
前記内側部の、前記内壁の周方向への延設方向における一端(652)に接続して、先端部(67、69)に近づくにしたがって次第に前記内側部の他端(651)側且つ前記外壁側に近づいていき、先端部が前記外壁に接触する外側部(66、68)とを有し、
前記隔壁は、前記内側部と前記外側部との成す角度(θ1)を大きくする方向にスプリング力を有している請求項1〜3のいずれか1項に記載の噴射弁の冷却装置。 - 前記断面で見て前記外側部(66)の先端部(67)はV字状に形成されており、V字の折り返し部(671)が前記外壁に接触し、その折り返し部以外の部分は前記外壁に非接触に設けられる請求項4に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記外側部(68)の先端部における板面が前記外壁の面に対して斜めに設けられることでその板面の縁のみが前記外壁に接触する請求項4に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記隔壁は、前記内側部と前記外側部とで挟まれた領域(130)が、前記流入口が配置される区画領域である流入区域(53)の側に位置するように配置される請求項4〜6のいずれか1項に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記軸線方向に直交する平面で切ったときの断面で見て、前記流入口が配置される区画領域である流入区域(53)を区画する2つの前記隔壁の一方と前記噴射弁の軸線とを結ぶ直線と、前記流入区域を区画する2つの前記隔壁の他方と前記噴射弁の軸線とを結ぶ直線とが成す前記流入区域側の角度(θ2)は180°より小さい請求項1〜7のいずれか1項に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記流入口が配置される区画領域である流入区域(53)における、前記噴射弁の軸線に直交する平面で切ったときの断面積が、前記軸線方向における上流側より前記開口を形成する下流側のほうが小さくなるよう、前記隔壁は前記噴射弁の軸線に対して傾斜して設けられる請求項1〜8のいずれか1項に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記流入区域を区画する前記隔壁は全体が前記噴射弁の軸線に対して傾斜して設けられる請求項9に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記流入区域を区画する前記隔壁は、下流側の一部のみが前記噴射弁の軸線に対して傾斜して設けられる請求項9に記載の噴射弁の冷却装置。
- 前記隔壁を第1の隔壁として、
前記空間における前記先端領域とそれ以外の領域(56)との境界を塞ぐよう前記空間の周方向に延設された第2の隔壁(9)を備え、
前記第2の隔壁は、前記流入口が配置される区画領域である流入区域(53)の位置と、前記流出口が配置される区画領域である流出区域(54)の位置のそれぞれに、前記先端領域に導通する開口(91、92、93)が形成されている請求項1〜11のいずれか1項に記載の噴射弁の冷却装置。 - 前記第2の隔壁の開口のうち、前記流入区域の位置に形成された方を第1開口(91)、前記流出区域の位置に形成された方を第2開口(92)として、前記第1開口と前記第2開口とは前記噴射弁の軸線に対して対称となる位置に形成されている請求項12に記載の噴射弁の冷却装置。
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