JP6939129B2 - 尿素水噴射装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、内燃機関の排気通路に尿素水を噴射する尿素水噴射装置に関する。

特許文献１には、内燃機関の排気管のうち浄化装置の上流側に取り付けられた取付部材と、その取付部材に取り付けられて尿素水を噴射する噴射弁と、を備える尿素水噴射装置が開示されている。そして、噴射弁から噴射された尿素水は加水分解してアンモニアに変化し、そのアンモニアが還元剤として浄化装置へ供給される。

噴射弁は、尿素水を噴射する噴孔を形成する噴孔部材と、噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデーと、ボデーの内部に収容され供給流路を開閉する弁体とを有する。取付部材は、排気通路に連通して排気通路を径方向に拡大する拡大部を有し、拡大部へ尿素水を噴射するように噴射弁は取り付けられている。要するに、排気管の内壁面から奥まった位置に噴孔部材は位置している。

特開２０１０−３１７６８号公報

ここで、噴孔から噴射された尿素水の一部は、噴孔部材のうち噴孔を取り囲む面であって拡大部に露出する露出面に付着することがある。このように付着した尿素水が水に溶けにくい物質（難溶性物質）に変質し、その難溶性物質が噴孔の一部を塞いでしまい、噴孔からの噴射量低下や噴霧形状変化を招くおそれがある。そして、排気管の内壁面から奥まった位置に噴孔部材を位置させると、噴孔部材の露出面に付着した尿素水が難溶性物質に変質しやすい、との知見を本発明者らは得た。

開示される１つの目的は、難溶性物質が噴孔を塞ぐことの抑制を図った尿素水噴射装置を提供することである。

ここに開示された尿素水噴射装置は、内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、およびボデーの内部に収容され供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０）を備え、噴孔部材は、噴孔を取り囲む面であって排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、噴射弁の中心線および排気管の中心線を含む断面で見た場合に、噴孔露出面の少なくとも一部は、排気管の内壁面（１２ｂ）と同一直線上に配置されており、噴孔露出面には、噴孔を取り囲む環状の溝（５２）が形成されており、噴孔露出面のうち溝を取り囲む部分が内壁面と同一直線上に配置されている部分である。
別の開示された尿素水噴射装置は、内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、およびボデーの内部に収容され供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）を備え、噴孔部材は、噴孔を取り囲む面であって排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、噴射弁の中心線および排気管の中心線を含む断面で見た場合に、噴孔露出面の少なくとも一部は、排気管の内壁面（１２ｂ）と同一直線上に配置されており、噴孔露出面の少なくとも一部は、排気管の内壁面のうち平面形状に形成された平坦面（１１３ｂ）と同一平面上に配置されている。
別の開示された尿素水噴射装置は、内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、およびボデーの内部に収容され供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）を備え、噴孔部材は、噴孔を取り囲む面であって排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、噴射弁の中心線および排気管の中心線を含む断面で見た場合に、噴孔露出面の少なくとも一部は、排気管の内壁面（１２ｂ）と同一直線上に配置されており、供給流路は、互いに異なる向きに還元剤を流通させる第１流通部（５３）および第２流通部（５４）と、第１流通部を流通した還元剤と第２流通部を流通した還元剤とを合流させ、合流した還元剤を噴孔へ導く合流部（５５）と、一端側から流入した還元剤と他端側から流入した還元剤とを衝突させる第１流路部（４３）と、一端側から流入した還元剤と他端側から流入した還元剤とを衝突させる第２流路部（４４）と、を有する。

ここで、「排気管の内壁面から奥まった位置に噴孔部材を位置させると、噴孔露出面に付着した尿素水が難溶性物質に変質しやすい」との知見は先述した通りである。この現象が生じるメカニズムについて、本発明者らは以下のように考察している。すなわち、先ず噴孔露出面に付着した尿素水の水分が排気熱により蒸発して尿素が析出する。その後、噴孔露出面に析出した尿素の一部は、排気熱により熱分解して気体のアンモニアや気体のイソシアン酸に変化する。以下の説明では、上述の如く発生したアンモニアやイソシアン酸のことを総称して反応ガスと呼ぶ。その後、析出している尿素の一部が、反応ガスと反応することで難溶性物質に変化する。

これらの知見および考察を鑑み、上記尿素水噴射装置では、噴射弁の中心線および排気管の中心線を含む断面で見た場合に、噴孔露出面の少なくとも一部は、排気管の内壁面と同一直線上に配置されている。これによれば、排気管の内壁面に沿って流れる排気を噴孔露出面に沿って流すことが促進されるので、噴孔露出面に析出した尿素から発生する反応ガスが、排気とともに流されやすくなる。そのため、噴孔露出面に析出した尿素と反応ガスとの反応が抑制されるので、尿素の難溶性物質への変化が抑制される。よって、難溶性物質が噴孔の一部を塞ぐことを抑制でき、噴孔からの噴射量低下や噴霧形状変化を招くおそれを低減できる。

さらに、別の開示された尿素水噴射装置は、内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、およびボデーの内部に収容され供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）と、噴射弁に取り付けられ、噴射弁を冷却する冷媒を流通させる冷却部材（６０）と、を備え、噴孔部材は、噴孔を取り囲む面であって排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、冷却部材は、噴孔露出面を取り囲む面であって排気通路に露出する冷却露出面（６１ａ）を有し、噴射弁の中心線および排気管の中心線を含む断面で見た場合に、噴孔露出面の少なくとも一部は、冷却露出面と同一直線上に配置されており、噴孔露出面の少なくとも一部は、排気管の内壁面のうち平面形状に形成された平坦面（１１３ｂ）と同一平面上に配置されている。
別の開示された尿素水噴射装置は、内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、およびボデーの内部に収容され供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）と、噴射弁に取り付けられ、噴射弁を冷却する冷媒を流通させる冷却部材（６０）と、を備え、噴孔部材は、噴孔を取り囲む面であって排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、冷却部材は、噴孔露出面を取り囲む面であって排気通路に露出する冷却露出面（６１ａ）を有し、噴射弁の中心線および排気管の中心線を含む断面で見た場合に、噴孔露出面の少なくとも一部は、冷却露出面と同一直線上に配置されており、供給流路は、互いに異なる向きに還元剤を流通させる第１流通部（５３）および第２流通部（５４）と、第１流通部を流通した還元剤と第２流通部を流通した還元剤とを合流させ、合流した還元剤を噴孔へ導く合流部（５５）と、一端側から流入した還元剤と他端側から流入した還元剤とを衝突させる第１流路部（４３）と、一端側から流入した還元剤と他端側から流入した還元剤とを衝突させる第２流路部（４４）と、を有する。

上述した知見および考察を鑑み、上記尿素水噴射装置では、噴射弁の中心線および排気管の中心線を含む断面で見た場合に、噴孔露出面の少なくとも一部は、冷却露出面と同一直線上に配置されている。これによれば、冷却露出面に沿って流れる排気を噴孔露出面に沿って流すことが促進されるので、噴孔露出面に析出した尿素から発生する反応ガスが、排気とともに流されやすくなる。そのため、噴孔露出面に析出した尿素と反応ガスとの反応が抑制されるので、尿素の難溶性物質への変化が抑制される。よって、難溶性物質が噴孔の一部を塞ぐことを抑制でき、噴孔からの噴射量低下や噴霧形状変化を招くおそれを低減できる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係る尿素水噴射装置が排気管に取り付けられた状態を示す模式図。 図１の拡大図。 図２に示す噴射弁の断面図。 図３の分解斜視図。 図４のＶ矢視図。 第１実施形態の第１比較例に係る噴射弁を示す図。 第１実施形態において、第１流通部、第２流通部、合流部および突起部材を模式的に示す図。 第１実施形態の第２比較例に係る噴射弁を示す図。 第２実施形態に係る噴射弁の断面図。 図９のＸ矢視図。 図９のＸＩ矢視図。 第３実施形態に係る噴射弁の断面図。 図１２のＸＩＩＩ矢視図。 図１２のＸＩＶ矢視図。 第４実施形態に係る噴射弁の斜視図。 図１５の断面図。 第５実施形態に係る尿素水噴射装置が排気管に取り付けられた状態を示す断面図。 第６実施形態に係る尿素水噴射装置が排気管に取り付けられた状態を示す断面図。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

（第１実施形態）
図１に示す排気管１１は、車両に搭載されて走行駆動源として機能する内燃機関（図示せず）の排気ポートに接続されている。内燃機関の燃焼室から排出された排気は、排気管１１内部の排気通路１１ａを通じて流れ、微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ２０Ａ）および浄化装置２０等で浄化された後に大気へ放出される。ＤＰＦ２０Ａは、排気に含まれる微粒子状物質を捕集する機能を有しており、排気管１１のうち浄化装置２０の上流側に取り付けられている。浄化装置２０は、排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を還元浄化する機能を有する。

ＤＰＦ２０Ａでの捕集量が所定量を超えたと判定された場合には、ＤＰＦ２０Ａを所定温度（例えば６５０℃）以上に温度上昇させて、捕集されている微粒子を燃焼させて除去する。温度上昇させる手法としては、排気温度を上昇させるように内燃機関の運転状態を制御したり、排気に含まれる未燃燃料を増量させるように内燃機関の運転状態を制御したりすることが挙げられる。また、ＤＰＦ２０Ａの上流側と下流側との差圧を検出し、検出された差圧が所定値以上である場合に、捕集量が所定量を超えたと判定する。

浄化装置２０は、保持部材２１、基材２２および触媒層を備える。基材２２はハニカム形状に形成されたセラミック製であり、ハニカムの表面には触媒層が支持されている。基材２２の外形形状は、排気流れ方向に延びる円柱形状である。基材２２の円柱両端面のうち排気流れ上流側の端面は、排気流入口２２ａとして機能する。基材２２の外周面は、保持部材２１により排気管１１に保持されている。触媒層には、以下に説明する還元触媒成分および吸着成分が含まれている。還元触媒成分は、排気に含まれるＮＯｘを還元するための成分であり、例えば白金が用いられる。吸着成分にはゼオライトが用いられており、後述するアンモニアを物理的に吸着する。

排気管１１のうち浄化装置２０の上流側部分かつＤＰＦ２０Ａの下流側部分には、尿素水を噴射する尿素水噴射装置Ｄが取り付けられている。排気通路１１ａに噴射された尿素水は、排気熱により加水分解する。これにより、排気通路１１ａで気体のアンモニアが生成される。生成されたアンモニアは、排気流入口２２ａから基材２２内部へ流入し、触媒層に吸着される。具体的には、触媒層に含まれる吸着成分にアンモニアが物理的に吸着される。

吸着されているアンモニアの一部は、触媒層に含まれる還元触媒成分上で、排気に含まれているＮＯｘを還元する。したがって、厳密には、尿素水噴射装置Ｄから噴射される尿素水の状態では還元剤とは言えず、尿素水の加水分解により生成されたアンモニアが還元剤として作用する。

尿素水噴射装置Ｄは、尿素水を噴射する噴射弁３０と、噴射弁３０を冷却する冷媒を流通させる冷却部材６０とを備える。排気管１１は、本体部１１０および取付部１２を有する。本体部１１０には円形の開口部１１０ａが形成されている。この開口部１１０ａに取付部１２が溶接等で固定されている。クリップ等の結合部材１３により冷却部材６０が取付部１２に取り付けられており、冷却部材６０に噴射弁３０が保持されている。噴射弁３０は、重力方向下側に向けて尿素水を噴射する向き、車両搭載状態において中心線Ｃが重力方向と一致する向きに搭載されている。

図２に示すように、噴射弁３０は、ボデー３１、弁体３２および電磁コイル３３を備える。ボデー３１は、弁体３２および電気アクチュエータを内部に収容する。電気アクチュエータは、電磁コイル３３と、図示しない固定コアおよび可動コアを有する。電磁コイル３３への通電により生じた電磁吸引力により、弁体３２が開弁作動すると、ボデー３１に形成された噴孔５１（図３参照）から尿素水が排気通路１１ａへ噴射される。

ボデー３１の一部は排気通路１１ａに位置して排気に晒されている。ボデー３１のうち排気に晒されている部分には、尿素水を噴射する噴孔５１が形成されている。本実施形態に係る噴射弁３０は噴孔５１を１つ備えているが、複数備えていてもよい。噴孔５１から噴射された尿素水は円錐形状の噴霧Ｆ（図１参照）を形成する。

車両には、尿素水を貯留するタンクと、タンクに貯留された尿素水を噴射弁３０へ圧送するポンプが搭載されている（図示せず）。ポンプは、電動モータにより駆動する電動式である。ポンプへ供給する電力を制御することで、噴射弁３０へ供給される尿素水の圧力が制御され、ひいては、噴孔５１からの尿素水の噴射圧力が制御される。

図示しない電子制御装置（以下、ＥＣＵと記載）は、電磁コイル３３への通電を制御することで、噴孔５１からの尿素水の噴射開始と噴射停止を制御する。さらにＥＣＵは、ポンプが有する電動モータへの供給電力を制御することで、尿素水の噴射圧を制御する。本実施形態に係る尿素水噴射システムは、尿素水噴射装置ＤおよびＥＣＵを備える。本実施形態に係る排気浄化システムは、尿素水噴射システムに加えて浄化装置２０を備える。

次に、噴射弁３０の構造について、図２を用いて詳細に説明する。

噴射弁３０の電磁コイル３３１へ通電すると、電気アクチュエータの固定コアおよび可動コアに磁束が生じ、この磁束による電磁吸引力により可動コアは固定コアへ吸引される。可動コアは弁体３２に取り付けられているので、弁体３２は可動コアとともに、中心線Ｃ方向に往復移動する。

噴射弁３０のボデー３１は、先端側ボデー３１３、プレート部材４０および噴孔部材５０を有する。先端側ボデー３１３は、内部に弁体３２を収容する円筒形状である。先端側ボデー３１３の円筒内周面には、弁体３２の先端に設けられたシート面３２ｓが離着座するシート面３１３ｓが形成されている（図３参照）。

噴射弁３０には尿素水を供給する供給配管１４が接続されている。供給配管１４から供給される尿素水は、ボデー３１の流入口３１ａから弁体３２の内部通路３２ａを流通した後、弁体３２の側壁に形成された流出口３２ｃ（図３）から流出する。そして、先端側ボデー３１３の内周面と弁体３２の外周面との間に形成される環状通路３１３ａ、弁体３２の先端に沿う合流通路３１３ｂを順に流通する。環状通路３１３ａは、シート面３１３ｓに弁体３２が離着座することで開閉される。合流通路３１３ｂは、環状通路３１３ａにて環状に分布する尿素水を合流させて、中心線Ｃを含む円盤状に分布させる。なお、環状通路３１３ａ、合流通路３１３ｂおよび噴孔５１の中心線は、弁体３２の中心線Ｃと一致する。

図３に示すように、先端側ボデー３１３の先端には、プレート部材４０および噴孔部材５０が取り付けられている。プレート部材４０は、先端側ボデー３１３と噴孔部材５０の間に配置されている。例えば、先端側ボデー３１３、プレート部材４０および噴孔部材５０は溶接により接合されている。

プレート部材４０は、合流通路３１３ｂを噴孔側から覆う円板形状のプレート４１と、プレート４１の外周端から先端側ボデー３１３の外周面に沿って延びる円筒部４２とを有する。プレート４１には、合流通路３１３ｂと連通する第１貫通穴４３および第２貫通穴４４が形成されている。第１貫通穴４３および第２貫通穴４４は、プレート４１内で連通することなく互いに分離した状態で形成されている。

図４に示すように、第１貫通穴４３および第２貫通穴４４は、中心線Ｃの周りに延びる円弧形状である。第１貫通穴４３の円弧長さと第２貫通穴４４の円弧長さは同じである。第１貫通穴４３および第２貫通穴４４の外周縁の径方向位置は、合流通路３１３ｂの外周縁の径方向位置と同じである。プレート４１の反噴孔側の面は、中心線Ｃに対して垂直に拡がる平坦な形状である。プレート４１の噴孔側の面には、噴孔５１に向けて突出する突起部材４５が形成されている。プレート４１は金属製であり、突起部材４５は、プレート４１をプレス加工して製造してもよいし切削加工して製造してもよいし、プレート４１に溶接して製造してもよい。

噴孔部材５０には、尿素水を噴射する噴孔５１が１つ形成されている。噴孔５１は、噴孔部材５０の中心線Ｃ上に沿って中心線Ｃ方向に延びる形状であり、下流側であるほど通路断面積が大きくなる形状である（図４参照）。噴孔５１の下流端開口５１ｂは、中心線Ｃを中心とした円形である。噴孔部材５０のうちプレート部材４０と反対側の端面には、下流端開口５１ｂを囲む環状溝５２（図３参照）が形成されている。環状溝５２を形成することで、噴孔部材５０の端面のうち下流端開口５１ｂの周縁部分に尿素水が表面張力で付着することを抑制させている。なお、図４では環状溝５２の図示を省略している。

噴孔部材５０のうちプレート４１に接触する面には、互いに異なる向きに延びて尿素水を流通させる第１流通部５３および第２流通部５４が形成されている。これらの流通部は、プレート４１側に開口する溝形状であり、溝開口はプレート４１によって覆われている。第１流通部５３および第２流通部５４は、同一平面上で延びるように配置され、径方向に直線状に延び、かつ、互いに並行に延びる形状である。

さらに、噴孔部材５０のうちプレート４１に接触する面には、第１流通部５３を流通した尿素水と第２流通部５４を流通した尿素水とを噴孔部材５０の中心で合流させ、合流した尿素水を噴孔５１へ導く合流部５５が形成されている。合流部５５は、渦生成部５５ａおよび渦流出部５５ｂを有する（図３参照）。

渦生成部５５ａは、中心線Ｃ方向に延びる円柱形状である。渦生成部５５ａは、第１流通部５３の下流端および第２流通部５４の下流端と連通する。以下の説明では、第１流通部５３から渦生成部５５ａへと流入する流入口を第１流入口５３ａ、第２流通部５４から渦生成部５５ａへと流入する流入口を第２流入口５４ａと呼ぶ（図７参照）。

渦流出部５５ｂは、中心線Ｃに沿って延びる円錐形状であり、下流側であるほど通路断面積が小さくなる形状である。渦流出部５５ｂの上流端は渦生成部５５ａの下流端と連通し、渦流出部５５ｂの下流端は噴孔５１の上流端と連通する。

プレート４１に形成された突起部材４５は、渦生成部５５ａに配置されている。突起部材４５は、プレート４１面に対して垂直に突出する形状、つまり中心線Ｃ方向に突出する形状である（図３参照）。噴孔側から見た突起部材４５の形状は、４つの頂点を有する四角形である（図７参照）。突起部材４５は、第１流入口５３ａおよび第２流入口５４ａと対向する位置に配置されている。第１流通部５３の流れ方向から見て、突起部材４５は第１流入口５３ａを覆う大きさであり、その流れ方向に投影した突起部材４５の面積は、第１流入口５３ａの面積よりも大きい。第２流通部５４の流れ方向から見て、突起部材４５は第２流入口５４ａを覆う大きさであり、その流れ方向に投影した突起部材４５の面積は、第１流入口５３ａの面積よりも大きい。

突起部材４５の突出長さは、弁体３２の開閉作動方向（中心線Ｃ方向）における第１流通部５３の深さ寸法および第２流通部５４の深さ寸法よりも長い。つまり、突起部材４５の突出端面４５ａは、第１流入口および第２流入口よりも噴孔側に位置する。渦生成部５５ａは、突起部材４５の突出方向から見て、第１流通部５３の幅寸法Ｌ５および第２流通部５４の幅寸法Ｌ５を拡幅させた形状である。つまり、渦生成部５５ａの直径Ｄ２は上記幅寸法Ｌ５よりも大きい（図５および図７参照）。なお、第１流通部５３の幅寸法Ｌ５および第２流通部５４の幅寸法Ｌ５は同一である。突起部材４５の幅寸法Ｌ６（図７参照）、つまり図３の紙面垂直方向の寸法は、突起部材４５の突出方向から見た第１流入口５３ａの幅寸法Ｌ５および第２流入口５４ａの幅寸法Ｌ５に比べて大きい。

図７に示すように、突起部材４５は、第１傾斜面４５ｔ１および第２傾斜面４５ｔ２を有する。第１傾斜面４５ｔ１は、突起部材４５の突出方向から見た幅寸法を、第１流入口５３ａから突起部材４５の中心に近づくにつれて徐々に拡大させる向きに傾斜する形状である。第２傾斜面４５ｔ２は、突起部材４５の突出方向から見た幅寸法を、第２流入口５４ａから突起部材４５の中心に近づくにつれて徐々に拡大させる向きに傾斜する形状である。第１傾斜面４５ｔ１および第２傾斜面４５ｔ２は、突起部材４５の中心側へ凹む向きに湾曲した形状である。

次に、図４〜図８を用いて、合流通路３１３ｂから下流端開口５１ｂに至るまでの尿素水の流れについて詳細に説明する。なお、以下の説明では第１貫通穴４３のうち第１流通部５３と連通する部分を第１連通部４３ａと呼び、第２貫通穴４４のうち第２流通部５４と連通する部分を第２連通部４４ａと呼ぶ。第１貫通穴４３のうち第１連通部４３ａより一端側の部分および他端側の部分の各々を第１通路４３ｂ、４３ｃと呼び、第２貫通穴４４のうち第２連通部４４ａより一端側の部分および他端側の部分の各々を第２通路４４ｂ、４４ｃと呼ぶ。そして、第１連通部４３ａは第１貫通穴４３の中央部分に配置され、２つの第１通路４３ｂ、４３ｃの通路長さは同一である。同様にして、第２連通部４４ａは第２貫通穴４４の中央部分に配置され、２つの第２通路４４ｂ、４４ｃの通路長さは同一である。

環状通路３１３ａから合流通路３１３ｂへ合流した尿素水は、第１貫通穴４３および第２貫通穴４４へ流入する。詳細には、合流通路３１３ｂのうち第１貫通穴４３および第２貫通穴４４の直上に位置する尿素水は、そのまま第１貫通穴４３および第２貫通穴４４へ流入する。上記直上から外れた位置の尿素水は、図４中の矢印Ｆ１に示すように、プレート４１面に沿って流れて、第１貫通穴４３および第２貫通穴４４へ流入する。

第１貫通穴４３へ流入した尿素水は、第１連通部４３ａへ向けて流れる。そして、第１貫通穴４３の円弧両端の一端側から第１連通部４３ａへ向けて流れる尿素水（矢印Ｆ２参照）と、他端側から第１連通部４３ａへ向けて流れる尿素水（矢印Ｆ３参照）とが、第１連通部４３ａで正面衝突する。つまり、２つの第１通路４３ｂ、４３ｃをそれぞれ流れた尿素水が、第１連通部４３ａで衝突する。その後、衝突した尿素水は、第１流通部５３の両端のうち径方向外側の端部へ流入する。

同様にして、第２貫通穴４４の円弧両端の一端側から第２連通部４４ａへ向けて流れる尿素水と、他端側から第２連通部４４ａへ向けて流れる尿素水とが、第２連通部４４ａで衝突する。つまり、２つの第２通路４４ｂ、４４ｃをそれぞれ流れた尿素水が、第２連通部４４ａで正面衝突する。その後、衝突した尿素水は、第２流通部５４の両端のうち径方向外側の端部へ流入する。

第１流通部５３および第２流通部５４の各々へ流入した尿素水は、合流部５５の渦生成部５５ａへ向けて流れる。そして、第１流通部５３を流れて第１流入口５３ａから渦生成部５５ａへ流入した尿素水（矢印Ｆ４参照）と、第２流通部５４を流れて第２流入口５４ａから渦生成部５５ａへ流入した尿素水（矢印Ｆ５参照）とが、渦生成部５５ａで衝突する。

厳密には、これらの尿素水の主流は、渦生成部５５ａ内にて先ず突起部材４５に衝突し、第１傾斜面４５ｔ１および第２傾斜面４５ｔ２に沿って渦を巻くように流れる（矢印Ｆ６、Ｆ７参照）。そして、第１傾斜面４５ｔ１に衝突して渦巻く尿素水（矢印Ｆ６参照）と、第２傾斜面４５ｔ２に衝突して渦巻く尿素水（矢印Ｆ７参照）とが、渦生成部５５ａで衝突して合流する。

このように渦巻く尿素水は、渦の直径を拡大させようとしながら、つまり径方向外側へ拡がろうとしながら渦流出部５５ｂおよび噴孔５１へと順に流通し、その後も、径方向外側へ拡がろうとしながら下流端開口５１ｂから噴射される。そのため、下流端開口５１ｂから噴射した直後も、径方向外側へ拡がろうとするので、噴霧Ｆの角度が大きくなる。

なお、内部通路３２ａ、環状通路３１３ａ、合流通路３１３ｂ、第１貫通穴４３、第２貫通穴４４、第１流通部５３、第２流通部５４および合流部５５は、噴孔５１へ尿素水を供給する供給流路に相当する。また、第１貫通穴４３は、一端側から流入した尿素水と他端側から流入した尿素水とを衝突させるとともに、その衝突後の尿素水を第１流通部５３へ導く第１流路部に相当する。第２貫通穴４４は、一端側から流入した尿素水と他端側から流入した尿素水とを衝突させるとともに、その衝突後の尿素水を第２流通部５４へ導く第２流路部に相当する。

次に、冷却部材６０の構造について、図２を用いて詳細に説明する。

冷却部材６０は、外ボデー６１、内ボデー６２、熱伝導部材６３、係止部６４およびカバー６５を有する。外ボデー６１は金属製の有底円筒形状であり、外ボデー６１の円筒外周面は鍔部１２１の開口部１２ａに挿入されている。外ボデー６１の底面は、排気通路１１ａに露出する冷却露出面６１ａに相当する。冷却露出面６１ａには円形の開口穴６１ｂが形成されている。開口穴６１ｂには噴孔部材５０が取り付けられている。噴孔部材５０のうち、噴孔５１を取り囲む面であって、開口穴６１ｂから排気通路１１ａに露出する面は、噴孔露出面５０ａに相当する。つまり、冷却露出面６１ａは噴孔露出面５０ａを取り囲む円環形状である。

内ボデー６２は、外ボデー６１の内側に配置された金属製の有底円筒形状である。内ボデー６２の外周面と外ボデー６１の内周面とで囲まれた領域が冷媒通路６２ａとして機能する。外ボデー６１には流入配管６１ｉｎおよび流出配管６１ｏｕｔが接続されている。冷媒には、内燃機関の冷却水が用いられている。

流入配管６１ｉｎから冷媒通路６２ａへ流入した冷媒は、流出配管６１ｏｕｔから流出する。熱伝導部材６３は円筒形状であり、内ボデー６２と噴射弁３０との間に配置されている。熱伝導部材６３の外周面は内ボデー６２の内周面と接触し、熱伝導部材６３の内周面はボデー３１の外周面と接触する。したがって、ボデー３１の熱は熱伝導部材６３および内ボデー６２を通じて冷媒へと伝わり、図示しない冷媒ポンプを駆動させて液体の冷媒を循環させることで、ボデー３１は冷媒により冷却される。

係止部６４は、外ボデー６１の外周面に溶接等で固定されている。結合部材１３は、冷却部材６０の係止部６４と取付部１２の係止部１２２とを挟み込んで結合する。これにより、冷却部材６０が取付部１２に取り付けられる。

カバー６５は、外ボデー６１に溶接等で固定され、カバー６５の開口部６５ａにボデー３１が嵌め込まれている。これにより、ボデー３１がカバー６５で支持される。また、噴孔部材５０の外周面が外ボデー６１で支持されている。これらの支持により、噴射弁３０は冷却部材６０に保持されている。

さて、排気管１１の取付部１２のうち開口部１１０ａに嵌め込まれた部分を鍔部１２１と呼ぶ。鍔部１２１は冷却露出面６１ａを取り囲む円環形状である。排気通路１１ａは、本体部１１０の内壁面１１ｃおよび鍔部１２１の内壁面１２ｂにより形成される。鍔部１２１は、本体部１１０のうち直角に折れ曲がる部分に取り付けられている。図１を用いてより詳細に説明すると、本体部１１０は、中心線Ｃ１を中心とした第１配管部１１１と、中心線Ｃ２を中心とした第２配管部１１２とを有し、これらの中心線Ｃ１、Ｃ２は直交する。第１配管部１１１にはＤＰＦ２０Ａが配置され、第２配管部１１２には浄化装置２０が配置されている。そして、取付部１２は第１配管部１１１に取り付けられている。

第１配管部１１１の内壁面１１ｃが中心線Ｃ１方向に見て円形であり湾曲している。この湾曲に倣って、鍔部１２１の内壁面１２ｂも湾曲している。具体的には、各々の内壁面１１ｃ、１２ｂの曲率は同じである。これに対し、冷却露出面６１ａおよび噴孔露出面５０ａについては、中心線Ｃ１方向に見て平板形状である。よって、厳密には、中心線Ｃ１の周方向において鍔部１２１の内壁面１２ｂと冷却露出面６１ａと境界は段差を有している。但し、第１配管部１１１の直径に対して冷却露出面６１ａの直径は十分に小さい（例えば半分以下）ため、上記段差は目視確認困難な程度に小さい。

排気管１１のうち鍔部１２１の内壁面１２ｂと第１配管部１１１の内壁面１１ｃとは同一平面上に配置されており、互いの内壁面１２ｂ、１１ｃは、中心線Ｃ１の方向（排気流れ方向）および第１配管部１１１の周方向のいずれにおいても連続して連なっている。

また、噴射弁３０の中心線Ｃおよび第１配管部１１１の中心線Ｃ１を含む断面、つまり図２に示す断面で見た場合に、噴孔露出面５０ａおよび冷却露出面６１ａが、鍔部１２１の内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている。つまり、中心線Ｃ１の方向（排気流れ方向）において、噴孔露出面５０ａ、冷却露出面６１ａおよび内壁面１２ｂは連続して連なっている。

厳密には、冷却露出面６１ａの外周縁部は曲げ加工により湾曲した形状になっているため、その湾曲部については内壁面１２ｂとは同一直線上に配置されていない。そのため、冷却露出面６１ａの全体が内壁面１２ｂと同一直線上に配置されているとまでは言えず、冷却露出面６１ａのうち上記湾曲部を除く部分が内壁面１２ｂと同一直線上に配置されていると言える。

また、噴孔露出面５０ａには環状溝５２が形成されているため、環状溝５２の部分については内壁面１２ｂとは同一直線上に配置されていない。そのため、噴孔露出面５０ａの全体が内壁面１２ｂと同一直線上に配置されているとまでは言えず、噴孔露出面５０ａのうち環状溝５２の外周側部分つまり環状溝５２を取り囲む部分が、内壁面１２ｂと同一直線上に配置されていると言える。

また、噴孔露出面５０ａのうち環状溝５２を取り囲む部分と、冷却露出面６１ａのうち上記湾曲部を除く部分とは、同一平面上に配置されている。つまり、これらの部分同士は、中心線Ｃ１の方向（排気流れ方向）および第１配管部１１１の周方向のいずれにおいても同一直線上に配置されている。

ここで、「排気管１１の内壁面１２ｂから奥まった位置に噴孔部材５０を位置させると、噴孔露出面５０ａに付着した尿素水が難溶性物質に変質しやすい」との知見を本発明者らは得ている。この現象が生じるメカニズムについて以下に説明する。

先ず噴孔露出面５０ａに尿素水が付着すると、その付着した尿素水の水分が排気熱により蒸発して、噴孔露出面５０ａに尿素が析出する。その後、噴孔露出面５０ａに析出した尿素の一部は、排気熱により熱分解してアンモニアガス（反応ガス）やイソシアン酸ガス（反応ガス）に変化する。その後、析出している尿素の一部が、反応ガスと反応することで難溶性物質に変化する。

この変化をより詳細に説明すると、尿素は、１００℃以上の雰囲気でイソシアン酸ガスと反応することでビウレットに変化する。ビウレットは、１１０℃以上の雰囲気でイソシアン酸ガスと反応することでトリウレットに変化する。トリウレットは、１１０℃以上の雰囲気でシアヌル酸に変化する。シアヌル酸は、１４０℃以上の雰囲気でアンモニアガスと反応することでアンメリドに変化する。アンメリドは、２５０℃以上の雰囲気でアンモニアガスと反応することでアンメリンに変化する。アンメリンは、３００℃以上の雰囲気でアンモニアガスと反応することでメラミンに変化する。

要するに、反応ガスと反応する雰囲気温度が高温になるにつれ、尿素、ビウレット、トリウレット、シアヌル酸、アンメリド、アンメリン、メラミンの順に変化する。そして、シアヌル酸、アンメリド、アンメリン、メラミンは、環状構造を有する分子構造であり、これらは水に溶けにくい難溶性物質として定義される。一方、尿素、ビウレット、トリウレットは、環状構造を有していない分子構造であり、これらは水に溶けやすい可溶性物質として定義される。

このように、噴孔露出面５０ａや噴孔５１の内周面に付着した尿素水が、高温環境下で可溶性物質に変質し、さらに高温の環境下では難溶性物質に変質するおそれがある。可溶性物質であれば、噴孔５１から噴射される尿素水に溶けて除去される。その一方で、難溶性物質であれば、噴孔５１から噴射される尿素水に溶けにくいので除去されにくく、噴孔５１から噴射される尿素水に干渉し、噴射量の低下や噴霧Ｆ形状の悪化を招く。

この問題に対し本実施形態では、噴射弁３０の中心線Ｃおよび第１配管部１１１の中心線Ｃ１を含む断面で見た場合に、噴孔露出面５０ａの少なくとも一部は、排気管１１のうち取付部１２の内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている。

これによれば、排気管１１の内壁面１２ｂに沿い第１配管部１１１の中心線Ｃ１方向に流れる排気が、噴孔露出面５０ａに沿って流すことを促進できる。よって、噴孔露出面５０ａに析出した尿素から発生する反応ガスが、排気とともに流されやすくなる。そのため、噴孔露出面５０ａに尿素が析出したとしても、その析出尿素の難溶性物質への変質に要する反応ガスの多くが排気とともに流されているので、析出尿素の難溶性物質への変質が抑制される。よって、難溶性物質が噴孔５１の一部を塞ぐことを抑制でき、噴孔５１からの噴射量低下や噴霧形状変化を招くおそれを低減できる。

さらに本実施形態では、噴孔露出面５０ａには、噴孔５１を取り囲む環状溝５２が形成されている。そのため、噴孔露出面５０ａのうち下流端開口５１ｂの周縁部分に尿素水が表面張力で付着することを抑制できる。そして、噴孔露出面５０ａのうち環状溝５２を取り囲む部分が、内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている部分である。そのため、反応ガスを排気とともに流しやすくするとともに尿素水の付着抑制を図ることができる。

さらに本実施形態では、噴射弁３０に取り付けられ、噴射弁３０を冷却する冷媒を流通させる冷却部材６０を備える。この冷却部材６０は、噴孔露出面５０ａを取り囲む面であって、排気通路１１ａに露出する冷却露出面６１ａを有する。そして、噴射弁３０の中心線Ｃおよび第１配管部１１１の中心線Ｃ１を含む断面で見た場合に、冷却露出面６１ａの少なくとも一部は、噴孔露出面５０ａおよび内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている。そのため、排気管１１の内壁面１２ｂに沿い第１配管部１１１の中心線Ｃ１方向に流れる排気が、冷却露出面６１ａとともに噴孔露出面５０ａに沿って流れることを促進できる。よって、噴孔露出面５０ａに析出した尿素から発生する反応ガスが、排気とともに流されやすくなることをさらに促進できる。

さらに本実施形態では、噴孔露出面５０ａの少なくとも一部と冷却露出面６１ａの少なくとも一部とは、同一平面上に配置されている。そのため、その同一平面に沿って排気が流れやすくなるので、反応ガスが排気とともに流されやすくなることをさらに促進できる。

ここで、本実施形態では以下に説明する構成（微粒化構造）を採用することで、噴霧Ｆを広角にでき、その結果、浄化装置２０の排気流入口２２ａに対して均一に尿素水を噴霧させることができる。しかも、噴霧広角化に伴い噴霧の微粒化を促進できる。しかし、微粒化が促進されると噴孔露出面５０ａに尿素水が付着しやすくなり、先述した難溶性物質の生成が懸念されるようになる。つまり、微粒化構造を採用して微粒化および広角化を図ることの背反として難溶性物質の生成が懸念される。したがって、微粒化構造を採用した噴射弁３０に、先述した同一直線上配置の構造を採用する本実施形態によれば、微粒化および広角化を図りつつ、難溶性物質の生成抑制を図ることができる。

以下、上述した微粒化構造について説明する。

本実施形態では、噴孔５１へ尿素水を供給する供給流路は、互いに異なる向きに尿素水を流通させる第１流通部５３および第２流通部５４と、合流部５５とを有する。合流部５５は、第１流通部５３を流通した尿素水と第２流通部５４を流通した尿素水とを合流させ、合流した尿素水を噴孔５１へ導く。そして合流部５５には、噴孔５１に向けて突出する突起部材４５が配置されている。

したがって、互いに異なる方向に流通した尿素水が合流するにあたり、互いの尿素水は突起部材４５に衝突した後に合流するようになり、互いの尿素水が正面衝突して合流することが抑制される。そして、突起部材４５に衝突した尿素水は、図７中の矢印Ｆ６、Ｆ７に示すように、突起部材４５の突出方向から見て渦生成部５５ａの径方向外側に流れて渦巻き、その後に合流するように促される。その結果、合流後の尿素水は、径方向に拡がる向きに渦巻きながら噴孔５１から噴射されることになり、噴霧Ｆを広角にでき、微粒化を促進できる。

なお、図８に示す第２比較例では、本実施形態に係る突起部材４５を廃止している。この場合、図７中の矢印Ｆ６、Ｆ７に示すような、突起部材４５に衝突したことに起因する渦成分は生成されない。そのため、突起部材４５を備える本実施形態によれば、突起部材４５を廃止した第２比較例に比べて噴霧Ｆが広角になる。

さらに本実施形態では、合流部５５の渦生成部５５ａは、突起部材４５の突出方向から見て、第１流通部５３の幅寸法Ｌ５および第２流通部５４の幅寸法Ｌ５を拡幅させた形状である。そのため、渦生成部５５ａで尿素水が渦巻くに必要なスペースを十分に確保でき、尿素水の渦生成を促進でき、ひいては、噴霧Ｆが径方向に拡がることを促進でき、微粒化を促進できる。

さらに本実施形態では、突起部材４５の突出方向から見た第１流入口５３ａの幅寸法Ｌ５および第２流入口５４ａの幅寸法Ｌ５に比べて、突起部材４５の幅寸法Ｌ６は大きい。これによれば、第１流入口５３ａから渦生成部５５ａへ流入する尿素水の主流と、第２流入口５４ａから渦生成部５５ａへ流入する尿素水の主流とが正面衝突することを抑制できる。そのため、正面衝突による渦巻き生成の阻害を抑制でき、噴霧Ｆが径方向に拡がることを促進でき、微粒化を促進できる。

さらに本実施形態では、突起部材４５の突出端面４５ａは、第１流入口５３ａおよび第２流入口５４ａよりも噴孔５１の側に位置する。そのため、第１流入口５３ａおよび第２流入口５４ａから渦生成部５５ａへ流入した尿素水のうち、突起部材４５に衝突せずに渦流出部５５ｂへ流入する成分、つまり十分な渦生成が為されずに渦流出部５５ｂへ流入する成分を少なくできる。よって、尿素水の渦生成を促進でき、ひいては、噴霧Ｆが径方向に拡がることを促進でき、微粒化を促進できる。

さらに本実施形態では、第１傾斜面４５ｔ１および第２傾斜面４５ｔ２は、突起部材４５の中心側へ凹む向きに湾曲した形状である。そのため、第１傾斜面４５ｔ１および第２傾斜面４５ｔ２に沿って流れた尿素水は、湾曲面に沿った渦の流れになることを促される（図７参照）。よって、尿素水の渦生成をより一層促進できる。

さらに本実施形態では、第１流通部５３および第２流通部５４は同一平面上、つまり中心線Ｃに垂直な平面上に配置され、突起部材４５は、第１流通部５３の流通方向および第２流通部５４の流通方向に対して垂直に突出する形状である。そのため、第１流入口５３ａから渦生成部５５ａへ流入する流入方向と、第２流入口５４ａから渦生成部５５ａへ流入する流入方向とは、同一平面上、つまり中心線Ｃに垂直な平面上に配置される。よって、第１流入口５３ａから流入した尿素水の渦巻きと、第２流入口５４ａから流入した尿素水の渦巻きとが、同一平面上に位置することが促される。そのため、合流後の尿素水が径方向に拡がる向きに渦巻きながら噴孔５１から噴射されることが促進され、噴霧Ｆの広角化を促進でき、微粒化を促進できる。

さらに本実施形態では、合流通路３１３ｂと第１流通部５３を連通させる第１貫通穴４３、および合流通路３１３ｂと第２流通部５４を連通させる第２貫通穴４４を備える。第１貫通穴４３は、第１連通部４３ａおよび２つの第１通路４３ｂ、４３ｃを有する。第１連通部４３ａは、２つの第１通路４３ｂ、４３ｃの下流端と連通するとともに、第１流通部５３と連通する。２つの第１通路４３ｂ、４３ｃは、互いに異なる向きに尿素水を流通させて第１連通部４３ａへと導き衝突させる。第２連通部４４ａは、２つの第２通路４４ｂ、４４ｃの下流端と連通するとともに、第２流通部５４と連通する。２つの第２通路４４ｂ、４４ｃは、互いに異なる向きに尿素水を流通させて第２連通部４４ａへと導き衝突させる。

これによれば、第１連通部４３ａおよび第２連通部４４ａの各々で尿素水を衝突させた後に、合流部５５で尿素水が衝突することとなる。よって、第１流通部５３および第２流通部５４を流通する尿素水を、数多くの渦成分が含まれた状態、つまり乱流エネルギの高い状態にできる。その結果、渦生成部５５ａでの尿素水の渦生成を促進でき、ひいては、噴霧Ｆが径方向に拡がることと微粒化を促進できるようになる。上述した乱流エネルギとは、尿素水に含まれる複数の渦の運動エネルギの総和であるとも言える。

なお、図６に示す第１比較例では、本実施形態に係る第１貫通穴４３および第２貫通穴４４を、第１通路４３ｂ、４３ｃを廃止した第１貫通穴４３Ｐおよび第２通路４４ｂ、４４ｃを廃止した第２貫通穴４４Ｐに置き換えている。この場合、合流通路３１３ｂに分布する尿素水が、第１貫通穴４３および第２貫通穴４４の周囲から均等に流入するので、第１貫通穴４３および第２貫通穴４４での尿素水の衝突は殆ど生じない。これに対し本実施形態では、第１貫通穴４３Ｐは第１通路４３ｂ、４３ｃを有し、第２貫通穴４４Ｐは第２通路４４ｂ、４４ｃを有するので、第１貫通穴４３および第２貫通穴４４で尿素水が衝突することが促される。

さらに本実施形態では、第１貫通穴４３の中央部分に第１連通部４３ａを配置することで、２つの第１通路４３ｂ、４３ｃの通路長さを同一にしている。換言すると、第１貫通穴４３（第１流路部）の流路長のうち、第１連通部４３ａより一端側の流路長と第１連通部４３ａより他端側の流路長とが同一である。そのため、尿素水の衝突位置を第１連通部４３ａにでき、衝突直後の尿素水を第１流通部５３へ流入させることを促せる。

同様にして、第２貫通穴４４の中央部分に第２連通部４４ａを配置することで、２つの第２通路４４ｂ、４４ｃの通路長さを同一にしている。換言すると、第２貫通穴４４（第２流路部）の流路長のうち、第２連通部４４ａより一端側の流路長と第２連通部４４ａより他端側の流路長とが同一である。そのため、尿素水の衝突位置を第２連通部４４ａにでき、衝突直後の尿素水を第２流通部５４へ流入させることを促せる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態に係る噴射弁３０では、合流部５５に突起部材４５が設けられているが、本実施形態に係る噴射弁３０Ａでは、図９に示すように突起部材４５が廃止されている。また、上記第１実施形態では、第１流通部５３および第２流通部５４が同一直線上に延びる位置に設けられ、仮に突起部材４５が廃止されていれば、第１流通部５３を流通した尿素水と第２流通部５４を流通した尿素水とが合流部５５で正面衝突する構造である。これに対し本実施形態では、図１０に示すように第１流通部５３が延びる方向と第２流通部５４が延びる方向とがずれて配置されている。

また、上記第１実施形態では、第１流通部５３および第２流通部５４の各々に連通する第１貫通穴４３および第２貫通穴４４がプレート部材４０に形成されている。これに対し本実施形態では、図１１に示すようにプレート部材４０を廃止しており、第１貫通穴４３および第２貫通穴４４が先端側ボデー３１３に形成されている。また、第１実施形態に係る第１貫通穴４３および第２貫通穴４４は、中心線Ｃ方向視において円周方向に延びる形状である。これに対し、本実施形態に係る第１貫通穴４３および第２貫通穴４４は、図１１に示すように中心線Ｃ方向視において円形形状である。

上記構造の噴射弁３０Ａでは、第１貫通穴４３および第２貫通穴４４を流通した尿素水の各々は、第１流通部５３および第２流通部５４へ流入する。その後、第１流通部５３および第２流通部５４を流通して合流部５５へ流入する。そして、第１流通部５３が延びる方向と第２流通部５４が延びる方向とがずれて配置されており、かつ、突起部材４５が廃止されているので、合流部５５へ流入した各々の尿素水は、中心線Ｃの周りに旋回する。例えば図１０では、合流部５５へ流入した尿素水は反時計周りに旋回する。その後、旋回しながら噴孔５１から円錐状に噴射される。

そして、本実施形態においても図２と同様にして、噴孔露出面５０ａと冷却露出面６１ａは同一平面上に配置され、噴孔露出面５０ａおよび冷却露出面６１ａは、内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている。

以上により、上述の如く合流部５５で尿素水を旋回させる構造の噴射弁３０Ａにおいても、噴霧Ｆの広角化と微粒化を促進できる。そして、微粒化が促進される構造つまり尿素水が付着しやすい構造の噴射弁３０Ａに、噴孔露出面５０ａを排気管１１の内壁面１２ｂと同一直線上に配置する構造を適用する本実施形態によれば、難溶性物質の固着抑制の効果が好適に発揮される。

（第３実施形態）
図１２、図１３および図１４に示すように、本実施形態に係る噴射弁３０Ｂは、上記第２実施形態に係る噴射弁３０Ａに、第３流通部５４０および第３貫通穴４４を追加した構造である。つまり、第２実施形態に係る噴射弁３０Ａは、第１流通部５３および第２流通部５４といった流通部を２本備えているのに対し、本実施形態に係る噴射弁３０Ｂは、第１流通部５３、第２流通部５４および第３流通部５４０といった流通部を３本備えている。

そして、本実施形態においても第２実施形態と同様にして、噴孔露出面５０ａと冷却露出面６１ａは同一平面上に配置され、噴孔露出面５０ａおよび冷却露出面６１ａは、内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている。よって、本実施形態においても第２実施形態と同様の効果が発揮される。

（第４実施形態）
上記各実施形態に係る噴射弁は噴孔５１を１つ備えているのに対し、本実施形態に係る噴射弁３０Ｃは、図１５および図１６に示すように噴孔５１を複数（４つ）備えている。なお、本実施形態ではプレート部材４０および噴孔部材５０が廃止されており、先端側ボデー３１３に噴孔５１が形成されている。

また、本実施形態に係る尿素水噴射装置では、冷却部材６０が排気通路１１ａに露出しておらず、冷却部材６０は冷却露出面６１ａを有していない。そして、図２の例では噴孔露出面５０ａが冷却露出面６１ａに隣接し、さらに冷却露出面６１ａが内壁面１２ｂに隣接しているが、本実施形態では、噴孔露出面５０ａは取付部１２の内壁面１２ｂに隣接し、内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている。

（第５実施形態）
上記第１実施形態では、噴孔露出面５０ａおよび冷却露出面６１ａは排気管１１の内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている（図２参照）。これに対し本実施形態では、図１７に示すように、噴孔露出面５０ａおよび冷却露出面６１ａは排気管１１の内壁面１２ｂよりも径方向外側に位置し、同一直線上よりも奥まった位置に配置されている。但し、噴射弁３０の中心線Ｃおよび排気管１１の中心線Ｃ１を含む断面で見た場合に、噴孔露出面５０ａの少なくとも一部は、冷却露出面６１ａと同一直線上に配置されている。より詳細には、噴孔露出面５０ａと冷却露出面６１ａとは互いに同一平面上に配置されている。

これによれば、冷却露出面６１ａに沿い第１配管部１１１の中心線Ｃ１方向に流れる排気が、噴孔露出面５０ａに沿って流すことを促進できる。よって、噴孔露出面５０ａに析出した尿素から発生する反応ガスが、排気とともに流されやすくなる。そのため、噴孔露出面５０ａに尿素が析出したとしても、その析出尿素の難溶性物質への変質が抑制される。

（第６実施形態）
上記第１実施形態では、第１配管部１１１の湾曲した内壁面１１ｃに開口部１１０ａが形成され、その開口部１１０ａに溶接されている取付部１２の内壁面１２ｂも、内壁面１１ｃと同一面上に沿うように湾曲している。その一方で、冷却露出面６１ａおよび噴孔露出面５０ａは同一平面上に拡がる平坦形状であり湾曲していない。これに対し本実施形態では、図１８に示すように、排気管１１に平面部１１３が形成されている。

平面部１１３の内壁面は平面形状に形成された平坦面１１３ｂに相当し、平面部１１３に形成された挿入穴１１３ａに噴射弁３０および冷却部材６０が挿入されている。なお、噴射弁３０の中心線Ｃと浄化装置２０の中心線Ｃ２とが一致するように噴射弁３０は配置されている。そして、噴孔露出面５０ａおよび冷却露出面６１ａは、平坦面１１３ｂと同一平面上に配置されている。

以上により、本実施形態によれば、噴孔露出面５０ａの少なくとも一部は、排気管１１の内壁面のうち平面形状に形成された平坦面１１３ｂと同一平面上に配置されている。そのため、平坦面１１３ｂに沿って流れる排気が、冷却露出面６１ａおよび噴孔露出面５０ａに沿って流すことを促進できる。よって、噴孔露出面５０ａに析出した尿素から発生する反応ガスが、排気とともに流されやすくなり、噴孔露出面５０ａに尿素が析出したとしても、その析出尿素の難溶性物質への変質が抑制される。

（他の実施形態）
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記第１実施形態では、噴孔露出面５０ａの少なくとも一部は、排気管１１の内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている。詳細には、噴孔露出面５０ａと内壁面１２ｂとの間には冷却露出面６１ａが介在しており、噴孔露出面５０ａと内壁面１２ｂとは隣接配置されていない。これに対し、冷却露出面６１ａを廃止して、噴孔露出面５０ａと内壁面１２ｂとを隣接配置させてもよい。

上記第１実施形態では、冷却露出面６１ａの外周縁部が曲げ加工により湾曲した形状になっているが、このような湾曲部を廃止した形状に形成し、冷却露出面６１ａの全体が内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている構成であってもよい。

上記第１実施形態では、噴孔露出面５０ａに環状溝５２が形成されているが、このような環状溝５２を廃止した形状に形成し、噴孔露出面５０ａの全体が内壁面１２ｂと同一直線上に配置されている構成であってもよい。

各実施形態に係る尿素水噴射装置Ｄが適用される排気浄化システムは、噴射弁３０から噴射された尿素水を拡散させる拡散板を備えていてもよいし、そのような拡散板を備えていなくてもよい。

上記第１実施形態では、第１流通部５３および第２流通部５４は、同一平面上に配置され、中心線Ｃに対して垂直に延びる形状である。これに対し、第１流通部５３および第２流通部５４は、中心線Ｃを含む断面視（図３参照）において、中心線Ｃに垂直な平面に対して傾斜する向きに延びる形状であってもよい。

上記第１実施形態では、噴孔部材５０に形成される噴孔５１の数は１つである。これに対し、複数の噴孔５１を噴孔部材５０に形成してもよい。例えば、複数の噴孔を１つの合流部５５から分岐させ、合流部５５内の尿素水が複数の噴孔へ分配されるように構成すればよい。

上記各実施形態では、第１貫通穴４３（第１流路部）と第２貫通穴４４（第２流路部）とが直接連通せずに分離しているが、これらの貫通穴４３、４４はプレート部材４０で連通していてもよい。例えば、第１貫通穴４３の第１通路４３ｂの一端と、第２貫通穴４４の第２通路４４ｂの一端とが連通していてもよい。

上記第１実施形態では、ボデー３１と噴孔部材５０との間に隣接して配置されたプレート部材４０に、第１貫通穴４３（第１流路部）および第２貫通穴４４（第２流路部）が形成されている。これに対し、プレート部材４０を廃止して、ボデー３１または噴孔部材５０に貫通穴４３、４４が形成されていてもよい。

１２ｂ…排気管の内壁面、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…噴射弁、３２…弁体、５０…噴孔部材、５０ａ…噴孔露出面、５１…噴孔、６０…冷却部材、６１ａ…冷却露出面、３１３…先端側ボデー（ボデー）。

Claims (10)

1. 内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、
   尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、前記噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、および前記ボデーの内部に収容され前記供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）を備え、
   前記噴孔部材は、前記噴孔を取り囲む面であって前記排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、
   前記噴射弁の中心線および前記排気管の中心線を含む断面で見た場合に、前記噴孔露出面の少なくとも一部は、前記排気管の内壁面（１２ｂ）と同一直線上に配置されており、
   前記噴孔露出面には、前記噴孔を取り囲む環状の溝（５２）が形成されており、
   前記噴孔露出面のうち前記溝を取り囲む部分が前記内壁面と同一直線上に配置されている部分である尿素水噴射装置。
2. 前記噴射弁に取り付けられ、前記噴射弁を冷却する冷媒を流通させる冷却部材（６０）を備え、
   前記冷却部材は、前記噴孔露出面を取り囲む面であって前記排気通路に露出する冷却露出面（６１ａ）を有し、
   前記断面で見た場合に、前記冷却露出面の少なくとも一部は、前記噴孔露出面および前記内壁面と同一直線上に配置されている請求項１に記載の尿素水噴射装置。
3. 内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、
   尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、前記噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、および前記ボデーの内部に収容され前記供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）を備え、
   前記噴孔部材は、前記噴孔を取り囲む面であって前記排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、
   前記噴射弁の中心線および前記排気管の中心線を含む断面で見た場合に、前記噴孔露出面の少なくとも一部は、前記排気管の内壁面（１２ｂ）と同一直線上に配置されており、
   前記噴孔露出面の少なくとも一部は、前記排気管の内壁面のうち平面形状に形成された平坦面（１１３ｂ）と同一平面上に配置されている尿素水噴射装置。
4. 内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、
   尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、前記噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、および前記ボデーの内部に収容され前記供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）と、
   前記噴射弁に取り付けられ、前記噴射弁を冷却する冷媒を流通させる冷却部材（６０）と、
   を備え、
   前記噴孔部材は、前記噴孔を取り囲む面であって前記排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、
   前記冷却部材は、前記噴孔露出面を取り囲む面であって前記排気通路に露出する冷却露出面（６１ａ）を有し、
   前記噴射弁の中心線および前記排気管の中心線を含む断面で見た場合に、前記噴孔露出面の少なくとも一部は、前記冷却露出面と同一直線上に配置されており、
   前記噴孔露出面の少なくとも一部は、前記排気管の内壁面のうち平面形状に形成された平坦面（１１３ｂ）と同一平面上に配置されている尿素水噴射装置。
5. 前記噴孔露出面の少なくとも一部と前記冷却露出面の少なくとも一部とは、同一平面上に配置されている請求項２または４に記載の尿素水噴射装置。
6. 前記供給流路は、
   互いに異なる向きに還元剤を流通させる第１流通部（５３）および第２流通部（５４）と、
   前記第１流通部を流通した還元剤と前記第２流通部を流通した還元剤とを合流させ、合流した還元剤を前記噴孔へ導く合流部（５５）と、
   を有する請求項１〜５のいずれか１つに記載の尿素水噴射装置。
7. 内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、
   尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、前記噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、および前記ボデーの内部に収容され前記供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）を備え、
   前記噴孔部材は、前記噴孔を取り囲む面であって前記排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、
   前記噴射弁の中心線および前記排気管の中心線を含む断面で見た場合に、前記噴孔露出面の少なくとも一部は、前記排気管の内壁面（１２ｂ）と同一直線上に配置されており、
   前記供給流路は、
   互いに異なる向きに還元剤を流通させる第１流通部（５３）および第２流通部（５４）と、
   前記第１流通部を流通した還元剤と前記第２流通部を流通した還元剤とを合流させ、合流した還元剤を前記噴孔へ導く合流部（５５）と、
   一端側から流入した還元剤と他端側から流入した還元剤とを衝突させる第１流路部（４３）と、
   一端側から流入した還元剤と他端側から流入した還元剤とを衝突させる第２流路部（４４）と、
   を有する尿素水噴射装置。
8. 内燃機関の排気管（１１）内部の排気通路（１１ａ）のうち、浄化装置（２０）の上流側部分に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、
   尿素水を噴射する噴孔（５１）を形成する噴孔部材（５０）、前記噴孔へ尿素水を供給する供給流路を内部に形成するボデー（３１３）、および前記ボデーの内部に収容され前記供給流路を開閉する弁体（３２）を有する噴射弁（３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）と、
   前記噴射弁に取り付けられ、前記噴射弁を冷却する冷媒を流通させる冷却部材（６０）と、を備え、
   前記噴孔部材は、前記噴孔を取り囲む面であって前記排気通路に露出する噴孔露出面（５０ａ）を有し、
   前記冷却部材は、前記噴孔露出面を取り囲む面であって前記排気通路に露出する冷却露出面（６１ａ）を有し、
   前記噴射弁の中心線および前記排気管の中心線を含む断面で見た場合に、前記噴孔露出面の少なくとも一部は、前記冷却露出面と同一直線上に配置されており、
   前記供給流路は、
   互いに異なる向きに還元剤を流通させる第１流通部（５３）および第２流通部（５４）と、
   前記第１流通部を流通した還元剤と前記第２流通部を流通した還元剤とを合流させ、合流した還元剤を前記噴孔へ導く合流部（５５）と、
   一端側から流入した還元剤と他端側から流入した還元剤とを衝突させる第１流路部（４３）と、
   一端側から流入した還元剤と他端側から流入した還元剤とを衝突させる第２流路部（４４）と、
   を有する尿素水噴射装置。
9. 前記噴孔露出面の少なくとも一部と前記冷却露出面の少なくとも一部とは、同一平面上に配置されている請求項８に記載の尿素水噴射装置。
10. 前記合流部には、前記噴孔に向けて突出する突起部材（４５）が配置されている請求項６〜９のいずれか１つに記載の尿素水噴射装置。

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