JP7282513B2 - Reductant supply device and cooling holder - Google Patents
Reductant supply device and cooling holder Download PDFInfo
- Publication number
- JP7282513B2 JP7282513B2 JP2018238883A JP2018238883A JP7282513B2 JP 7282513 B2 JP7282513 B2 JP 7282513B2 JP 2018238883 A JP2018238883 A JP 2018238883A JP 2018238883 A JP2018238883 A JP 2018238883A JP 7282513 B2 JP7282513 B2 JP 7282513B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- cooling medium
- injection valve
- medium introduction
- holder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
本発明は、還元剤供給装置及び冷却ホルダに関する。 The present invention relates to a reducing agent supply device and a cooling holder.
ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気中にはNOX(窒素酸化物)が含まれる。かかるNOXを還元して窒素や水等に分解することにより排気を浄化する装置として、尿素SCR(Selective Catalystic Reduction)システムが実用化されている。尿素SCRシステムは、還元剤として尿素水溶液を使用し、尿素水溶液が分解することにより生成されるアンモニアを排気中のNOXと反応させることによりNOXを分解する。 NOx (nitrogen oxides) is contained in exhaust gas from internal combustion engines such as diesel engines. A urea SCR (Selective Catalytic Reduction) system has been put into practical use as a device for purifying exhaust gas by reducing such NOx and decomposing it into nitrogen, water, and the like. The urea SCR system uses a urea aqueous solution as a reducing agent, and decomposes NO x by reacting ammonia generated by decomposition of the urea aqueous solution with NO x in the exhaust gas.
かかる尿素SCRシステムは、排気通路に配設された選択還元触媒と、選択還元触媒よりも上流側で排気中に尿素水溶液を供給する還元剤供給装置とを備える。選択還元触媒は、尿素水溶液が分解することにより生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気中のNOXとアンモニアとの還元反応を促進する機能を有する。また、還元剤供給装置は、貯蔵タンク内に収容された尿素水溶液を吸い込んで吐出するポンプと、ポンプにより圧送される尿素水溶液を噴射する噴射弁とを備える。 Such a urea SCR system includes a selective reduction catalyst arranged in an exhaust passage, and a reducing agent supply device that supplies an aqueous urea solution into exhaust gas upstream of the selective reduction catalyst. The selective reduction catalyst has a function of adsorbing ammonia generated by decomposition of the aqueous urea solution and promoting a reduction reaction between NO x in the inflowing exhaust gas and ammonia. Further, the reducing agent supply device includes a pump that sucks and discharges the urea aqueous solution contained in the storage tank, and an injection valve that injects the urea aqueous solution pressure-fed by the pump.
ここで、噴射弁は、内燃機関の排気管に取り付けて使用されるため、排気熱を受けやすい。噴射弁が排気熱を受けると、噴射弁の故障や、尿素水溶液の結晶化が生じやすくなって、尿素水溶液の噴射が適切に行われなくなるおそれがある。これに対して、例えば特許文献1には、噴射弁の周囲を囲むようにした冷却室を設け、冷却室に冷却媒体を循環させることで噴射弁の冷却を行う技術が開示されている。
Here, since the injection valve is attached to the exhaust pipe of the internal combustion engine for use, it is susceptible to exhaust heat. When the injection valve receives the heat of the exhaust gas, the injection valve is likely to malfunction or the urea aqueous solution is likely to crystallize, which may prevent the urea aqueous solution from being properly injected. In response to this, for example,
しかしながら、冷却室において、冷却媒体の流れる方向が不均一になると、冷却媒体による熱交換効率が低下して冷却能力が低下するおそれがある。これに対して、冷却媒体の流量を増大して冷却能力を確保することも考えられるが、冷却媒体の流量の増大には限界があり、容易ではない。 However, if the direction in which the cooling medium flows in the cooling chamber becomes non-uniform, the heat exchange efficiency of the cooling medium may decrease and the cooling capacity may decrease. On the other hand, it is conceivable to secure the cooling capacity by increasing the flow rate of the cooling medium, but there is a limit to increasing the flow rate of the cooling medium and it is not easy.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、噴射弁を保持する冷却ホルダによる噴射弁の冷却能力を向上可能な還元剤供給装置及び冷却ホルダを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a reducing agent supply device and a cooling holder capable of improving the cooling performance of the injection valve by the cooling holder holding the injection valve.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、排気管に取り付けられる噴射弁を備え、内燃機関の排気中に還元剤を供給する還元剤供給装置であって、噴射弁は、内燃機関の冷却水が通過する冷却ホルダに保持され、冷却ホルダは、噴射弁が配置される噴射弁保持部と、噴射弁保持部の周囲を囲むようにして設けられた環状の冷却室と、冷却室の外周面に開口して冷却水を導入する冷却媒体導入口と、冷却室の外周面に開口して冷却水を導出する冷却媒体導出口と、を備え、噴射弁の噴射孔が、環状を有する冷却室の軸方向の一端側であって、鉛直方向の下方側に位置する一端側に配置され、冷却媒体導入口が、冷却媒体導出口よりも一端側に設けられ、冷却媒体導入口につながる冷却媒体導入管の中心線が噴射弁保持部と重ならないように、冷却媒体導入管が冷却媒体導入口に接続され、冷却媒体導入管が、軸方向の他端側であって、鉛直方向の上方側に位置する他端側から一端側に向けて延びて冷却媒体導入口に接続される還元剤供給装置が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a reducing agent supply device that includes an injection valve attached to an exhaust pipe and supplies a reducing agent into the exhaust gas of an internal combustion engine, the injection valve comprising: It is held in a cooling holder through which the cooling water of the internal combustion engine passes, and the cooling holder includes an injection valve holding portion in which the injection valve is arranged, an annular cooling chamber provided so as to surround the injection valve holding portion, and a cooling chamber. a cooling medium inlet opening to the outer peripheral surface of the cooling chamber to introduce cooling water ; and a cooling medium outlet opening to the outer peripheral surface of the cooling chamber to lead out the cooling water. The cooling medium inlet is disposed on one end side of the cooling chamber in the axial direction and located on the lower side in the vertical direction, and the cooling medium inlet is provided on the one end side of the cooling medium outlet. The cooling medium introduction pipe is connected to the cooling medium introduction port so that the center line of the connected cooling medium introduction pipe does not overlap the injection valve holding portion , and the cooling medium introduction pipe is positioned at the other end side in the axial direction and in the vertical direction. A reducing agent supply device is provided that extends from the other end located above the to the one end and is connected to the cooling medium inlet .
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、噴射弁を保持して内燃機関の排気管に固定される冷却ホルダであって、噴射弁が配置される噴射弁保持部と、噴射弁保持部の周囲を囲むように設けられた環状を有する冷却室と、冷却室の外周面に開口して内燃機関の冷却水を導入する冷却媒体導入口と、冷却室の外周面に開口して冷却水を導出する冷却媒体導出口と、を備え、噴射弁の噴射孔が、環状を有する冷却室の軸方向の一端側に配置され、冷却媒体導入口が、冷却媒体導出口よりも一端側に設けられ、冷却媒体導入口につながる冷却媒体導入管の中心線が噴射弁保持部と重ならないように、冷却媒体導入管が冷却媒体導入口に接続され、冷却媒体導入管が、軸方向の他端側から一端側に向けて延びて冷却媒体導入口に接続される冷却ホルダが提供される。 In order to solve the above-described problems, according to another aspect of the present invention, there is provided a cooling holder that holds an injection valve and is fixed to an exhaust pipe of an internal combustion engine, the cooling holder holding the injection valve in which the injection valve is arranged. a cooling chamber having an annular shape surrounding the periphery of the injection valve holding portion; a cooling medium inlet that opens to the outer peripheral surface of the cooling chamber and introduces cooling water for the internal combustion engine; a cooling medium outlet that opens to the surface and guides the cooling water , the injection hole of the injection valve is arranged on one end side in the axial direction of the cooling chamber having an annular shape, and the cooling medium inlet serves as the cooling medium guide. A cooling medium introduction pipe is connected to the cooling medium introduction port so that the center line of the cooling medium introduction pipe, which is provided on one end side of the outlet and connected to the cooling medium introduction port , does not overlap the injection valve holding portion , and the cooling medium introduction pipe is extended from the other axial end side toward the one axial end side and connected to the cooling medium inlet .
以上説明したように本発明によれば、噴射弁を保持する冷却ホルダによる噴射弁の冷却能力を向上可能な還元剤供給装置及び冷却ホルダを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a reducing agent supply device and a cooling holder capable of improving the cooling performance of the injection valve by the cooling holder holding the injection valve.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.
<1.還元剤供給装置の全体構成>
まず、本実施形態に係る還元剤供給装置を適用可能な尿素SCRシステムの全体構成の一例について説明する。図1は、尿素SCRシステムの構成例を示す模式図である。
<1. Overall Configuration of Reducing Agent Supply Device>
First, an example of the overall configuration of a urea SCR system to which the reducing agent supply device according to the present embodiment can be applied will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a urea SCR system.
尿素SCRシステムは、ディーゼルエンジン等に代表される内燃機関1の排気系に接続された排気管5の途中に配設された選択還元触媒7と、選択還元触媒7よりも上流側で排気管5内に尿素水溶液を噴射する還元剤供給装置10とを備える。尿素SCRシステムは、例えば自動車等の車両に搭載され、尿素水溶液を用いて、内燃機関1から排出される排気中のNOXを還元することにより排気を浄化するシステムである。尿素水溶液としては、例えば凍結温度が最も低い、約32.5%濃度の尿素水溶液が用いられる。この場合の凍結温度は、約-11℃である。
The urea SCR system includes a
選択還元触媒7は、内燃機関1の排気中に含まれるNOXを選択的に還元する機能を有する。例えば、選択還元触媒7は、還元剤供給装置10により供給される尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアを吸着する。そして、選択還元触媒7に流入する排気中のNOXは、アンモニアと還元反応することによって分解される。かかる選択還元触媒7は、温度が活性温度を超える状態でNOXの還元効率が上昇し、温度が高いほどアンモニアの吸着可能量が減少する特性を有する。また、選択還元触媒7は、吸着可能量に対する実際のアンモニアの吸着率が高いほど、NOXの還元効率が高くなる特性を有する。
The
還元剤供給装置10は、選択還元触媒7よりも上流側の排気管5内に尿素水溶液を供給する。尿素水溶液の供給量は、排気中に含まれるNOXの濃度及び選択還元触媒7におけるアンモニアの吸着可能量等に基づいて、選択還元触媒7の下流側に、NOXあるいはアンモニアが流出しないように制御装置100によって制御される。
The reducing
この他、排気管5には、図示しない温度センサ、NOXセンサ及びアンモニアセンサ等の各種センサが設けられていてもよい。これらのセンサは、それぞれ、排気の温度、NOX濃度、アンモニア濃度等の検出に用いられる。また、温度センサによって検出される排気温度は、選択還元触媒7の温度推定に用いられてもよい。
In addition, the
<2.還元剤供給装置>
次に、本実施形態に係る還元剤供給装置10の構成例について詳細に説明する。
還元剤供給装置10は、尿素水溶液を貯蔵する貯蔵タンク11と、尿素水溶液を圧送するポンプ21を含むポンプモジュール20と、選択還元触媒7よりも上流側の排気管5に固定された噴射弁25を含む噴射モジュール40とを備える。ポンプ21及び噴射弁25は、マイクロコンピュータ等を備えて構成される制御装置100によって駆動制御される。
<2. Reducing Agent Supply Device>
Next, a configuration example of the reducing
The reducing
貯蔵タンク11には、尿素水溶液の温度を検出する温度センサ15が設けられる。ポンプモジュール20は、ポンプ21及び流路切換弁23を備える。ポンプ21は、第1の供給通路31を介して、尿素水溶液を貯留する貯蔵タンク11と接続される。また、ポンプ21は、第2の供給通路33を介して噴射弁25と接続される。第2の供給通路33には、他端が貯蔵タンク11に接続されたリターン通路35が接続されている。リターン通路35には、図示しないオリフィス(絞り通路)あるいは逆止弁の少なくとも一方が備えられてもよい。オリフィスあるいは逆止弁は、第2の供給通路33内の圧力を保持する機能を有する。
The storage tank 11 is provided with a
ポンプ21としては、例えば電動式のダイヤフラムポンプやモータポンプが用いられる。制御装置100は、第2の供給通路33内の圧力、すなわち、噴射弁25に供給される尿素水溶液の圧力が所定の目標値で維持されるように、ポンプ21の出力を制御する。例えば、制御装置100は、第2の供給通路33に設けられた圧力センサにより検出される圧力と目標値との差分に基づいて、ポンプ21の出力をフィードバック制御する。
As the
流路切換弁23は、ポンプ21によって圧送される尿素水溶液の流れる方向を切り換える。流路切換弁23は、例えば電磁弁を用いて構成され、制御装置100によって駆動される。本実施形態では、流路切換弁23は、ポンプ21の吸入側と第1の供給通路31、及び、ポンプ21の吐出側と第2の供給通路33をそれぞれ接続する第1の状態と、ポンプ21の吐出側と第1の供給通路31、及び、ポンプ21の吸入側と第2の供給通路33をそれぞれ接続する第2の状態とを切り換える。
The
排気管5内への尿素水溶液の噴射制御を行う場合には、尿素水溶液が貯蔵タンク11側から噴射弁25側へ流れるように、流路切換弁23が第1の状態に保持される。また、還元剤供給装置10内の尿素水溶液を貯蔵タンク11に回収する場合には、尿素水溶液が噴射弁25側から貯蔵タンク11側へ流れるように、流路切換弁23が第2の状態に保持される。
When controlling the injection of the urea aqueous solution into the
例えば、流路切換弁23が、通電状態において第1の状態となり、非通電状態において第2の状態となる場合、尿素水溶液の噴射制御時には流路切換弁23は非通電状態で維持され、尿素水溶液の回収時に制御装置100は流路切換弁23を通電状態とする。なお、流路切換弁23を用いる代わりに、逆回転可能なポンプを用いることによって、尿素水溶液が回収可能になっていてもよい。
For example, when the flow
噴射モジュール40は、噴射弁25及び冷却ホルダ41を備える。噴射弁25は、冷却ホルダ41に保持される。噴射弁25としては、例えば、通電制御により開弁又は閉弁が切り換えられる電磁式開閉弁が用いられる。かかる噴射弁25は、コイルを備え、当該コイルへの通電により発生する磁力によって弁体が移動して開弁する構造を有している。制御装置100は、第2の供給通路33内の圧力が所定の目標値となるようにポンプ21の出力を制御しつつ、尿素水溶液の目標噴射量に応じて噴射弁25の開弁時間を調節する。
The
冷却ホルダ41は、冷却媒体として、内燃機関1の冷却水が流通可能に構成されている。内燃機関1の運転中、冷却水が冷却ホルダ41内を通過して噴射弁25の冷却が行われる一方、内燃機関1が停止すると冷却水の流通が停止する。なお、噴射弁25を冷却する冷却媒体は、内燃機関1の冷却水に限られない。
The
なお、噴射モジュール40は、図1に示したように、排気が流れる排気管5の本流部分に取り付けられてもよいし、排気管5の本流部分から分岐した分岐部分に取り付けられてもよい。この場合、尿素水溶液は、分岐管を通じて排気管5の本流部分に供給される。本明細書において、本流部分及び分岐分を排気管と総称する。
The
還元剤供給装置10には、内燃機関1の冷却水が循環する冷却水循環通路50が配設されている。内燃機関1は、エンジンブロック内に形成され、ラジエータ3を通過するようにして冷却水を循環させる冷却水回路4を備える。冷却水回路4は、冷却水を循環させるポンプ2を備える。冷却水循環通路50は、ポンプ2の下流側の冷却水回路4に設けられた分岐部55において冷却水回路4から分岐し、ポンプ2の上流側の冷却水回路4に設けられた合流部57で冷却水回路4に合流する。
A cooling
冷却水循環通路50は、第1の部分50aと、第1の部分50aが分岐した第2の部分50b及び第3の部分50cと、第2の部分50b及び第3の部分50cが合流した第4の部分50dとを含む。第3の部分50cの途中には、噴射弁25を保持する冷却ホルダ41が接続される。第3の部分50cを通過する冷却水は、主として噴射弁25を冷却する機能を有する。
The cooling
第2の部分50bは、貯蔵タンク11及びポンプモジュール20を通過する。第2の部分50bは、貯蔵タンク11内を通過するとともに、第1の供給通路31、流路切換弁23、ポンプ21及び第2の供給通路33に隣接して配設される。第2の部分50bを通過する冷却水は、主として還元剤供給装置10を加熱し、尿素水溶液を解凍する機能を有する。
A
第2の部分50bの途中には開閉制御弁61が備えられる。開閉制御弁61は、例えば電磁開閉弁であり、制御装置100により駆動制御されて第2の部分50bを開閉する。例えば、内燃機関1の始動後、制御装置100は、還元剤供給装置10内で尿素水溶液が凍結するおそれがある場合に開閉制御弁61を開弁状態に保持する。これにより、内燃機関1の冷却水回路4を循環する冷却水の一部が冷却水循環通路50を流れ、還元剤供給装置10が加熱される。一方、制御装置100は、還元剤供給装置10内で尿素水溶液が凍結するおそれが無い場合には開閉制御弁61を閉弁状態に保持する。
An on-off
なお、冷却水循環通路50の第3の部分50cには開閉制御弁が設けられていないため、内燃機関1のポンプ2が駆動している間、冷却水は常時第3の部分50cを流れ、噴射弁25を冷却する。
Since the
制御装置100は、ポンプ21、流路切換弁23、噴射弁25及び開閉制御弁61をそれぞれ駆動する複数の駆動回路を備える。それぞれの駆動回路は、マイクロコンピュータ等から送信される信号に基づいて動作して、ポンプ21、流路切換弁23、噴射弁25及び開閉制御弁61を駆動する。
The
制御装置100の一部又は全部は、例えば、マイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサユニット等で構成されていてもよい。また、制御装置100の一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよく、また、CPU等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。
A part or all of the
<3.冷却ホルダ>
次に、図2~図4を参照して、本実施形態に係る冷却ホルダ41の構成例を説明する。図2は、冷却ホルダ41の外観図であり、図3は、冷却ホルダ41を軸方向に見た模式図であり、図4は、冷却ホルダ41を模式的に示す斜視図である。なお、以下の説明において、噴射弁25の噴射孔が位置する先端部25aが配置される方向を「下」といい、反対方向を「上」という。つまり、上下とは、図2の上下の方向に相当する。
<3. Cooling holder>
Next, configuration examples of the
冷却ホルダ41は、例えば金属材料等の熱伝導率の高い材料を用いて略円柱状に形成されている。冷却ホルダ41は、例えば取り付けプレート49(図2を参照)を用いて、噴射弁25の先端部25aが排気管5内に臨むようにして排気管5に取り付けられる。取り付けプレート49と併せて、排気管5から噴射弁25あるいは冷却ホルダ41への熱伝達量を低減するガスケット等が用いられてもよい。
The
冷却ホルダ41は、噴射弁保持部42、冷却室47、冷却媒体導入口43a及び冷却媒体導出口45aを備える。噴射弁保持部42は、冷却ホルダ41の上下方向に延びる空間であって、少なくとも冷却ホルダ41の上面に開口する。噴射弁保持部42には、上面の開口から噴射弁25が挿入される。噴射弁保持部42は、例えば円柱状であり、噴射弁25は、螺合される等によって噴射弁保持部42に固定される。噴射弁25の先端部25aは、下方側に開放される。
The
冷却室47は、噴射弁保持部42の周囲を囲むように形成され、冷却ホルダ41の外部に対して閉じられた環状空間である。本実施形態に係る冷却ホルダ41の例では、噴射弁保持部42が、冷却室47の中心軸に対して偏心した位置に設けられている。冷却室47は、噴射弁保持部42に対しても遮断され、噴射弁保持部42内に冷却水が侵入しないようになっている。
The cooling
冷却媒体導入口43a及び冷却媒体導出口45aは、ともに冷却室47の外周面に連通するように設けられている。冷却媒体導入口43aと冷却媒体導出口45aとは、冷却室47の軸方向に異なる位置に設けられている。本実施形態において、冷却媒体導入口43aは、冷却媒体導出口45aよりも下方側に設けられている。
Both the cooling
冷却ホルダ41の外周面には、冷却媒体導入口43aに連通するように冷却媒体導入管43が接続されている。また、冷却ホルダ41の外周面には、冷却媒体導出口45aに連通するように冷却媒体導出管45が接続されている。図2に示した冷却媒体導入管43及び冷却媒体導出管45は、途中で屈曲した略L字状を有しているが、冷却媒体導入管43及び冷却媒体導出管45の形状はこれに限られない。
A cooling
冷却媒体導入管43は、冷却媒体導入口43aにつながる冷却媒体導入管43の中心線C1が噴射弁保持部42と重ならないように、冷却ホルダ41に接続されている。また、冷却媒体導出管45は、冷却媒体導出口45aにつながる冷却媒体導出管45の中心線C2が噴射弁保持部42と重ならないように、冷却ホルダ41に接続されている。図3に示した例では、冷却ホルダ41を軸方向に見たときに、冷却媒体導入管43の中心線C1及び冷却媒体導出管45の中心線C2が、ともに冷却室47の中心軸Pから同一方向にずらされている。
The cooling
図5及び図6は、参考例に係る冷却ホルダ141の構成例を示す模式図である。図5及び図6は、それぞれ本実施形態に係る冷却ホルダ41の構成例を示す図3及び図4に相当する。
5 and 6 are schematic diagrams showing configuration examples of the
参考例に係る冷却ホルダ141では、冷却媒体導入管143は、冷却媒体導入口143aにつながる冷却媒体導入管143の中心線C1が噴射弁保持部42と重なるようにして、冷却ホルダ141に接続されている。また、冷却媒体導出管145は、冷却媒体導出口145aにつながる冷却媒体導出管145の中心線C2が噴射弁保持部42と重なるようにして、冷却ホルダ141に接続されている。図5に示した例では、冷却ホルダ141を軸方向に見たときに、冷却媒体導入管143の中心線C1及び冷却媒体導出管145の中心線C2が、ともに冷却室47の中心軸Pの方向に延びて、噴射弁保持部42と重なっている。
In the
したがって、冷却媒体導入口143aを介して冷却室47に導入される冷却水は、噴射弁保持部42に当たって左右に分かれながら流れ、冷却室47内での冷却水の流れが不均一になりやすい。このため、冷却室47内に、冷却水の流速が速い領域と遅い領域とが形成され、噴射弁25の冷却効率が低下しやすくなっている。
Therefore, the cooling water introduced into the cooling
これに対して、本実施形態に係る冷却ホルダ41の場合、冷却媒体導入口43aを介して冷却室47に導入される冷却水は、噴射弁保持部42の周囲を同方向に旋回しながら流れる。また、冷却水は、冷却室47内を旋回しながら流れた後、冷却媒体導出口45aを介して、冷却水の流れの方向に沿って接続された冷却媒体導出管45へと導出される。これにより、冷却水が、噴射弁25が有する熱を効率的に奪うことができ、噴射弁25の冷却能力を向上させることができる。
In contrast, in the case of the
特に、冷却媒体導入口43aが、冷却媒体導出口45aよりも下方側に設けられているため、噴射弁25の先端部25aが下方側に位置するようにして噴射モジュール40が排気管5に取り付けられた場合には、導入される比較的低温の冷却水が、排気熱の影響を受けやすい噴射弁25の先端部25aの周囲に効率的に供給される。また、冷却水は、噴射弁25の先端部25aの熱を奪うことによって温度上昇し、旋回しながら上方に向かって流れて、冷却媒体導出口45aから導出される。これにより、噴射弁25の先端部25aの周囲には、常に比較的低温の冷却水が継続的に供給され、噴射弁25の冷却効率が高められる。さらに、冷却水が、噴射弁保持部42の周囲を旋回しながら流れることから、冷却室47内のあらゆる領域に冷却水が均一に流れやすくなり、噴射弁25の冷却効率が高められる。
In particular, since the
したがって、冷却水の流量が比較的少ない場合であっても、時間をかけて噴射弁25から熱を奪うことができ、効率的に噴射弁25を冷却することができる。このため、内燃機関1の停止時の噴射弁25の温度が比較的低温に保たれるため、内燃機関1の運転が停止し、冷却水の循環が停止した場合であっても、その後の噴射弁25の温度上昇に伴う温度の到達点を低くすることができる。その結果、噴射弁25の熱損傷や、尿素水溶液の濃度の上昇に伴う尿素水溶液の結晶化による噴射孔の詰まりが抑制される。また、噴射弁25の冷却効率が向上することによって、冷却水を循環させるポンプ2の負荷を低減することができるとともに、ポンプ2の圧送機能が低下した場合であっても、噴射弁25の冷却機能を一定以上に保持することができ、還元剤の噴射を継続することができる。
Therefore, even if the flow rate of cooling water is relatively small, heat can be removed from the injection valve 25 over time, and the injection valve 25 can be efficiently cooled. Therefore, the temperature of the injection valve 25 is kept relatively low when the
また、噴射弁25の先端部25aが、冷却室47の中心軸Pの一端側(下方側)に配置されている場合、冷却水が、冷却室47の中心軸Pの他端側(上方側)から一端側(下方側)に向けて導入されるように冷却媒体導入管43が接続されていてもよい。例えば、図7に示すように、冷却媒体導入口43aにつながる冷却媒体導入管43が、上方側から下方側に向けて延びて冷却媒体導入口43aに接続されていてもよい。
Further, when the tip portion 25 a of the injection valve 25 is arranged on one end side (lower side) of the central axis P of the cooling
これにより、冷却室47に新たに導入される比較的低温の冷却水が、排気熱の影響を受けやすい噴射弁25の先端部25aに対して効率的に供給される。したがって、噴射弁25の冷却効率をより向上させることができる。
As a result, the relatively low-temperature cooling water newly introduced into the cooling
また、冷却媒体導入管43の中心線C1及び冷却媒体導出管45の中心線C2が噴射弁保持部42と重ならないようにする構成は、上記の実施形態の例に限られない。図8に示すように、冷却室47を軸方向に見たときに、冷却媒体導入管43と冷却媒体導出管45とが略直線上に配置されてもよい。あるいは、図9に示すように、冷却室47を軸方向に見たときに、冷却媒体導入管43及び冷却媒体導出管45が、同一の方向から冷却ホルダ41Bに接続され、冷却媒体導入管43の中心線C1と冷却媒体導出管45の中心線C2とが、冷却室47の中心軸Pから互いに反対の方向にずらされてもよい。図示しないものの、図8及び図9に示す変形例は、いずれも冷却媒体導入口43a及び冷却媒体導出口45aが冷却室47の中心軸Pが延びる方向に異なる位置に設けられている。
Further, the configuration for preventing the center line C1 of the cooling
図8及び図9に示した冷却ホルダ41A,41Bの構成であっても、冷却媒体導入口43aを介して冷却室47に導入される冷却水は、噴射弁保持部42の周囲を同方向に旋回しながら流れる。また、冷却水は、冷却室47内を旋回しながら流れた後、冷却媒体導出口45aを介して、冷却水の流れの方向に沿って接続された冷却媒体導出管45へと導出される。これにより、冷却水が、噴射弁25が有する熱を効率的に奪うことができ、噴射弁25の冷却能力を向上させることができる。
Even in the configuration of the
また、冷却ホルダ41A,41Bにおいても、冷却媒体導入口43aが、冷却媒体導出口45aよりも下方側に設けられているため、上記実施形態に係る冷却ホルダ41と同様の効果を得ることができる。さらに、冷却ホルダ41A,41Bにおいても、冷却媒体導入口43aにつながる冷却媒体導入管43が、上方側から下方側に向けて延びて冷却媒体導入口43aに接続されていてもよい。これにより、噴射弁25の冷却効率をより向上させることができる。
Also, in the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can conceive of various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、冷却ホルダ41が円柱状の外形を有していたが、本発明はかかる例に限定されない。冷却水が導入される冷却室47が、噴射弁保持部42の周囲を囲むように環状に形成されていれば、冷却ホルダ41の外形は矩形その他の形状であってもよい。
For example, in the above embodiment, the
1・・・内燃機関、5・・・排気管、10・・・還元剤供給装置、20・・・ポンプモジュール、21・・・ポンプ、25・・・噴射弁、40・・・噴射モジュール、41・・・冷却ホルダ、42・・・噴射弁保持部、43・・・冷却媒体導入管、43a・・・冷却媒体導入口、45・・・冷却媒体導出管、45a・・・冷却媒体導出口、47・・・冷却室、50・・・冷却水循環通路
Claims (4)
前記噴射弁(25)は、
前記内燃機関(1)の冷却水が通過する冷却ホルダ(41)に保持され、
前記冷却ホルダ(41)は、
前記噴射弁(25)が配置される噴射弁保持部(42)と、
前記噴射弁保持部(42)の周囲を囲むようにして設けられた環状の冷却室(47)と、
前記冷却室(47)の外周面に開口して前記冷却水を導入する冷却媒体導入口(43a)と、
前記冷却室(47)の外周面に開口して前記冷却水を導出する冷却媒体導出口(45a)と、を備え、
前記噴射弁(25)の噴射孔が、環状を有する前記冷却室(47)の軸方向の一端側であって、鉛直方向の下方側に位置する前記一端側に配置され、
前記冷却媒体導入口(43a)が、前記冷却媒体導出口(45a)よりも前記一端側に設けられ、
前記冷却媒体導入口(43a)につながる冷却媒体導入管(43)の中心線が前記噴射弁保持部(42)と重ならないように、前記冷却媒体導入管(43)が前記冷却媒体導入口(43a)に接続され、
前記冷却媒体導入管(43)が、前記軸方向の他端側であって、鉛直方向の上方側に位置する前記他端側から前記一端側に向けて延びて前記冷却媒体導入口(43a)に接続される
ことを特徴とする、還元剤供給装置。 In a reducing agent supply device (10) comprising an injection valve (25) attached to an exhaust pipe (5) and supplying a reducing agent into the exhaust gas of an internal combustion engine (1),
The injection valve (25) is
held in a cooling holder (41) through which cooling water of the internal combustion engine (1) passes,
The cooling holder (41) is
an injection valve holding portion (42) in which the injection valve (25) is arranged;
an annular cooling chamber (47) provided so as to surround the injection valve holding portion (42);
a cooling medium introduction port (43a) that opens to the outer peripheral surface of the cooling chamber (47) and introduces the cooling water ;
a cooling medium outlet (45a) that opens in the outer peripheral surface of the cooling chamber (47) and leads out the cooling water ,
the injection hole of the injection valve (25) is arranged at one end in the axial direction of the cooling chamber (47) having an annular shape and located on the lower side in the vertical direction;
The cooling medium inlet (43a) is provided closer to the one end than the cooling medium outlet (45a),
The cooling medium introduction pipe (43) is connected to the cooling medium introduction port (43a) so that the center line of the cooling medium introduction pipe (43) connected to the cooling medium introduction port (43a) does not overlap the injection valve holding portion (42). 43a) ,
The cooling medium introduction pipe (43) extends toward the one end side from the other end side in the axial direction and located on the upper side in the vertical direction to form the cooling medium introduction port (43a). A reducing agent supply device, characterized in that it is connected to a
ことを特徴とする、請求項1に記載の還元剤供給装置。 The cooling medium outlet pipe (45) is connected so that the center line of the cooling medium outlet pipe (45) leading to the cooling medium outlet (45a) does not overlap with the injection valve holding portion (42). The reducing agent supply device according to claim 1, wherein
前記冷却媒体導入管(43)の中心線及び前記冷却媒体導出管(45)の中心線が、ともに前記冷却室(47)の中心軸から同一方向にずらされている
ことを特徴とする、請求項2に記載の還元剤供給装置。 When the annular cooling chamber (47) is viewed in the axial direction,
The centerline of the cooling medium introduction pipe (43) and the centerline of the cooling medium outlet pipe (45) are both shifted in the same direction from the central axis of the cooling chamber (47). Item 3. The reducing agent supply device according to item 2.
前記噴射弁(25)が配置される噴射弁保持部(42)と、
前記噴射弁保持部(42)の周囲を囲むように設けられた環状を有する冷却室(47)と、
前記冷却室(47)の外周面に開口して前記内燃機関(1)の冷却水を導入する冷却媒体導入口(43a)と、
前記冷却室(47)の外周面に開口して前記冷却水を導出する冷却媒体導出口(45a)と、を備え、
前記噴射弁(25)の噴射孔が、環状を有する前記冷却室(47)の軸方向の一端側に配置され、
前記冷却媒体導入口(43a)が、前記冷却媒体導出口(45a)よりも前記一端側に設けられ、
前記冷却媒体導入口(43a)につながる冷却媒体導入管(43)の中心線が前記噴射弁保持部(42)と重ならないように、前記冷却媒体導入管(43)が前記冷却媒体導入口(43a)に接続され、
前記冷却媒体導入管(43)が、前記軸方向の他端側から前記一端側に向けて延びて前記冷却媒体導入口(43a)に接続される
ことを特徴とする冷却ホルダ。In a cooling holder (41) fixed to the exhaust pipe (5) of the internal combustion engine (1) holding the injection valve (25),
an injection valve holding portion (42) in which the injection valve (25) is arranged;
a cooling chamber (47) having an annular shape surrounding the injection valve holding portion (42);
a cooling medium introduction port (43a) that opens to the outer peripheral surface of the cooling chamber (47) and introduces cooling water for the internal combustion engine (1);
a cooling medium outlet (45a) that opens in the outer peripheral surface of the cooling chamber (47) and leads out the cooling water,
the injection hole of the injection valve (25) is arranged at one axial end side of the cooling chamber (47) having an annular shape,
The cooling medium inlet (43a) is provided closer to the one end than the cooling medium outlet (45a),
The cooling medium introduction pipe (43) is connected to the cooling medium introduction port (43a) so that the center line of the cooling medium introduction pipe (43) connected to the cooling medium introduction port (43a) does not overlap the injection valve holding portion (42). 43a),
A cooling holder, wherein the cooling medium introduction pipe (43) extends from the other end side in the axial direction toward the one end side and is connected to the cooling medium introduction port (43a).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018238883A JP7282513B2 (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Reductant supply device and cooling holder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018238883A JP7282513B2 (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Reductant supply device and cooling holder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020101112A JP2020101112A (en) | 2020-07-02 |
JP7282513B2 true JP7282513B2 (en) | 2023-05-29 |
Family
ID=71139185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018238883A Active JP7282513B2 (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Reductant supply device and cooling holder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7282513B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021194956A (en) | 2020-06-10 | 2021-12-27 | 日本発條株式会社 | Marine vessel, marine vessel control device, marine vessel control method and program |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004044483A (en) | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Hino Motors Ltd | Exhaust emission control device |
JP2010019239A (en) | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust emission control device |
US20140260207A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Multi-Layer Liquid-Cooled Mount |
-
2018
- 2018-12-20 JP JP2018238883A patent/JP7282513B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004044483A (en) | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Hino Motors Ltd | Exhaust emission control device |
JP2010019239A (en) | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust emission control device |
US20140260207A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Multi-Layer Liquid-Cooled Mount |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020101112A (en) | 2020-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4656039B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
JP5573351B2 (en) | SCR system | |
EP1691046B1 (en) | Exhaust emission purification apparatus for an internal combustion engine | |
US20100242439A1 (en) | Control unit and control method for reductant supply device | |
JP2011080397A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2009168013A (en) | Heating system for chemical used in exhaust purification system | |
JP7282513B2 (en) | Reductant supply device and cooling holder | |
US10830120B2 (en) | Heating system | |
JP2010163985A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
KR101484211B1 (en) | Heater of urea supply system for selective catalyst reduction device | |
JP2012127308A (en) | Reducing agent supply device, and exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2008261237A (en) | Urea water supply device | |
JP7017088B2 (en) | Addition device | |
JP2015017576A (en) | Reducer feeding device | |
WO2014156354A1 (en) | Exhaust gas purifying device for internal combustion engine | |
US20180128140A1 (en) | Urea-water solution heating and cooling devices for construction equipment | |
JP5749450B2 (en) | SCR system | |
JP2009257122A (en) | Exhaust emission control device of hydraulic working machine | |
KR101283600B1 (en) | Urea supply system for selective catalyst reduction device and control method of the same | |
KR102394563B1 (en) | Injector cooling system of dosing module | |
JP7320194B2 (en) | vehicle reductant thawing device | |
EP3084160B1 (en) | Urea delivery system for scr system | |
JP7002392B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
JP2010138823A (en) | Exhaust emission control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211011 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230508 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230517 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7282513 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |