空気を注入噴射ノズルに提供する装置、システム及び方法
【課題】噴射ノズルの炭化を防止する装置、システム及び方法は、噴射ノズルの作動に干渉することなく、噴射ノズルを保護するようにすること。
【解決手段】空気を噴射ノズルに提供する装置（１００）、システム及び方法が開示されている。噴射ノズル（１１０）は、注入流体入口と流体的に連通している。開口部は、噴射ノズルを実質的に取り囲む。噴射ノズルは、開口部に向けて向き決めされ、流体を注入流体入口ポート（１０５）から開口部を通して噴射する。噴射空気出口（１２０）は、空気入口ポート及び開口部と流体的に連通している。噴射空気出口は、開口部に向けて向き決めされ、空気を空気入口ポートから開口部を通して噴射する。噴射空気出口は噴射ノズルの周りに正の空気圧を形成する。
【解決手段】空気を噴射ノズルに提供する装置（１００）、システム及び方法が開示されている。噴射ノズル（１１０）は、注入流体入口と流体的に連通している。開口部は、噴射ノズルを実質的に取り囲む。噴射ノズルは、開口部に向けて向き決めされ、流体を注入流体入口ポート（１０５）から開口部を通して噴射する。噴射空気出口（１２０）は、空気入口ポート及び開口部と流体的に連通している。噴射空気出口は、開口部に向けて向き決めされ、空気を空気入口ポートから開口部を通して噴射する。噴射空気出口は噴射ノズルの周りに正の空気圧を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、トリー・ジャロスジィンスキー（Ｔｏｒｙ Ｊａｌｏｓｚｙｎｓｋｉ）その他の者が２００７年７月１７日付で出願した、「空気を注入噴射ノズルに提供する装置、システム、及び方法（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＳＹＳＴＥＭ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＡＩＲ ＴＯ ＤＯＳＥＲ ＩＮＪＥＣＴＩＯＮ ＮＯＺＺＬＥ）」という名称の米国仮特許出願番号６０／９５０，３１０の一部継続出願であり且つ、その出願に基く優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、噴射ノズル、より詳細には、噴射ノズルの閉塞を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
噴射ノズルは、汚染された環境にて使用されることが多い。例えば、排気後処理システム内にて使用される噴射ノズルは、排気及びその他の汚染物質と接触することが多い。噴射ノズルを有する注入システムは、システムの構成要素を再生し又は酸化するため、又は、窒素酸化物のような排気物質を減少させるべく噴射ノズルが燃料、尿素（カルバミドとしても知られる）又はアンモニアのような還元ガス、又はその他の注入流体を排気流中に噴射することができるため、これらの環境内にて有用である。注入システムは、ディーゼルエンジン、ボイラー、発電装置、及び排気を発生させるその他の適用例にて使用される。
【０００４】
燃料、触媒、又は還元剤を排気流中に噴射することは、フィルタ又はその他の排気システムの構成要素内に収集された煤及びその他の汚染物質を燃焼又は酸化し又は排気物質を減少させることができる。注入による利点を享受することのできる排気システムの構成要素の例は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）のような、触媒コンバータ、選択的触媒還元（ＳＣＲ）システム、選択的非触媒還元（ＳＮＣＲ）システム、及び煤トラップ及びディーゼル微粒子除去装置（ＤＰＦ）のようなフィルタを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排気からの煤及び汚染物質は、また、注入システム内にて使用される噴射ノズルに付着し、このことは、炭化と称される効果を生ずる。噴射ノズルは、特に、注入した後、濡れている間、炭化しがちである。炭化は、噴射ノズルの噴霧の形成及び噴霧量に影響を与える可能性がある。煤及び汚染物質が噴射ノズル上に蓄積することは、再生又は還元性能の低下及び燃料経済性の低下又は排気物質の減少の低下を含む、注入に対する多くの有害な効果をもたらす。極端な場合、排気システムの構成要素は、煤及びその他の汚染物質にて完全に詰まり、注入を非制御状態にし且つ、排気システムの構成要素の損傷を生じるであろう。
【０００６】
上記の説明から、噴射ノズルの炭化を防止する装置、システム及び方法が必要とされていることは明らかであろう。望ましくは、かかる装置、システム及び方法は、噴射ノズルの作動に干渉することなく、噴射ノズルを保護するようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、現在の技術に対応して、特に、現在利用可能な注入システムにより完全に解決されていない当該技術の問題点及び必要性に対応して開発されたものである。従って、本発明は、当該技術における上述した短所の多く又は全てを解決する、空気を注入噴射ノズルに提供する装置、システム及び方法を提供すべく開発されたものである。
【０００８】
空気を注入噴射ノズルに提供する装置には、空気流を受け取り、液体を受け取り、液体を噴射ノズルを通して噴射し且つ空気流を噴射ノズルを通して導くのに必要なステップを機能的に実行する複数の要素が設けられている。上述した実施の形態におけるこれらの要素は、注入流体入口ポート、空気入口ポート、噴射ノズル、開口部、噴射空気出口、空気弁及び注入噴射装置を含む。
【０００９】
１つの実施の形態において、噴射ノズルは、注入流体入口ポートと流体的に連通するものとすることができる。別の実施の形態において、噴射ノズルは、開口部に向けて向き決めされる。開口部は、１つの実施の形態において、噴射ノズルを実質的に取り囲む。
【００１０】
１つの実施の形態において、噴射空気出口は、空気入口ポート及び開口部と流体的に連通している。更なる実施の形態において、噴射空気出口は、開口部に向けて向き決めされる。１つの実施の形態において、噴射空気出口は、空気流を噴射ノズルに向けた方向に導く。
【００１１】
別の実施の形態において、噴射空気出口は、開口部の表面に対して実質的に平行で且つ噴射ノズルからずらした角度にて向き決めされる。更なる実施の形態において、開口部は、空気を噴射空気出口から導いて空気スパイラルを形成する形状とされている。
【００１２】
１つの実施の形態において、噴射空気出口は、注入流体入口ポートと噴射ノズルとの間にて噴射ノズルと流体的に連通しており、また、噴射空気出口は、噴射ノズルを通して向き決めされる。更なる実施の形態において、噴射空気出口は、開口部の面から空間的に除去されて、また、噴射空気出口は、開口部に向けて向き決めされる。
【００１３】
１つの実施の形態において、空気弁は、空気の入口ポートと噴射空気出口との間に配設されている。１つの実施の形態において、注入流体入口ポート及び噴射ノズルは、注入噴射装置上に配設されている。更なる実施の形態において、噴射空気出口及び空気入口ポートは、注入噴射装置上に配設されている。別の実施の形態において、開口部は、注入噴射装置上に配設されたキャビティを備えている。
【００１４】
本発明のシステムは、また、空気を噴射ノズルに提供すべく設けられる。システムは、排気導管、空気源、流体源、噴射ノズル、キャビティ及び噴射空気出口により具体化することができる。特に、システムは、１つの実施の形態において、エンジン制御モジュール、１つ又はより多くのセンサ、及び空気弁を含む。
【００１５】
エンジン制御モジュールは、１つの実施の形態において、噴射ノズルが注入流体を噴射する時期を決定する。更なる実施の形態において、エンジン制御モジュールは、噴射空気出口が空気を空気流からキャビティ内に噴射する時期を決定する。エンジン制御モジュールは、別の実施の形態において、その決定を１つ又はより多くのセンサからの入力に基づくものとすることができる。１つ又はより多くのセンサは、空気温度センサと、空気圧力センサとから成る群から選ぶことができる。エンジン制御モジュールは、空気弁を制御することもできる。１つの実施の形態において、空気源はターボ過給機である。別の実施の形態において、空気源は空気コンプレッサである。
【００１６】
本発明の方法は、また、空気を噴射ノズルに提供するためにも設けられる。開示された実施の形態における方法は、説明した装置及びシステムの作動に関連して上述した機能を実行するため必要なステップを実質的に含む。１つの実施の形態において、方法は、注入流体を排気流中に噴射する間、空気流が排気流に入るのを防止するステップを含む。方法は、また、空気流を噴射ノズルの周りの経路内に導いて空気スパイラルを形成するステップを含むこともできる。
【００１７】
本明細書の全体を通じて特徴、有利な効果、又は同様の文言に言及することは、本発明により実現可能な特徴及び有利な効果の全てが本発明の任意の１つの実施の形態に従ったものなければならないことことを意味するものではない。特徴及び有利な効果に言及する文言は、１つの実施の形態に関連して説明した特定的な特徴、有利な効果又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味するものと理解される。このように、本明細書の全体を通じて特徴、有利な効果及び同様の文言の説明は、同一の実施の形態に言及するであろうが、必ずしもその同一の実施の形態にのみ言及するものではない。
【００１８】
更に、本発明の説明した特徴、有利な効果及び特徴は、１つ又はより多くの実施の形態において任意の適宜な態様にて組み合わせることができる。当該技術の当業者は、本発明は、特定の実施の形態の特定の特徴、又は有利な効果の１つ又はより多く無しにて、実施することができることが認識されよう。その他の場合、追加的な特徴及び有利な効果は、本発明の全ての実施の形態に存在するとは限らない特定の実施の形態にて認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のこれらの特徴及び有利な効果は、以下の説明及び特許請求の範囲からより完全に明らかとなり、又は、以下に説明するように、本発明を実施することにより知ることができるであろう。
【００２０】
本発明の有利な効果が容易に理解されるようにするため、添付図面に示した特定の実施の形態に関して、本発明をより詳細に説明する。これらの図面は、本発明の典型的な実施の形態を示すものであり、このため、その範囲を限定するものとみなすべきでないとの理解の下、添付図面を用いて本発明を更に特定的に且つ詳細に記述し且つ、説明する。
【００２１】
本明細書にて説明した１つ又はより多くの機能的ユニットは、それらの実施の独立性をより特定的に強調するため、モジュールとして識別してある。例えば、モジュールは、カスタムＶＬＳＩ回路又はゲートアレイと、論理チップ、トランジスタ又はその他の離散型構成要素のような、標準的半導体とから成るハードウェア回路として具体化することができる。モジュールは、また、フィールドプログラム可能ゲートアレイ、プログラム可能アレイ論理、プログラム可能論理装置又は同様のもののようなプログラム可能ハードウェア装置にて具体化することもできる。
【００２２】
モジュールは、色々な型式のプロセッサにより実行すべくソフトウェアにて具体化することもできる。実行可能なコードの識別されたモジュールは、例えば、オブジェクト、手順又は関数として組織化することのできる、例えばコンピュータ命令の１つ又はより多くの物理的又は論理的ブロックから成るものとすることができる。しかし、識別したモジュールの実行可能な部分は、互いに物理的に配置する必要はなく、互いに接続されたとき、モジュールを構成し且つ、モジュールに対して記述された目的を実現する、異なる位置に保存した別個の命令から成るものとしてもよい。
【００２３】
実際に、実行可能なコードのモジュールは、単一の命令とし又は、多数の命令とし、また、異なるプログラム間にて且つ、幾つかのコンピュータ読み取り可能な媒体をわたって幾つかの異なるコードセグメント上にて分配することさえもできる。同様に、作用可能なデータは、この場合、モジュール内にて識別し且つ示し、また、任意の適宜な形態にて具体化し且つ任意の適宜な型式のデータ構造内にて組織化することができる。作用可能なデータは、単一のデータセットとして収集し、又は、異なる保存装置をわたる位置を含む異なる位置に分配することができ、また、少なくとも部分的に、単に、システム又はネットワーク上の電子信号として存在するようにしてもよい。１つのモジュール又はモジュールの一部分がソフトウェア内にて具体化される場合、そのソフトウェア部分は、１つ又はより多くのコンピュータ読み取り可能な媒体に保存される。
【００２４】
本明細書の全体にわたって「１つの実施の形態」又は「ある実施の形態」又は同様の文言に言及することは、実施の形態に関して説明した特定の構成、構造体又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味する。このように、本明細書の全体にわたって「１つの実施の形態」、「ある実施の形態」の説明及び同様の文言を使用することは、同一の実施の形態を意味するが、必ずしもその全てを意味するものとは限らない。
【００２５】
コンピュータ読み取り可能な媒体に言及することは、デジタル処理装置における機械読み取り可能な命令を保存することができる任意の形態をとることができる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、伝送線、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、磁気テープ、ベルヌーイドライブ、磁気ディスク、パンチカード、フラッシュメモリ、集積回路又はその他のデジタル処理装置のメモリ装置により具体化することができる。
【００２６】
更に、本発明の上述した構成、構造体又は特徴は、１つ又はより多くの実施の形態にて任意の適宜な態様にて組み合わせることができる。以下の説明において、本発明の実施の形態を完全に理解し得るようにするため、多数の特定的な詳細について説明する。しかし、当該技術の当業者は、本発明は、１つ又はより多くの特定的な詳細なしにて、又はその他の方法、構成要素、材料等々と共に実施することができることが認識されよう。その他の場合、本発明の形態を不明確にするのを避けるため、周知の構造体、材料又は作用について詳細に示し又は説明しない。
【００２７】
本明細書に含めた概略図的な流れ図は、全体として、論理流れ図として記載されている。従って、図示した順序及び標識したステップは、提供された方法の１つの実施の形態を示すものである。機能、論理又は効果の点にて説明した方法の１つ又は多くのステップ又はその部分と等価的であるその他のステップ及び方法とすることが考えられる。更に、採用されたフォーマット及び符号は、方法の論理的なステップを説明するため記載したものであり、本発明の範囲を限定するものではないことが理解される。流れ図にて色々な型式の矢印及び線の型式を採用することができるが、これらは、相応する方法の範囲を限定するものではないと理解される。事実上、方法の論理的流れのみを示すため、幾つかの矢印又はその他の接続線を使用することができる。例えば、矢印は、図示した方法の数字を付したステップ間にて非特定的な持続時間、待機し又は監視することを示すことができる。更に、特定の方法が行なわれる順序は、図示した相応するステップの順序に従うようにし、又は正確に従わないようにしてよい。
【００２８】
図１には、空気を注入噴射ノズルに提供するシステム１００の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、システム１００は、流体１０２、注入流体管１０４、注入流体入口ポート１０５、注入噴射装置１０６、キャビティ１０８、噴射ノズル１１０、空気源１１２、空気導管１１４、空気導管締結具１１６、空気入口ポート１１８、噴射空気出口１２０、空気スパイラル１２２、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）１２４、１つ又はより多くのセンサ１２６、１つ又はより多くの締結具１２８、排気導管１３０、排気流れ１３２を含むことができる。
【００２９】
１つの実施の形態において、流体１０２は、注入流体である。流体１０２は、ガス又は液体としてもよい。流体１０２は、１つの実施の形態において、石油系燃料のような飽和炭化水素又はアルカリ系燃料としてもよい。流体１０２は、天然に存在する石油、生物材料又は合成によって作り出したものから得ることができる。１つの実施の形態において、流体１０２は、ディーゼル燃料のような、圧縮点火方式を採用する内燃機関にて使用するのに適している。流体１０２は、炭化水素注入システムのような、排気の後処理システムのフィルタの再生事象にて使用するのにも適している。流体１０２は、別の実施の形態において、ＳＣＲ、ＳＮＣＲ又は別の注入システムにて使用するのに適した尿素又はアンモニアのような還元剤とすることができる。排気後処理システムは、アクティブ又はパッセィブ型後処理システムとすることができる。更なる実施の形態において、流体１０２は低圧力を有する。
【００３０】
図示した実施の形態において、注入流体管１０４は、流体１０２を注入噴射装置１０６に送り出す形態とされている。注入流体管１０４は、リザーバ、タンク又はその他の流体源のようなシステム１００内の流体源１０１から流体１０２を送り出すことができる。注入流体管１０４は、その他の実施の形態において、１つ又はより多くのシャットオフ弁、フィルタ又はその他の注入流体管の構成要素を備えることができる。流体源１０１は、システム１００内の分離した位置又は遠方の位置に配設し又は注入噴射装置１０６に隣接する位置に配設してもよい。
【００３１】
注入噴射装置１０６は、炭化水素の注入噴射装置、尿素の注入噴射装置又は別の型式の注入噴射装置とすることができる。注入噴射装置１０６は、注入流体入口ポート１０５、空気入口ポート１１８、キャビティ１０８、噴射ノズル１１０、噴射空気出口１２０及び（又は）１つ又はより多くの締結具１２８を備える注入本体を含むことができる。注入噴射装置１０６は、金属、プラスチック、セラミック又は同様のもののような耐久性のある材料から成るものとすることができる。注入噴射装置１０６は、機械加工、射出成形、ブロー成形、又はその他の方法にて形成することができる。
【００３２】
図示した実施の形態において、注入流体管１０４は、注入噴射装置１０６の注入流体入口ポート１０５に連結されている。注入流体入口ポート１０５は、注入流体管１０４からの流体１０２が注入噴射装置１０６に送り出されるよう注入流体管１０４を受け入れる形態とされたインターフェースである。注入流体入口ポート１０５は、注入噴射装置１０６の一部であり、該噴射装置に装着され且つ（又は）配設されている。注入流体入口ポート１０５は、注入流体管１０４からの流体１０２が注入噴射装置１０６に入るためのマニホルド、通路、流路又はその他の導管を含むことができる。更なる実施の形態において、注入流体入口ポート１０５は、注入流体管１０４を注入噴射装置１０６に連結する１つ又はより多くの締結具（図示せず）を含むことができる。締結具の例は、ねじ又はボルト型締結具のようなねじ式締結具、クランプ、糊、溶接又はその他の固定装置を含む。
【００３３】
１つの実施の形態において、注入噴射装置１０６は、排気システム内にて排気流１３２付近に配設されている。更なる実施の形態において、注入噴射剤装置１０６は、注入事象の間、注入噴射装置１０６が流体１０２を排気導管１３０内に噴射することができるよう排気導管１３０に隣接する位置に配設される。排気導管１３０は、１つの実施の形態において、排気流１３２が通る内部を有するパイプ、管、通路、マニホルド、ホース又は同様のものを含むことができる。注入噴射装置１０６は、色々な角度及び向きにて排気導管１３０の側部に連結し、排気導管１３０内に配置され、排気導管１３０と一体化するか又は、さもなければ、排気導管１３０と流体的に連通するようにしてもよい。
【００３４】
１つの実施の形態において、注入噴射装置１０６はキャビティ１０８を有している。キャビティ１０８は、噴射ノズル１１０の周りに開口部又は空間を有しており、実質的に閉塞物無しである、噴射ノズル１１０からの通路を提供する。図示した実施の形態において、キャビティ１０８は、排気流１３２に隣接する注入噴射装置１０６の側部に配設されている。キャビティ１０８は、実質的に円形であるが、その他の実施の形態において、楕円形、四角形、六角形又はその他の形状としてもよい。キャビティ１０８の形状は、キャビティ１０８内にて、空気スパイラル１２２のような、噴射ノズル１１０に対する所望の空気流パターンを形成するよう選ぶことができる。キャビティ１０８は、注入噴射装置１０６の表面上にあり又は、注入噴射装置１０６内に凹状に形成された噴射装置キャビティ１０８の周りの開口部又は空間とすることができる。噴射ノズル１１０は、キャビティ１０８に向けて向き決めされ且つ、流体１０２をキャビティ１０８を通して排気流１３２内に噴射する。
【００３５】
１つ又はより多くの締結具１２８は、流体１０２の経路が噴射ノズル１１０から出てキャビティ１０８を通って排気流１３２に入るよう注入噴射装置１０６を排気導管１３０に連結することができる。１つ又はより多くの締結具１２８は、１つ又はより多くのガスケット、ナット、ボルト、ねじ、クランプ、糊、溶接又はその他のインターフェース接続及び（又は）締結手段を含むことができる。
【００３６】
噴射ノズル１１０は、流体１０２を排気流１３２中に噴射する。噴射ノズル１１０は、金属、プラスチック、セラミック又は別の耐久性のある材料から成るものとすることができる。噴射ノズル１１０の材料は、流体１０２及び（又は）排気流１３２の物理的、化学的又はその他の性質に基づいて選ぶことができる。１つの実施の形態において、噴射ノズル１１０は、噴射ノズル１１０上にて又は該ノズル内にて炭化又はその他の腐食が生じない限り、注入中、流体１０２を均一な噴霧及び一様な量にて排気流１３２中に噴射することができる。
【００３７】
噴射ノズル１１０は、１つの実施の形態において、流体１０２を噴射し、流体が排気流１３２と共に、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）又はその他の触媒のような触媒コンバータ内に流れ、酸化を促進し且つ排気物質を減少させることができる。流体１０２は、別の実施の形態において、煤トラップ又はディーゼル微粒子除去装置（ＤＰＦ）からの煤及びその他の汚染物質を燃焼させることができる。
【００３８】
噴射ノズル１１０は、排気流１３２からの煤及びその他の汚染物質と接触するようにする。排気流１３２からの煤及びその他の汚染物質は、噴射ノズル１１０に付着して、噴射ノズル１１０が噴霧する流体１０２の噴霧の形態及び量に影響を与える。煤及び汚染物質の付着又は炭化は、全体として、注入後、噴霧ノズル１１０が流体１０２にて濡れている間、促進される傾向がある。付着した煤及び汚染物質の噴霧装置のノズル１１０への蓄積、また、注入に対するその影響は、再生又は還元性能を低下させ、燃料経済性を低下させ、また、極端な場合、ＤＰＦは完全に詰まり、注入を非制御状態にし且つＤＰＦ又はその他の構成要素の損傷を生じさせることがある。
【００３９】
図示した実施の形態において、空気源１１２は、注入噴射装置１０６と流体的に連通している。１つの実施の形態において、空気源１１２は空気コンプレッサを備えている。空気源１１２は、また、ブレーキ装置、エアシート、又は空気を必要とする、排気システムと作用可能に接続されたその他の構成要素又はシステムに空気を提供することもできる。更なる実施の形態において、空気源１１２は、当該技術にて全体として既知であるように、圧縮点火エンジンにブースト圧力を提供すべく使用することができるターボ過給機を備えている。空気導管１１４は、空気源１１２を注入噴射装置１０６と接続する。空気導管１１４は、管、ホース、パイプ又はその他の導管材料とすることができる。空気導管１１４は、システム１００内の別個の又は遠隔の位置から、又は注入噴射装置１０６に近接した位置から空気を注入噴射装置１０６に送り出すことができる。
【００４０】
空気導管１１４は、１つの実施の形態において、空気源１１２から注入噴射装置１０６への空気の流れを制御する空気弁１２６を備えることができる。１つの実施の形態において、空気弁１２６は、比例弁又は別型式の空気弁である。空気弁１２６は、空気源１１２と噴射ノズル１１０の間に配設されている。空気弁１２６は、空気源１１２、空気導管１１４、空気導管締結具１１６、空気入口ポート１１８、噴射ノズル１１０と一体化し、又はこれらから独立しているが、これらと調和した位置に配設してもよい。１つの実施の形態において、空気弁１２６は、空気入口ポート１１８と噴射空気出口１２０との間に配設することができる。代替的な実施の形態において、１つ又はより多くのファン、ポンプ、送風機、コンプレッサ及び（又は）その他の空気制御手段のような、その他の要素を使用して空気源１１２から注入噴射装置１０６への空気の流れを制御することができる。
【００４１】
空気導管の締結具１１６は、空気導管１１４を空気入口ポート１１８に連結する形態とされている。空気導管の締結具１１６は、ねじ、又はボルト型締結具のような１つ又はより多くのねじ式締結具、クランプ、糊、溶接又は別の固定装置とすることができる。空気入口ポート１１８は、空気導管１１４からの空気が注入噴射装置１０６内の噴射ノズル１１０の周りにてキャビティ１０８に送り出されるよう空気導管の締結具１１６を受け入れる形態とされたインターフェースである。空気入口ポート１１８は、注入噴射装置１０６の一部とし、該装置に装着し且つ（又は）該装置付近に配設することができる。空気入口ポート１１８は、空気導管１１４からの空気がキャビティ１０８に入るためのマニホルド、通路、管、パイプ、入口、ポート又はその他の通路とすることができる。空気入口ポート１１８は、空気を噴射空気出口１２０を通してキャビティ１０８に送り出す。
【００４２】
噴射空気出口１２０は、空気流を空気導管１１４から噴射ノズル１１０を経て導き又は付勢する穴又は切欠き部をキャビティ１０８の壁、ノズル、管、ガイド、換気口、又は別の空気出口を備えることができる。噴射空気出口１２０は、空気が噴射ノズル１１０上、該ノズルと隣接して且つ（又は）該ノズルを貫通して通るよう空気を導くことができる。１つの実施の形態において、噴射空気出口１２０は、キャビティ１０８内に正の空気圧力が存在するよう空気をキャビティ１０８内に送り出す。正の空気圧は、排気流１３２から煤及びその他の汚染物質がキャビティ１０８に入るのを制限し且つ噴射ノズル１１０をこれらから保護する形態とされている。空気は、また、注入後、流体１０２が噴射ノズル１１０から蒸発するのを促進する形態ともされている。キャビティ１０８に入った後、正の空気圧力は、空気を排気流１３２内に強制し又はキャビティ１０８から別の経路を通って押し出すことができる。正の空気圧は、噴射装置のノズル１１０の周りにエアカーテンを形成し、炭化又は噴射ノズル１１０への蓄積を防止することができる。
【００４３】
その他の実施の形態において、噴射空気出口１２０は、空気を色々な角度及び位置にてキャビティ１０８内に送り出すことができる。これらの角度及び位置については、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄに関してより詳細に説明する。図示した実施の形態において、噴射空気出口１２０は、空気をキャビティ１０８の面に対して実質的に平行で且つ、噴射ノズル１１０からずらした角度にてキャビティ１０８内に送り出す。キャビティ１０８は、実質的に円形として示されており、このため、噴射空気出口１２０は、空気をキャビティ１０８の面に対して実質的に平行で且つ、噴射装置のノズル１１０からずらした角度にて及び噴射ノズル１１０に対して接線方向の角度にて送り出し、空気は空気スパイラル１２２を形成する。空気スパイラル１２２は、キャビティ１０８内にて実質的に均一な正の空気圧を提供し、噴射ノズル１１０からの流体１０２の噴霧に対する干渉は最小である。
【００４４】
ＥＣＭ１２４は、１つの実施の形態において、注入噴射装置１０６及び空気源１１２と電気的に連通している。ＥＣＭ１２４は、１つ又はより多くの電気回路、電気装置、コントローラ、プロセッサ、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、メモリ、コンピュータ読み取り可能な媒体及び（又は）その他の電気装置を含むモジュールである。ＥＣＭ１２４は、燃料の計測供給量、噴射タイミング、注入タイミング及び（又は）その他のエンジンの作動を決定することができる。図示した実施の形態において、ＥＣＭ１２４は、システム１００内に配置された１つ又はより多くのセンサ１２６と電気的に連通している。空気源１１２及び注入噴射装置１０６は、ＥＣＭ１２４と電気的に連通した１つ又はより多くのセンサ１２６を含むことができる。１つの実施の形態において、ＥＣＭ１２４は、エンジンのクランク軸の位置及び分当たり回転数（ＲＰＭ）、エンジン冷却液の温度、吸気温度、及び１つ又はより多くのセンサ１２６から吸気の絶対的なブースト圧力のような１つ又はより多くのパラメータを受け取る形態とされている。
【００４５】
更なる実施の形態において、ＥＣＭ１２４は、噴射ノズル１１０による流体１０２の噴射及び噴射空気出口１２０による空気の送り出しを制御する形態とされている。ＥＣＭ１２４は、１つの実施の形態において、噴射ノズル１１０が流体１０２を噴射する時期及び噴射空気出口が空気を噴射し又は送り出す時期を決定する。これらの時期は、一定の流れを含み、重なり合い、排他的、周期的とし又は１つ又はより多くのセンサ１２６からの読み取り値に基づき決定することができる。ＥＣＭ１２４は、燃焼した燃料の量、タイマー、温度又はその他のパラメータに基づいてキャビティ１０８内への流体１０２の噴射を決定することができる。ＥＣＭ１２４は、空気の流れが実質的に一定であるようキャビティ１０８への空気の送り出しを制御することができる。更なる実施の形態において、ＥＣＭ１２４は、空気の流れが噴射ノズル１１０からの流体１０２の流れに干渉しないようにするため、注入中、空気の流れが遮断されるようキャビティ１０８への空気の送り出しを制御することができる。ＥＣＭ１２４は、上述した空気弁１２６のような弁を使用して流体１０２の噴射及びキャビティ１０８内への空気の噴射を制御することができる。
【００４６】
ＥＣＭ１２４は、また、線の破損、ブレーキの故障又はその他の危険な状況のような故障モード効果及び分析（ＦＭＥＡ）型の状況の間、キャビティ１０８内への空気の流れを遮断することもできる。ＥＣＭ１２４は、空気源１１２が十分な空気を供給できず、又は空気をその他の目的のために送り出したとき、キャビティ１０８への空気の流れを遮断することができる。空気源１１２は、高高度の状況、煙又はその他の汚染物質が存在するとき、高温度又はその他の異常な状況にて十分な空気を供給することはできないであろう。ＥＣＭ１２４は、噴射ノズル１１０上にて炭化又は蓄積が生じるとき、注入噴射装置１０６が排気流１３２内に噴射する流体１０２の量を増すような形態とすることもできる。
【００４７】
図２Ａには、空気を注入噴射装置２００に提供する装置の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置２００は、図１に関して上述した注入噴射装置１０６と実質的に同様であり、また、キャビティ２０２、噴射ノズル２０４、噴射空気出口２０６を備えている。噴射空気出口２０６は、キャビティ２０２の面に対して実質的に平行の角度にて且つ、噴射ノズル２０４と交差する角度にて空気をキャビティ２０２内に送り出し、噴射し又は導入する形態とされている。噴射空気出口２０６からの空気は、噴射ノズル２０４上を直接、進む。１つの実施の形態において、噴射空気出口２０６は、注入中、キャビティ２０２内への空気の流れを遮断し、空気の流れが噴射装置のノズル２０４からの流体の噴霧を干渉せず、また、注入のため、流体を排気流中に分散させることができるような形態とされている。
【００４８】
図２Ｂには、空気を注入噴射装置２１０に提供して、ノズル先端の閉塞を制御する装置の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置２１０は、図１に関して上述した注入噴射装置１０６と実質的に同様であり、また、キャビティ２１２、噴射ノズル２１４、噴射空気出口２１６を備えている。図示した実施の形態において、噴射空気出口２１６は、噴射ノズル２１４と流体的に連通しており、空気は、別個の空気入口を通らずに、噴射空気出口２１６から噴射ノズル２１４を通ってキャビティ２１２内に送り出される。噴射空気出口２１６は、弁、「Ｔ」字形継手、入口、ポート、又はその他の連結手段を通じて噴射ノズル２１４の注入流体管に連結することができる。１つの実施の形態において、噴射空気出口２１６は、注入噴射装置２１０の注入流体入口ポートと噴射ノズル２１４との間にて噴射ノズル２１４と流体的に連通している。キャビティ２１２内にて正の空気圧力を提供することに加えて、空気は、噴射ノズル２１４から炭化物及び（又は）その他の蓄積物を実際的に除去することができる。図示した実施の形態は、別個の空気入口又は空気ノズルを追加することなく、既存の注入噴射装置の製造過程に一体化することもできる。別の実施の形態において、空気は、別個の通路を通って流体に対して実質的に平行な経路、及び噴射ノズル２１４に隣接する開口部を通ってキャビティ２１２に流れる。
【００４９】
図２Ｃには、空気を注入噴射装置２２０に提供してノズル先端の閉塞を制御する装置の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置２２０は、図１に関して上述した注入噴射装置１０６と実質的に同様であり、また、キャビティ２２２、噴射ノズル２２４、噴射空気出口２２６を備えている。図示した実施の形態において、噴射空気出口２２６は、キャビティ２２２の面に対して垂直な角度にて且つ、噴射ノズル２２４と実質的に交差する角度にて空気をキャビティ２２２内に送り出す。噴射空気出口２２６は、図示したように、注入噴射装置２２０から空間的に除去され、また、支持のため、排気導管、注入噴射装置２２０、又は、注入噴射装置２２０付近に配設された別の物に連結することができる。１つの実施の形態において、噴射空気出口２０６は、注入中、キャビティ２２２内への空気の流れを遮断する形態とされ、このため、空気の流れが噴射ノズル２２４からの注入流体の噴霧に干渉することはない。
【００５０】
図２Ｄには、空気を注入噴射装置２３０に提供してノズル先端の閉塞を制御する装置の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置２３０は、図１に関して上述した注入噴射装置１０６と実質的に同様であり、キャビティ２３２、噴射ノズル２３４、噴射空気出口２３６を備えている。１つの実施の形態において、噴射空気出口２３６は、注入噴射装置２３０から空間的に除去され、また、噴射空気出口２３６は、噴射ノズル２３４からずらした角度にて空気をキャビティ２３２内に送り出す。噴射空気出口２２６は、支持のため、排気導管、注入噴射装置２２０、又は注入噴射装置２２０付近に配設された別の物に連結することができる。
【００５１】
図３Ａには、空気を注入噴射装置３００に提供する装置の１つの実施の形態の側面図が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置３００は、上述した図１の注入噴射装置１０６と実質的に同様である。注入噴射装置３００は、図示した実施の形態において、キャビティ面３１０、噴射ノズル３０８、噴射空気出口３１６を備えている。
【００５２】
１つの実施の形態において、キャビティ面３１０は、注入噴射装置３００上に配設されている。キャビティ面３１０は、噴射装置３００内に凹状に形成し又は引込ませ又は、注入噴射装置３００の面、壁、又はその他の面と面一とし又はこれらから隆起するようにすることができる。キャビティ面３１０は、流体３０２を注入噴射装置３００から噴射するため、噴射ノズル３０８に対する実質的に閉塞物無しの経路を提供する。１つの実施の形態において、キャビティ面３１０は、排気流又は同様のものに隣接する位置に配設されている。キャビティ面３１０は、空気流３１２を噴射空気出口３１６から空気スパイラルのような所定の経路にて導く形状とされたキャビティ壁を更に備えることができる。
【００５３】
図示した実施の形態において、噴射ノズル３０８は、注入噴射装置３００のキャビティ面３１０上に配設されている。噴射ノズル３０８は、流体３０２を噴射ノズルの方向３０４に向けて噴射する。噴射ノズル３０８は、噴射ノズル３０８が腐食し、汚染し又は同様の状態とならない限り、流体３０２を実質的に均一なパターン及び量にて噴射することができる。噴射ノズルの方向３０４は、流体３０２の大部分が導かれる方向にすなわち流体３０４の平均的な方向とすることができる。噴射ノズルの方向３０４は、噴射ノズル３０８が向き決めされる方向である。図示した実施の形態において、噴射ノズル３０８は、キャビティ面３１０に隣接するキャビティ又は開口部に向き決めし且つ該キャビティ又は開口部を通って向き決めされ、また、噴射ノズルの方向３０４は、キャビティ面３１０に対して実質的に垂直である。噴射ノズルの方向３０４は、隣接する排気流の寸法、向き決め及び方向、注入噴射装置３００の形態及び目的、及びその他の噴射条件に依存して、キャビティ面３１０に対する多数の方向に向き決めすることができる。
【００５４】
図示した実施の形態において、噴射装置の空気入口３１６は、空気流が噴射ノズル３０８を通るように空気流３１２を噴射し且つ（又は）導く。空気流３１２は、流体３０４と同一の経路を使用して、噴射ノズル３０８上を直接、進み、噴射ノズル３０８の一側部上を進み又は、噴射ノズル３０８を通って進む。図示した実施の形態において、噴射空気出口３１６は、空気流３１２を空気の噴射方向３１４に向けて噴射する。空気の噴射方向３１４は、空気流３１２の大部分が導かれる方向すなわち空気流３１２の平均方向とすることができる。１つの実施の形態において、空気の噴射方向３１４は、噴射空気出口３１６が向き決めされる方向又は角度である。図示した実施の形態において、噴射空気出口３１６は、キャビティ面３１０に隣接するキャビティ又は開口部を通って向き決めされ、また、キャビティ面３１０に対して実質的に平行で且つ噴射ノズルの方向３０４に対して垂直な面３０６内にて向き決めされる。空気の噴射方向３１４は、噴射ノズルの方向３０４に対して垂直とし且つ噴射ノズル３０８から半径方向にずらすことができる。その他の実施の形態において、噴射空気出口３１６は、キャビティに向けて又はキャビティ３１０に隣接する開口部に向けて又はこれらを通るその他の角度にて向き決めすることができる。
【００５５】
図３Ｂには、空気を注入噴射装置３２０に提供する装置の１つの実施の形態が頂面図にて示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置３２０は、図３Ａの注入噴射装置３００、及び上述した図１の注入噴射装置１０６と実質的に同様である。１つの実施の形態において、注入噴射装置３２０は、キャビティ３２２、キャビティ壁３２４、噴射ノズル３２６、及び噴射装置の空気排出口３２８を備えている。
【００５６】
１つの実施の形態において、キャビティ３２２は、注入噴射装置３２０上に配設され、また、注入噴射装置３２０の表面又は面内に凹状に形成し又は該面と面一となるようにすることができる。図示した実施の形態において、キャビティ３２２は、実質的に円形であり、また、キャビティ壁３２４は、キャビティ３２２を取り囲む。図示した実施の形態において、噴射ノズル３２６は、キャビティ３２２の中心に又はその中心付近にて注入噴射装置３２０上に配設されている。
【００５７】
図示した実施の形態において、噴射装置の空気排出口３２８は、空気流３３０をキャビティ３２２に導き且つキャビティ３２２を通る空気の噴射方向３３２に向けて噴射し又は導く。空気の噴射方向３３２は、図示した実施の形態において、噴射ノズル３２６から半径方向にずらしてあるが、キャビティ３２２のキャビティ面に対して実質的に平行な面内にある。図示した実施の形態において、キャビティ壁３２４は、空気流３３０が空気スパイラル３３４を形成するよう空気流３３０を導く。空気スパイラル３３４は、図示した実施の形態において、噴射ノズル３２６の周りにスパイラルを形成し、このため、噴射ノズル３２６は、空気流３３０により形成される空気スパイラル３３４が噴射に干渉することなく、流体をキャビティ３１０内に噴射することができる。別の実施の形態において、噴射空気出口は、噴射ノズル３２６による流体の噴射又は注入事象の間、空気流３２８を遮断し又は空気流３２８がキャビティに入るのを防止することができる。
【００５８】
図４Ａには、空気を注入噴射装置に提供する方法４００の１つの実施の形態が示されている。方法４００は、ステップ４０２にて開始する。開始ステップ４０２は、エンジンの点火、第一の注入事象、安全な作動状態への復帰又は別の開始事象とすることができる。空気の入口ポート１１８は、空気源１１２から空気流を受け取る（４０４）。１つの実施の形態において、空気の入口ポート１１８は、空気源１１２から実質的に一定の空気流を受け取り（４０４）、また、空気流がキャビティ１０８に入るのを遮断し又は防止する形態とすることができる。別の実施の形態において、空気入口ポート１１８は、空気源１１２から遮断された空気流、空気パルス又は同様のものを受け取る（４０４）。噴射空気出口１２０は、空気流を噴射ノズル１１０を通って導く（４０６）。噴射空気出口１２０は、空気流を直接、噴射ノズル１１０をわたって又はその上を噴射ノズル１１０の一側部まで導き又は、噴射ノズル１１０を通って導く（４０６）。空気流の力は、汚れ又は汚染物質を噴射ノズル１１０から除去し且つ（又は）キャビティ１０８内に正の空気圧力を形成することができる。キャビティ１０８は、図示した実施の形態において、空気流を噴射ノズル１１０の周りにて空気スパイラル中に導く（４０８）。
【００５９】
ＥＣＭ１２４は、注入事象を行うべきかどうかを決定する（４１０）。ＥＣＭ１２４は、タイマー、１つ又はより多くのセンサ１２６からの入力、又はその他の因子に基づいて注入事象を行うべきときを決定する（４１０）。ＥＣＭ１２４が注入事象を行うべきと決定したとき（４１０）、注入流体入口ポート１０５は、流体１０２を受け取り（４１２）、また、噴射ノズル１１０は、流体１０２をキャビティ１０８を通して噴射する（４１４）。ＥＣＭ１２４が注入事象を行うべきではないと決定したとき（４１０）、又は、噴射ノズル１１０が流体１０２を噴射すること（４１４）に応答して、ＥＣＭ１２４は、システム１００の作動を停止させるべきかどうかを決定する（４１６）。ＥＣＭ１２４は、安全でない作動状態、エンジンの作動停止、又は別の作動停止事象のため、システム１００の作動を停止させることを決定することができる（４１６）。ＥＣＭ１２４がシステムの作動を停止させると決定したとき（４１６）、方法４００は終了し（４１８）、さもなければ、方法４００は空気流を受け取るステップ４０４に戻る。
【００６０】
図４Ｂには、空気を注入噴射装置に提供する方法４２０の別の実施の形態が示されている。方法４２０は、１つの実施の形態において、図４Ｂの方法４００と実質的に同様である。方法４２０はステップ４２２にて開始する。空気入口ポート１１８は、空気流を空気源１１２から受け取る（４２４）。噴射空気出口１２０は、空気流を噴射ノズル１１０を経て導く（４２６）。噴射空気出口１２０は、空気流を直接、噴射ノズル１１０をわたり又はその上にて噴射ノズル１１０の側部まで導き、又は噴射ノズル１１０を通って導く（４０６）。
【００６１】
ＥＣＭ１２４は、注入事象を行うべきかどうかを決定する（４２８）。ＥＣＭ１２４が注入事象を行うべきと決定したとき（４２８）、空気源１１２、空気入口ポート１１８又は噴射空気出口１２０と一体化することのできる空気弁１２６は、空気流を遮断して注入事象への干渉を防止する（４３０）。注入流体入口ポート１０５は、注入流体を構成する流体１０２を受け取り（４３２）、噴射ノズル１１０は、流体１０２をキャビティ１０８を通して噴射する（４３４）。ＥＣＭ１２４が未だ注入事象を行うべきではないと決定した場合（４２８）、又は噴射ノズル１１０が流体１０２を噴射する（４３４）のに応答して、ＥＣＭ１２４は、システム１００の作動を停止させるべきかどうかを決定する（４３６）。ＥＣＭ１２４がシステムの作動を停止させるべきと決定した場合（４３６）、方法４２０は終了し（４３８）、さもなければ、方法４２０は、空気流を受け取るステップ４２４に戻る。
【００６２】
この開示に鑑みて、当該技術の当業者に理解されるように、空気が正の空気圧を形成し又は噴射ノズルの閉塞物を除去する限り、上述した本発明の範囲及び精神から逸脱せずに、噴射空気出口１１８、２０６、２１６、２２６、２３６、３１６及び３２８の多岐にわたる角度及びずらしを利用することができる。本発明は、その精神又は必須の特徴から逸脱せずに、その他の特定の形態にて具体化することができる。説明した実施の形態は、全ての点にて単に一例であり且つ、限定的ではないとみなすべきである。このため、本発明の範囲は、上記の説明ではなくて、特許請求の範囲によって示されるものである。請求の範囲の意味及び等価物の範囲に属する全ての変更は、本発明の範囲に包含されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の概略ブロック図である。
【図２】２Ａは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の１つの実施の形態を示す概略ブロック図である。２Ｂは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の別の実施の形態を示す概略ブロック図である。２Ｃは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の更に別の実施の形態を示す概略ブロック図である。２Ｄは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の別の実施の形態を示す概略ブロック図である。
【図３】３Ａは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の１つの実施の形態を側面図にて示す概略ブロック図である。３Ｂは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の１つの実施の形態を頂面図にて示す概略ブロック図である。
【図４】４Ａは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する方法の１つの実施の形態を示す流れ図である。４Ｂは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する方法の別の実施の形態を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 空気を噴射ノズルに提供するシステム
１０１ 流体源
１０２ 流体
１０４ 注入流体管
１０５ 注入流体入口ポート
１０６ 注入噴射装置
１０８ キャビティ
１１０ 噴射ノズル
１１２ 空気源
１１４ 空気導管
１１６ 空気導管締結具
１１８ 空気の入口ポート
１２０ 噴射空気出口
１２２ 空気スパイラル
１２４ エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）
１２６ センサ
１２８ 締結具
１３０ 排気導管
１３２ 排気流れ
２００ 注入噴射装置
２０２ キャビティ
２０４ 噴射ノズル
２０６ 噴射空気出口
２１０ 注入噴射装置
２１２ キャビティ
２１４ 噴射ノズル
２１６ 噴射空気出口
２２０ 注入噴射装置
２２２ キャビティ
２２４ 噴射ノズル
２２６ 噴射空気出口
２３０ 注入噴射装置
２３２ キャビティ
２３４ 噴射ノズル
２３６ 噴射空気出口
３００ 注入噴射装置
３０２ 流体
３０４ 噴射ノズルの方向
３０６ 噴射ノズルの方向３０４に対して垂直な面
３０８ 噴射ノズル
３１０ キャビティ面
３１２ 空気流
３１４ 空気の噴射方向
３１６ 空気出口
３２０ 注入噴射装置
３２２ キャビティ
３２４ キャビティ壁
３２６ 噴射ノズル
３２８ 噴射装置の空気排出口
３３０ 空気流
３３２ 空気の噴射方向
３３４ 空気スパイラル
【技術分野】
【０００１】
本出願は、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、トリー・ジャロスジィンスキー（Ｔｏｒｙ Ｊａｌｏｓｚｙｎｓｋｉ）その他の者が２００７年７月１７日付で出願した、「空気を注入噴射ノズルに提供する装置、システム、及び方法（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＳＹＳＴＥＭ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＡＩＲ ＴＯ ＤＯＳＥＲ ＩＮＪＥＣＴＩＯＮ ＮＯＺＺＬＥ）」という名称の米国仮特許出願番号６０／９５０，３１０の一部継続出願であり且つ、その出願に基く優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、噴射ノズル、より詳細には、噴射ノズルの閉塞を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
噴射ノズルは、汚染された環境にて使用されることが多い。例えば、排気後処理システム内にて使用される噴射ノズルは、排気及びその他の汚染物質と接触することが多い。噴射ノズルを有する注入システムは、システムの構成要素を再生し又は酸化するため、又は、窒素酸化物のような排気物質を減少させるべく噴射ノズルが燃料、尿素（カルバミドとしても知られる）又はアンモニアのような還元ガス、又はその他の注入流体を排気流中に噴射することができるため、これらの環境内にて有用である。注入システムは、ディーゼルエンジン、ボイラー、発電装置、及び排気を発生させるその他の適用例にて使用される。
【０００４】
燃料、触媒、又は還元剤を排気流中に噴射することは、フィルタ又はその他の排気システムの構成要素内に収集された煤及びその他の汚染物質を燃焼又は酸化し又は排気物質を減少させることができる。注入による利点を享受することのできる排気システムの構成要素の例は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）のような、触媒コンバータ、選択的触媒還元（ＳＣＲ）システム、選択的非触媒還元（ＳＮＣＲ）システム、及び煤トラップ及びディーゼル微粒子除去装置（ＤＰＦ）のようなフィルタを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排気からの煤及び汚染物質は、また、注入システム内にて使用される噴射ノズルに付着し、このことは、炭化と称される効果を生ずる。噴射ノズルは、特に、注入した後、濡れている間、炭化しがちである。炭化は、噴射ノズルの噴霧の形成及び噴霧量に影響を与える可能性がある。煤及び汚染物質が噴射ノズル上に蓄積することは、再生又は還元性能の低下及び燃料経済性の低下又は排気物質の減少の低下を含む、注入に対する多くの有害な効果をもたらす。極端な場合、排気システムの構成要素は、煤及びその他の汚染物質にて完全に詰まり、注入を非制御状態にし且つ、排気システムの構成要素の損傷を生じるであろう。
【０００６】
上記の説明から、噴射ノズルの炭化を防止する装置、システム及び方法が必要とされていることは明らかであろう。望ましくは、かかる装置、システム及び方法は、噴射ノズルの作動に干渉することなく、噴射ノズルを保護するようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、現在の技術に対応して、特に、現在利用可能な注入システムにより完全に解決されていない当該技術の問題点及び必要性に対応して開発されたものである。従って、本発明は、当該技術における上述した短所の多く又は全てを解決する、空気を注入噴射ノズルに提供する装置、システム及び方法を提供すべく開発されたものである。
【０００８】
空気を注入噴射ノズルに提供する装置には、空気流を受け取り、液体を受け取り、液体を噴射ノズルを通して噴射し且つ空気流を噴射ノズルを通して導くのに必要なステップを機能的に実行する複数の要素が設けられている。上述した実施の形態におけるこれらの要素は、注入流体入口ポート、空気入口ポート、噴射ノズル、開口部、噴射空気出口、空気弁及び注入噴射装置を含む。
【０００９】
１つの実施の形態において、噴射ノズルは、注入流体入口ポートと流体的に連通するものとすることができる。別の実施の形態において、噴射ノズルは、開口部に向けて向き決めされる。開口部は、１つの実施の形態において、噴射ノズルを実質的に取り囲む。
【００１０】
１つの実施の形態において、噴射空気出口は、空気入口ポート及び開口部と流体的に連通している。更なる実施の形態において、噴射空気出口は、開口部に向けて向き決めされる。１つの実施の形態において、噴射空気出口は、空気流を噴射ノズルに向けた方向に導く。
【００１１】
別の実施の形態において、噴射空気出口は、開口部の表面に対して実質的に平行で且つ噴射ノズルからずらした角度にて向き決めされる。更なる実施の形態において、開口部は、空気を噴射空気出口から導いて空気スパイラルを形成する形状とされている。
【００１２】
１つの実施の形態において、噴射空気出口は、注入流体入口ポートと噴射ノズルとの間にて噴射ノズルと流体的に連通しており、また、噴射空気出口は、噴射ノズルを通して向き決めされる。更なる実施の形態において、噴射空気出口は、開口部の面から空間的に除去されて、また、噴射空気出口は、開口部に向けて向き決めされる。
【００１３】
１つの実施の形態において、空気弁は、空気の入口ポートと噴射空気出口との間に配設されている。１つの実施の形態において、注入流体入口ポート及び噴射ノズルは、注入噴射装置上に配設されている。更なる実施の形態において、噴射空気出口及び空気入口ポートは、注入噴射装置上に配設されている。別の実施の形態において、開口部は、注入噴射装置上に配設されたキャビティを備えている。
【００１４】
本発明のシステムは、また、空気を噴射ノズルに提供すべく設けられる。システムは、排気導管、空気源、流体源、噴射ノズル、キャビティ及び噴射空気出口により具体化することができる。特に、システムは、１つの実施の形態において、エンジン制御モジュール、１つ又はより多くのセンサ、及び空気弁を含む。
【００１５】
エンジン制御モジュールは、１つの実施の形態において、噴射ノズルが注入流体を噴射する時期を決定する。更なる実施の形態において、エンジン制御モジュールは、噴射空気出口が空気を空気流からキャビティ内に噴射する時期を決定する。エンジン制御モジュールは、別の実施の形態において、その決定を１つ又はより多くのセンサからの入力に基づくものとすることができる。１つ又はより多くのセンサは、空気温度センサと、空気圧力センサとから成る群から選ぶことができる。エンジン制御モジュールは、空気弁を制御することもできる。１つの実施の形態において、空気源はターボ過給機である。別の実施の形態において、空気源は空気コンプレッサである。
【００１６】
本発明の方法は、また、空気を噴射ノズルに提供するためにも設けられる。開示された実施の形態における方法は、説明した装置及びシステムの作動に関連して上述した機能を実行するため必要なステップを実質的に含む。１つの実施の形態において、方法は、注入流体を排気流中に噴射する間、空気流が排気流に入るのを防止するステップを含む。方法は、また、空気流を噴射ノズルの周りの経路内に導いて空気スパイラルを形成するステップを含むこともできる。
【００１７】
本明細書の全体を通じて特徴、有利な効果、又は同様の文言に言及することは、本発明により実現可能な特徴及び有利な効果の全てが本発明の任意の１つの実施の形態に従ったものなければならないことことを意味するものではない。特徴及び有利な効果に言及する文言は、１つの実施の形態に関連して説明した特定的な特徴、有利な効果又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味するものと理解される。このように、本明細書の全体を通じて特徴、有利な効果及び同様の文言の説明は、同一の実施の形態に言及するであろうが、必ずしもその同一の実施の形態にのみ言及するものではない。
【００１８】
更に、本発明の説明した特徴、有利な効果及び特徴は、１つ又はより多くの実施の形態において任意の適宜な態様にて組み合わせることができる。当該技術の当業者は、本発明は、特定の実施の形態の特定の特徴、又は有利な効果の１つ又はより多く無しにて、実施することができることが認識されよう。その他の場合、追加的な特徴及び有利な効果は、本発明の全ての実施の形態に存在するとは限らない特定の実施の形態にて認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のこれらの特徴及び有利な効果は、以下の説明及び特許請求の範囲からより完全に明らかとなり、又は、以下に説明するように、本発明を実施することにより知ることができるであろう。
【００２０】
本発明の有利な効果が容易に理解されるようにするため、添付図面に示した特定の実施の形態に関して、本発明をより詳細に説明する。これらの図面は、本発明の典型的な実施の形態を示すものであり、このため、その範囲を限定するものとみなすべきでないとの理解の下、添付図面を用いて本発明を更に特定的に且つ詳細に記述し且つ、説明する。
【００２１】
本明細書にて説明した１つ又はより多くの機能的ユニットは、それらの実施の独立性をより特定的に強調するため、モジュールとして識別してある。例えば、モジュールは、カスタムＶＬＳＩ回路又はゲートアレイと、論理チップ、トランジスタ又はその他の離散型構成要素のような、標準的半導体とから成るハードウェア回路として具体化することができる。モジュールは、また、フィールドプログラム可能ゲートアレイ、プログラム可能アレイ論理、プログラム可能論理装置又は同様のもののようなプログラム可能ハードウェア装置にて具体化することもできる。
【００２２】
モジュールは、色々な型式のプロセッサにより実行すべくソフトウェアにて具体化することもできる。実行可能なコードの識別されたモジュールは、例えば、オブジェクト、手順又は関数として組織化することのできる、例えばコンピュータ命令の１つ又はより多くの物理的又は論理的ブロックから成るものとすることができる。しかし、識別したモジュールの実行可能な部分は、互いに物理的に配置する必要はなく、互いに接続されたとき、モジュールを構成し且つ、モジュールに対して記述された目的を実現する、異なる位置に保存した別個の命令から成るものとしてもよい。
【００２３】
実際に、実行可能なコードのモジュールは、単一の命令とし又は、多数の命令とし、また、異なるプログラム間にて且つ、幾つかのコンピュータ読み取り可能な媒体をわたって幾つかの異なるコードセグメント上にて分配することさえもできる。同様に、作用可能なデータは、この場合、モジュール内にて識別し且つ示し、また、任意の適宜な形態にて具体化し且つ任意の適宜な型式のデータ構造内にて組織化することができる。作用可能なデータは、単一のデータセットとして収集し、又は、異なる保存装置をわたる位置を含む異なる位置に分配することができ、また、少なくとも部分的に、単に、システム又はネットワーク上の電子信号として存在するようにしてもよい。１つのモジュール又はモジュールの一部分がソフトウェア内にて具体化される場合、そのソフトウェア部分は、１つ又はより多くのコンピュータ読み取り可能な媒体に保存される。
【００２４】
本明細書の全体にわたって「１つの実施の形態」又は「ある実施の形態」又は同様の文言に言及することは、実施の形態に関して説明した特定の構成、構造体又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味する。このように、本明細書の全体にわたって「１つの実施の形態」、「ある実施の形態」の説明及び同様の文言を使用することは、同一の実施の形態を意味するが、必ずしもその全てを意味するものとは限らない。
【００２５】
コンピュータ読み取り可能な媒体に言及することは、デジタル処理装置における機械読み取り可能な命令を保存することができる任意の形態をとることができる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、伝送線、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、磁気テープ、ベルヌーイドライブ、磁気ディスク、パンチカード、フラッシュメモリ、集積回路又はその他のデジタル処理装置のメモリ装置により具体化することができる。
【００２６】
更に、本発明の上述した構成、構造体又は特徴は、１つ又はより多くの実施の形態にて任意の適宜な態様にて組み合わせることができる。以下の説明において、本発明の実施の形態を完全に理解し得るようにするため、多数の特定的な詳細について説明する。しかし、当該技術の当業者は、本発明は、１つ又はより多くの特定的な詳細なしにて、又はその他の方法、構成要素、材料等々と共に実施することができることが認識されよう。その他の場合、本発明の形態を不明確にするのを避けるため、周知の構造体、材料又は作用について詳細に示し又は説明しない。
【００２７】
本明細書に含めた概略図的な流れ図は、全体として、論理流れ図として記載されている。従って、図示した順序及び標識したステップは、提供された方法の１つの実施の形態を示すものである。機能、論理又は効果の点にて説明した方法の１つ又は多くのステップ又はその部分と等価的であるその他のステップ及び方法とすることが考えられる。更に、採用されたフォーマット及び符号は、方法の論理的なステップを説明するため記載したものであり、本発明の範囲を限定するものではないことが理解される。流れ図にて色々な型式の矢印及び線の型式を採用することができるが、これらは、相応する方法の範囲を限定するものではないと理解される。事実上、方法の論理的流れのみを示すため、幾つかの矢印又はその他の接続線を使用することができる。例えば、矢印は、図示した方法の数字を付したステップ間にて非特定的な持続時間、待機し又は監視することを示すことができる。更に、特定の方法が行なわれる順序は、図示した相応するステップの順序に従うようにし、又は正確に従わないようにしてよい。
【００２８】
図１には、空気を注入噴射ノズルに提供するシステム１００の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、システム１００は、流体１０２、注入流体管１０４、注入流体入口ポート１０５、注入噴射装置１０６、キャビティ１０８、噴射ノズル１１０、空気源１１２、空気導管１１４、空気導管締結具１１６、空気入口ポート１１８、噴射空気出口１２０、空気スパイラル１２２、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）１２４、１つ又はより多くのセンサ１２６、１つ又はより多くの締結具１２８、排気導管１３０、排気流れ１３２を含むことができる。
【００２９】
１つの実施の形態において、流体１０２は、注入流体である。流体１０２は、ガス又は液体としてもよい。流体１０２は、１つの実施の形態において、石油系燃料のような飽和炭化水素又はアルカリ系燃料としてもよい。流体１０２は、天然に存在する石油、生物材料又は合成によって作り出したものから得ることができる。１つの実施の形態において、流体１０２は、ディーゼル燃料のような、圧縮点火方式を採用する内燃機関にて使用するのに適している。流体１０２は、炭化水素注入システムのような、排気の後処理システムのフィルタの再生事象にて使用するのにも適している。流体１０２は、別の実施の形態において、ＳＣＲ、ＳＮＣＲ又は別の注入システムにて使用するのに適した尿素又はアンモニアのような還元剤とすることができる。排気後処理システムは、アクティブ又はパッセィブ型後処理システムとすることができる。更なる実施の形態において、流体１０２は低圧力を有する。
【００３０】
図示した実施の形態において、注入流体管１０４は、流体１０２を注入噴射装置１０６に送り出す形態とされている。注入流体管１０４は、リザーバ、タンク又はその他の流体源のようなシステム１００内の流体源１０１から流体１０２を送り出すことができる。注入流体管１０４は、その他の実施の形態において、１つ又はより多くのシャットオフ弁、フィルタ又はその他の注入流体管の構成要素を備えることができる。流体源１０１は、システム１００内の分離した位置又は遠方の位置に配設し又は注入噴射装置１０６に隣接する位置に配設してもよい。
【００３１】
注入噴射装置１０６は、炭化水素の注入噴射装置、尿素の注入噴射装置又は別の型式の注入噴射装置とすることができる。注入噴射装置１０６は、注入流体入口ポート１０５、空気入口ポート１１８、キャビティ１０８、噴射ノズル１１０、噴射空気出口１２０及び（又は）１つ又はより多くの締結具１２８を備える注入本体を含むことができる。注入噴射装置１０６は、金属、プラスチック、セラミック又は同様のもののような耐久性のある材料から成るものとすることができる。注入噴射装置１０６は、機械加工、射出成形、ブロー成形、又はその他の方法にて形成することができる。
【００３２】
図示した実施の形態において、注入流体管１０４は、注入噴射装置１０６の注入流体入口ポート１０５に連結されている。注入流体入口ポート１０５は、注入流体管１０４からの流体１０２が注入噴射装置１０６に送り出されるよう注入流体管１０４を受け入れる形態とされたインターフェースである。注入流体入口ポート１０５は、注入噴射装置１０６の一部であり、該噴射装置に装着され且つ（又は）配設されている。注入流体入口ポート１０５は、注入流体管１０４からの流体１０２が注入噴射装置１０６に入るためのマニホルド、通路、流路又はその他の導管を含むことができる。更なる実施の形態において、注入流体入口ポート１０５は、注入流体管１０４を注入噴射装置１０６に連結する１つ又はより多くの締結具（図示せず）を含むことができる。締結具の例は、ねじ又はボルト型締結具のようなねじ式締結具、クランプ、糊、溶接又はその他の固定装置を含む。
【００３３】
１つの実施の形態において、注入噴射装置１０６は、排気システム内にて排気流１３２付近に配設されている。更なる実施の形態において、注入噴射剤装置１０６は、注入事象の間、注入噴射装置１０６が流体１０２を排気導管１３０内に噴射することができるよう排気導管１３０に隣接する位置に配設される。排気導管１３０は、１つの実施の形態において、排気流１３２が通る内部を有するパイプ、管、通路、マニホルド、ホース又は同様のものを含むことができる。注入噴射装置１０６は、色々な角度及び向きにて排気導管１３０の側部に連結し、排気導管１３０内に配置され、排気導管１３０と一体化するか又は、さもなければ、排気導管１３０と流体的に連通するようにしてもよい。
【００３４】
１つの実施の形態において、注入噴射装置１０６はキャビティ１０８を有している。キャビティ１０８は、噴射ノズル１１０の周りに開口部又は空間を有しており、実質的に閉塞物無しである、噴射ノズル１１０からの通路を提供する。図示した実施の形態において、キャビティ１０８は、排気流１３２に隣接する注入噴射装置１０６の側部に配設されている。キャビティ１０８は、実質的に円形であるが、その他の実施の形態において、楕円形、四角形、六角形又はその他の形状としてもよい。キャビティ１０８の形状は、キャビティ１０８内にて、空気スパイラル１２２のような、噴射ノズル１１０に対する所望の空気流パターンを形成するよう選ぶことができる。キャビティ１０８は、注入噴射装置１０６の表面上にあり又は、注入噴射装置１０６内に凹状に形成された噴射装置キャビティ１０８の周りの開口部又は空間とすることができる。噴射ノズル１１０は、キャビティ１０８に向けて向き決めされ且つ、流体１０２をキャビティ１０８を通して排気流１３２内に噴射する。
【００３５】
１つ又はより多くの締結具１２８は、流体１０２の経路が噴射ノズル１１０から出てキャビティ１０８を通って排気流１３２に入るよう注入噴射装置１０６を排気導管１３０に連結することができる。１つ又はより多くの締結具１２８は、１つ又はより多くのガスケット、ナット、ボルト、ねじ、クランプ、糊、溶接又はその他のインターフェース接続及び（又は）締結手段を含むことができる。
【００３６】
噴射ノズル１１０は、流体１０２を排気流１３２中に噴射する。噴射ノズル１１０は、金属、プラスチック、セラミック又は別の耐久性のある材料から成るものとすることができる。噴射ノズル１１０の材料は、流体１０２及び（又は）排気流１３２の物理的、化学的又はその他の性質に基づいて選ぶことができる。１つの実施の形態において、噴射ノズル１１０は、噴射ノズル１１０上にて又は該ノズル内にて炭化又はその他の腐食が生じない限り、注入中、流体１０２を均一な噴霧及び一様な量にて排気流１３２中に噴射することができる。
【００３７】
噴射ノズル１１０は、１つの実施の形態において、流体１０２を噴射し、流体が排気流１３２と共に、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）又はその他の触媒のような触媒コンバータ内に流れ、酸化を促進し且つ排気物質を減少させることができる。流体１０２は、別の実施の形態において、煤トラップ又はディーゼル微粒子除去装置（ＤＰＦ）からの煤及びその他の汚染物質を燃焼させることができる。
【００３８】
噴射ノズル１１０は、排気流１３２からの煤及びその他の汚染物質と接触するようにする。排気流１３２からの煤及びその他の汚染物質は、噴射ノズル１１０に付着して、噴射ノズル１１０が噴霧する流体１０２の噴霧の形態及び量に影響を与える。煤及び汚染物質の付着又は炭化は、全体として、注入後、噴霧ノズル１１０が流体１０２にて濡れている間、促進される傾向がある。付着した煤及び汚染物質の噴霧装置のノズル１１０への蓄積、また、注入に対するその影響は、再生又は還元性能を低下させ、燃料経済性を低下させ、また、極端な場合、ＤＰＦは完全に詰まり、注入を非制御状態にし且つＤＰＦ又はその他の構成要素の損傷を生じさせることがある。
【００３９】
図示した実施の形態において、空気源１１２は、注入噴射装置１０６と流体的に連通している。１つの実施の形態において、空気源１１２は空気コンプレッサを備えている。空気源１１２は、また、ブレーキ装置、エアシート、又は空気を必要とする、排気システムと作用可能に接続されたその他の構成要素又はシステムに空気を提供することもできる。更なる実施の形態において、空気源１１２は、当該技術にて全体として既知であるように、圧縮点火エンジンにブースト圧力を提供すべく使用することができるターボ過給機を備えている。空気導管１１４は、空気源１１２を注入噴射装置１０６と接続する。空気導管１１４は、管、ホース、パイプ又はその他の導管材料とすることができる。空気導管１１４は、システム１００内の別個の又は遠隔の位置から、又は注入噴射装置１０６に近接した位置から空気を注入噴射装置１０６に送り出すことができる。
【００４０】
空気導管１１４は、１つの実施の形態において、空気源１１２から注入噴射装置１０６への空気の流れを制御する空気弁１２６を備えることができる。１つの実施の形態において、空気弁１２６は、比例弁又は別型式の空気弁である。空気弁１２６は、空気源１１２と噴射ノズル１１０の間に配設されている。空気弁１２６は、空気源１１２、空気導管１１４、空気導管締結具１１６、空気入口ポート１１８、噴射ノズル１１０と一体化し、又はこれらから独立しているが、これらと調和した位置に配設してもよい。１つの実施の形態において、空気弁１２６は、空気入口ポート１１８と噴射空気出口１２０との間に配設することができる。代替的な実施の形態において、１つ又はより多くのファン、ポンプ、送風機、コンプレッサ及び（又は）その他の空気制御手段のような、その他の要素を使用して空気源１１２から注入噴射装置１０６への空気の流れを制御することができる。
【００４１】
空気導管の締結具１１６は、空気導管１１４を空気入口ポート１１８に連結する形態とされている。空気導管の締結具１１６は、ねじ、又はボルト型締結具のような１つ又はより多くのねじ式締結具、クランプ、糊、溶接又は別の固定装置とすることができる。空気入口ポート１１８は、空気導管１１４からの空気が注入噴射装置１０６内の噴射ノズル１１０の周りにてキャビティ１０８に送り出されるよう空気導管の締結具１１６を受け入れる形態とされたインターフェースである。空気入口ポート１１８は、注入噴射装置１０６の一部とし、該装置に装着し且つ（又は）該装置付近に配設することができる。空気入口ポート１１８は、空気導管１１４からの空気がキャビティ１０８に入るためのマニホルド、通路、管、パイプ、入口、ポート又はその他の通路とすることができる。空気入口ポート１１８は、空気を噴射空気出口１２０を通してキャビティ１０８に送り出す。
【００４２】
噴射空気出口１２０は、空気流を空気導管１１４から噴射ノズル１１０を経て導き又は付勢する穴又は切欠き部をキャビティ１０８の壁、ノズル、管、ガイド、換気口、又は別の空気出口を備えることができる。噴射空気出口１２０は、空気が噴射ノズル１１０上、該ノズルと隣接して且つ（又は）該ノズルを貫通して通るよう空気を導くことができる。１つの実施の形態において、噴射空気出口１２０は、キャビティ１０８内に正の空気圧力が存在するよう空気をキャビティ１０８内に送り出す。正の空気圧は、排気流１３２から煤及びその他の汚染物質がキャビティ１０８に入るのを制限し且つ噴射ノズル１１０をこれらから保護する形態とされている。空気は、また、注入後、流体１０２が噴射ノズル１１０から蒸発するのを促進する形態ともされている。キャビティ１０８に入った後、正の空気圧力は、空気を排気流１３２内に強制し又はキャビティ１０８から別の経路を通って押し出すことができる。正の空気圧は、噴射装置のノズル１１０の周りにエアカーテンを形成し、炭化又は噴射ノズル１１０への蓄積を防止することができる。
【００４３】
その他の実施の形態において、噴射空気出口１２０は、空気を色々な角度及び位置にてキャビティ１０８内に送り出すことができる。これらの角度及び位置については、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄに関してより詳細に説明する。図示した実施の形態において、噴射空気出口１２０は、空気をキャビティ１０８の面に対して実質的に平行で且つ、噴射ノズル１１０からずらした角度にてキャビティ１０８内に送り出す。キャビティ１０８は、実質的に円形として示されており、このため、噴射空気出口１２０は、空気をキャビティ１０８の面に対して実質的に平行で且つ、噴射装置のノズル１１０からずらした角度にて及び噴射ノズル１１０に対して接線方向の角度にて送り出し、空気は空気スパイラル１２２を形成する。空気スパイラル１２２は、キャビティ１０８内にて実質的に均一な正の空気圧を提供し、噴射ノズル１１０からの流体１０２の噴霧に対する干渉は最小である。
【００４４】
ＥＣＭ１２４は、１つの実施の形態において、注入噴射装置１０６及び空気源１１２と電気的に連通している。ＥＣＭ１２４は、１つ又はより多くの電気回路、電気装置、コントローラ、プロセッサ、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、メモリ、コンピュータ読み取り可能な媒体及び（又は）その他の電気装置を含むモジュールである。ＥＣＭ１２４は、燃料の計測供給量、噴射タイミング、注入タイミング及び（又は）その他のエンジンの作動を決定することができる。図示した実施の形態において、ＥＣＭ１２４は、システム１００内に配置された１つ又はより多くのセンサ１２６と電気的に連通している。空気源１１２及び注入噴射装置１０６は、ＥＣＭ１２４と電気的に連通した１つ又はより多くのセンサ１２６を含むことができる。１つの実施の形態において、ＥＣＭ１２４は、エンジンのクランク軸の位置及び分当たり回転数（ＲＰＭ）、エンジン冷却液の温度、吸気温度、及び１つ又はより多くのセンサ１２６から吸気の絶対的なブースト圧力のような１つ又はより多くのパラメータを受け取る形態とされている。
【００４５】
更なる実施の形態において、ＥＣＭ１２４は、噴射ノズル１１０による流体１０２の噴射及び噴射空気出口１２０による空気の送り出しを制御する形態とされている。ＥＣＭ１２４は、１つの実施の形態において、噴射ノズル１１０が流体１０２を噴射する時期及び噴射空気出口が空気を噴射し又は送り出す時期を決定する。これらの時期は、一定の流れを含み、重なり合い、排他的、周期的とし又は１つ又はより多くのセンサ１２６からの読み取り値に基づき決定することができる。ＥＣＭ１２４は、燃焼した燃料の量、タイマー、温度又はその他のパラメータに基づいてキャビティ１０８内への流体１０２の噴射を決定することができる。ＥＣＭ１２４は、空気の流れが実質的に一定であるようキャビティ１０８への空気の送り出しを制御することができる。更なる実施の形態において、ＥＣＭ１２４は、空気の流れが噴射ノズル１１０からの流体１０２の流れに干渉しないようにするため、注入中、空気の流れが遮断されるようキャビティ１０８への空気の送り出しを制御することができる。ＥＣＭ１２４は、上述した空気弁１２６のような弁を使用して流体１０２の噴射及びキャビティ１０８内への空気の噴射を制御することができる。
【００４６】
ＥＣＭ１２４は、また、線の破損、ブレーキの故障又はその他の危険な状況のような故障モード効果及び分析（ＦＭＥＡ）型の状況の間、キャビティ１０８内への空気の流れを遮断することもできる。ＥＣＭ１２４は、空気源１１２が十分な空気を供給できず、又は空気をその他の目的のために送り出したとき、キャビティ１０８への空気の流れを遮断することができる。空気源１１２は、高高度の状況、煙又はその他の汚染物質が存在するとき、高温度又はその他の異常な状況にて十分な空気を供給することはできないであろう。ＥＣＭ１２４は、噴射ノズル１１０上にて炭化又は蓄積が生じるとき、注入噴射装置１０６が排気流１３２内に噴射する流体１０２の量を増すような形態とすることもできる。
【００４７】
図２Ａには、空気を注入噴射装置２００に提供する装置の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置２００は、図１に関して上述した注入噴射装置１０６と実質的に同様であり、また、キャビティ２０２、噴射ノズル２０４、噴射空気出口２０６を備えている。噴射空気出口２０６は、キャビティ２０２の面に対して実質的に平行の角度にて且つ、噴射ノズル２０４と交差する角度にて空気をキャビティ２０２内に送り出し、噴射し又は導入する形態とされている。噴射空気出口２０６からの空気は、噴射ノズル２０４上を直接、進む。１つの実施の形態において、噴射空気出口２０６は、注入中、キャビティ２０２内への空気の流れを遮断し、空気の流れが噴射装置のノズル２０４からの流体の噴霧を干渉せず、また、注入のため、流体を排気流中に分散させることができるような形態とされている。
【００４８】
図２Ｂには、空気を注入噴射装置２１０に提供して、ノズル先端の閉塞を制御する装置の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置２１０は、図１に関して上述した注入噴射装置１０６と実質的に同様であり、また、キャビティ２１２、噴射ノズル２１４、噴射空気出口２１６を備えている。図示した実施の形態において、噴射空気出口２１６は、噴射ノズル２１４と流体的に連通しており、空気は、別個の空気入口を通らずに、噴射空気出口２１６から噴射ノズル２１４を通ってキャビティ２１２内に送り出される。噴射空気出口２１６は、弁、「Ｔ」字形継手、入口、ポート、又はその他の連結手段を通じて噴射ノズル２１４の注入流体管に連結することができる。１つの実施の形態において、噴射空気出口２１６は、注入噴射装置２１０の注入流体入口ポートと噴射ノズル２１４との間にて噴射ノズル２１４と流体的に連通している。キャビティ２１２内にて正の空気圧力を提供することに加えて、空気は、噴射ノズル２１４から炭化物及び（又は）その他の蓄積物を実際的に除去することができる。図示した実施の形態は、別個の空気入口又は空気ノズルを追加することなく、既存の注入噴射装置の製造過程に一体化することもできる。別の実施の形態において、空気は、別個の通路を通って流体に対して実質的に平行な経路、及び噴射ノズル２１４に隣接する開口部を通ってキャビティ２１２に流れる。
【００４９】
図２Ｃには、空気を注入噴射装置２２０に提供してノズル先端の閉塞を制御する装置の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置２２０は、図１に関して上述した注入噴射装置１０６と実質的に同様であり、また、キャビティ２２２、噴射ノズル２２４、噴射空気出口２２６を備えている。図示した実施の形態において、噴射空気出口２２６は、キャビティ２２２の面に対して垂直な角度にて且つ、噴射ノズル２２４と実質的に交差する角度にて空気をキャビティ２２２内に送り出す。噴射空気出口２２６は、図示したように、注入噴射装置２２０から空間的に除去され、また、支持のため、排気導管、注入噴射装置２２０、又は、注入噴射装置２２０付近に配設された別の物に連結することができる。１つの実施の形態において、噴射空気出口２０６は、注入中、キャビティ２２２内への空気の流れを遮断する形態とされ、このため、空気の流れが噴射ノズル２２４からの注入流体の噴霧に干渉することはない。
【００５０】
図２Ｄには、空気を注入噴射装置２３０に提供してノズル先端の閉塞を制御する装置の１つの実施の形態が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置２３０は、図１に関して上述した注入噴射装置１０６と実質的に同様であり、キャビティ２３２、噴射ノズル２３４、噴射空気出口２３６を備えている。１つの実施の形態において、噴射空気出口２３６は、注入噴射装置２３０から空間的に除去され、また、噴射空気出口２３６は、噴射ノズル２３４からずらした角度にて空気をキャビティ２３２内に送り出す。噴射空気出口２２６は、支持のため、排気導管、注入噴射装置２２０、又は注入噴射装置２２０付近に配設された別の物に連結することができる。
【００５１】
図３Ａには、空気を注入噴射装置３００に提供する装置の１つの実施の形態の側面図が示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置３００は、上述した図１の注入噴射装置１０６と実質的に同様である。注入噴射装置３００は、図示した実施の形態において、キャビティ面３１０、噴射ノズル３０８、噴射空気出口３１６を備えている。
【００５２】
１つの実施の形態において、キャビティ面３１０は、注入噴射装置３００上に配設されている。キャビティ面３１０は、噴射装置３００内に凹状に形成し又は引込ませ又は、注入噴射装置３００の面、壁、又はその他の面と面一とし又はこれらから隆起するようにすることができる。キャビティ面３１０は、流体３０２を注入噴射装置３００から噴射するため、噴射ノズル３０８に対する実質的に閉塞物無しの経路を提供する。１つの実施の形態において、キャビティ面３１０は、排気流又は同様のものに隣接する位置に配設されている。キャビティ面３１０は、空気流３１２を噴射空気出口３１６から空気スパイラルのような所定の経路にて導く形状とされたキャビティ壁を更に備えることができる。
【００５３】
図示した実施の形態において、噴射ノズル３０８は、注入噴射装置３００のキャビティ面３１０上に配設されている。噴射ノズル３０８は、流体３０２を噴射ノズルの方向３０４に向けて噴射する。噴射ノズル３０８は、噴射ノズル３０８が腐食し、汚染し又は同様の状態とならない限り、流体３０２を実質的に均一なパターン及び量にて噴射することができる。噴射ノズルの方向３０４は、流体３０２の大部分が導かれる方向にすなわち流体３０４の平均的な方向とすることができる。噴射ノズルの方向３０４は、噴射ノズル３０８が向き決めされる方向である。図示した実施の形態において、噴射ノズル３０８は、キャビティ面３１０に隣接するキャビティ又は開口部に向き決めし且つ該キャビティ又は開口部を通って向き決めされ、また、噴射ノズルの方向３０４は、キャビティ面３１０に対して実質的に垂直である。噴射ノズルの方向３０４は、隣接する排気流の寸法、向き決め及び方向、注入噴射装置３００の形態及び目的、及びその他の噴射条件に依存して、キャビティ面３１０に対する多数の方向に向き決めすることができる。
【００５４】
図示した実施の形態において、噴射装置の空気入口３１６は、空気流が噴射ノズル３０８を通るように空気流３１２を噴射し且つ（又は）導く。空気流３１２は、流体３０４と同一の経路を使用して、噴射ノズル３０８上を直接、進み、噴射ノズル３０８の一側部上を進み又は、噴射ノズル３０８を通って進む。図示した実施の形態において、噴射空気出口３１６は、空気流３１２を空気の噴射方向３１４に向けて噴射する。空気の噴射方向３１４は、空気流３１２の大部分が導かれる方向すなわち空気流３１２の平均方向とすることができる。１つの実施の形態において、空気の噴射方向３１４は、噴射空気出口３１６が向き決めされる方向又は角度である。図示した実施の形態において、噴射空気出口３１６は、キャビティ面３１０に隣接するキャビティ又は開口部を通って向き決めされ、また、キャビティ面３１０に対して実質的に平行で且つ噴射ノズルの方向３０４に対して垂直な面３０６内にて向き決めされる。空気の噴射方向３１４は、噴射ノズルの方向３０４に対して垂直とし且つ噴射ノズル３０８から半径方向にずらすことができる。その他の実施の形態において、噴射空気出口３１６は、キャビティに向けて又はキャビティ３１０に隣接する開口部に向けて又はこれらを通るその他の角度にて向き決めすることができる。
【００５５】
図３Ｂには、空気を注入噴射装置３２０に提供する装置の１つの実施の形態が頂面図にて示されている。１つの実施の形態において、注入噴射装置３２０は、図３Ａの注入噴射装置３００、及び上述した図１の注入噴射装置１０６と実質的に同様である。１つの実施の形態において、注入噴射装置３２０は、キャビティ３２２、キャビティ壁３２４、噴射ノズル３２６、及び噴射装置の空気排出口３２８を備えている。
【００５６】
１つの実施の形態において、キャビティ３２２は、注入噴射装置３２０上に配設され、また、注入噴射装置３２０の表面又は面内に凹状に形成し又は該面と面一となるようにすることができる。図示した実施の形態において、キャビティ３２２は、実質的に円形であり、また、キャビティ壁３２４は、キャビティ３２２を取り囲む。図示した実施の形態において、噴射ノズル３２６は、キャビティ３２２の中心に又はその中心付近にて注入噴射装置３２０上に配設されている。
【００５７】
図示した実施の形態において、噴射装置の空気排出口３２８は、空気流３３０をキャビティ３２２に導き且つキャビティ３２２を通る空気の噴射方向３３２に向けて噴射し又は導く。空気の噴射方向３３２は、図示した実施の形態において、噴射ノズル３２６から半径方向にずらしてあるが、キャビティ３２２のキャビティ面に対して実質的に平行な面内にある。図示した実施の形態において、キャビティ壁３２４は、空気流３３０が空気スパイラル３３４を形成するよう空気流３３０を導く。空気スパイラル３３４は、図示した実施の形態において、噴射ノズル３２６の周りにスパイラルを形成し、このため、噴射ノズル３２６は、空気流３３０により形成される空気スパイラル３３４が噴射に干渉することなく、流体をキャビティ３１０内に噴射することができる。別の実施の形態において、噴射空気出口は、噴射ノズル３２６による流体の噴射又は注入事象の間、空気流３２８を遮断し又は空気流３２８がキャビティに入るのを防止することができる。
【００５８】
図４Ａには、空気を注入噴射装置に提供する方法４００の１つの実施の形態が示されている。方法４００は、ステップ４０２にて開始する。開始ステップ４０２は、エンジンの点火、第一の注入事象、安全な作動状態への復帰又は別の開始事象とすることができる。空気の入口ポート１１８は、空気源１１２から空気流を受け取る（４０４）。１つの実施の形態において、空気の入口ポート１１８は、空気源１１２から実質的に一定の空気流を受け取り（４０４）、また、空気流がキャビティ１０８に入るのを遮断し又は防止する形態とすることができる。別の実施の形態において、空気入口ポート１１８は、空気源１１２から遮断された空気流、空気パルス又は同様のものを受け取る（４０４）。噴射空気出口１２０は、空気流を噴射ノズル１１０を通って導く（４０６）。噴射空気出口１２０は、空気流を直接、噴射ノズル１１０をわたって又はその上を噴射ノズル１１０の一側部まで導き又は、噴射ノズル１１０を通って導く（４０６）。空気流の力は、汚れ又は汚染物質を噴射ノズル１１０から除去し且つ（又は）キャビティ１０８内に正の空気圧力を形成することができる。キャビティ１０８は、図示した実施の形態において、空気流を噴射ノズル１１０の周りにて空気スパイラル中に導く（４０８）。
【００５９】
ＥＣＭ１２４は、注入事象を行うべきかどうかを決定する（４１０）。ＥＣＭ１２４は、タイマー、１つ又はより多くのセンサ１２６からの入力、又はその他の因子に基づいて注入事象を行うべきときを決定する（４１０）。ＥＣＭ１２４が注入事象を行うべきと決定したとき（４１０）、注入流体入口ポート１０５は、流体１０２を受け取り（４１２）、また、噴射ノズル１１０は、流体１０２をキャビティ１０８を通して噴射する（４１４）。ＥＣＭ１２４が注入事象を行うべきではないと決定したとき（４１０）、又は、噴射ノズル１１０が流体１０２を噴射すること（４１４）に応答して、ＥＣＭ１２４は、システム１００の作動を停止させるべきかどうかを決定する（４１６）。ＥＣＭ１２４は、安全でない作動状態、エンジンの作動停止、又は別の作動停止事象のため、システム１００の作動を停止させることを決定することができる（４１６）。ＥＣＭ１２４がシステムの作動を停止させると決定したとき（４１６）、方法４００は終了し（４１８）、さもなければ、方法４００は空気流を受け取るステップ４０４に戻る。
【００６０】
図４Ｂには、空気を注入噴射装置に提供する方法４２０の別の実施の形態が示されている。方法４２０は、１つの実施の形態において、図４Ｂの方法４００と実質的に同様である。方法４２０はステップ４２２にて開始する。空気入口ポート１１８は、空気流を空気源１１２から受け取る（４２４）。噴射空気出口１２０は、空気流を噴射ノズル１１０を経て導く（４２６）。噴射空気出口１２０は、空気流を直接、噴射ノズル１１０をわたり又はその上にて噴射ノズル１１０の側部まで導き、又は噴射ノズル１１０を通って導く（４０６）。
【００６１】
ＥＣＭ１２４は、注入事象を行うべきかどうかを決定する（４２８）。ＥＣＭ１２４が注入事象を行うべきと決定したとき（４２８）、空気源１１２、空気入口ポート１１８又は噴射空気出口１２０と一体化することのできる空気弁１２６は、空気流を遮断して注入事象への干渉を防止する（４３０）。注入流体入口ポート１０５は、注入流体を構成する流体１０２を受け取り（４３２）、噴射ノズル１１０は、流体１０２をキャビティ１０８を通して噴射する（４３４）。ＥＣＭ１２４が未だ注入事象を行うべきではないと決定した場合（４２８）、又は噴射ノズル１１０が流体１０２を噴射する（４３４）のに応答して、ＥＣＭ１２４は、システム１００の作動を停止させるべきかどうかを決定する（４３６）。ＥＣＭ１２４がシステムの作動を停止させるべきと決定した場合（４３６）、方法４２０は終了し（４３８）、さもなければ、方法４２０は、空気流を受け取るステップ４２４に戻る。
【００６２】
この開示に鑑みて、当該技術の当業者に理解されるように、空気が正の空気圧を形成し又は噴射ノズルの閉塞物を除去する限り、上述した本発明の範囲及び精神から逸脱せずに、噴射空気出口１１８、２０６、２１６、２２６、２３６、３１６及び３２８の多岐にわたる角度及びずらしを利用することができる。本発明は、その精神又は必須の特徴から逸脱せずに、その他の特定の形態にて具体化することができる。説明した実施の形態は、全ての点にて単に一例であり且つ、限定的ではないとみなすべきである。このため、本発明の範囲は、上記の説明ではなくて、特許請求の範囲によって示されるものである。請求の範囲の意味及び等価物の範囲に属する全ての変更は、本発明の範囲に包含されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の概略ブロック図である。
【図２】２Ａは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の１つの実施の形態を示す概略ブロック図である。２Ｂは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の別の実施の形態を示す概略ブロック図である。２Ｃは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の更に別の実施の形態を示す概略ブロック図である。２Ｄは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の別の実施の形態を示す概略ブロック図である。
【図３】３Ａは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の１つの実施の形態を側面図にて示す概略ブロック図である。３Ｂは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する装置の１つの実施の形態を頂面図にて示す概略ブロック図である。
【図４】４Ａは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する方法の１つの実施の形態を示す流れ図である。４Ｂは、本発明に従った、空気を注入噴射ノズルに提供する方法の別の実施の形態を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 空気を噴射ノズルに提供するシステム
１０１ 流体源
１０２ 流体
１０４ 注入流体管
１０５ 注入流体入口ポート
１０６ 注入噴射装置
１０８ キャビティ
１１０ 噴射ノズル
１１２ 空気源
１１４ 空気導管
１１６ 空気導管締結具
１１８ 空気の入口ポート
１２０ 噴射空気出口
１２２ 空気スパイラル
１２４ エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）
１２６ センサ
１２８ 締結具
１３０ 排気導管
１３２ 排気流れ
２００ 注入噴射装置
２０２ キャビティ
２０４ 噴射ノズル
２０６ 噴射空気出口
２１０ 注入噴射装置
２１２ キャビティ
２１４ 噴射ノズル
２１６ 噴射空気出口
２２０ 注入噴射装置
２２２ キャビティ
２２４ 噴射ノズル
２２６ 噴射空気出口
２３０ 注入噴射装置
２３２ キャビティ
２３４ 噴射ノズル
２３６ 噴射空気出口
３００ 注入噴射装置
３０２ 流体
３０４ 噴射ノズルの方向
３０６ 噴射ノズルの方向３０４に対して垂直な面
３０８ 噴射ノズル
３１０ キャビティ面
３１２ 空気流
３１４ 空気の噴射方向
３１６ 空気出口
３２０ 注入噴射装置
３２２ キャビティ
３２４ キャビティ壁
３２６ 噴射ノズル
３２８ 噴射装置の空気排出口
３３０ 空気流
３３２ 空気の噴射方向
３３４ 空気スパイラル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を噴射ノズルに提供する装置において、
注入流体入口ポートと、
空気入口ポートと、
注入流体入口ポートと流体的に連通する噴射ノズルと、
噴射ノズルを実質的に取り囲む開口部であって、噴射ノズルが該開口部に向けて向き決めされる前記開口部と、
空気入口ポート及び開口部と流体的に連通しており、開口部に向けて向き決めされる噴射空気出口とを備える、空気を噴射ノズルに提供する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、注入流体入口ポート及び噴射ノズルが注入噴射装置上に配設される、注入噴射装置を更に備える、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、噴射空気出口及び空気入口ポートは注入噴射装置上に配設される、装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置において、開口部は、注入噴射装置上に配設されたキャビティを備える、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、空気入口ポートと噴射空気出口との間に配設された空気弁を更に備える、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、噴射空気出口は、空気流を噴射ノズルに向けた方向に導く、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、噴射空気出口は、開口部の表面に対して実質的に平行であり且つ噴射ノズルからずらした角度にて向き決めされる、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、開口部は、空気を噴射空気出口から導いて空気スパイラルを形成する形状とされる、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、噴射空気出口は、注入流体入口ポートと噴射ノズルとの間にて噴射ノズルと流体的に連通しており、噴射空気出口は、噴射ノズルを通して向き決めされる、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、噴射空気出口は、開口部の面から空間的に除去され、噴射空気出口は、開口部に向けて向き決めされる、装置。
【請求項１１】
空気を噴射ノズルに提供するシステムにおいて、
内部を有する排気導管と、
空気流を有する空気源と、
注入流体を有する流体源と、
排気導管に連結された噴射ノズルであって、流体源及び排気導管の内部と流体的に連通しており、注入流体を排気導管の内部に噴射する前記噴射ノズルと、
噴射ノズルを実質的に取り囲むキャビティと、
空気源及びキャビティと流体的に連通した噴射空気出口であって、空気を空気流からキャビティ中に噴射し、噴射ノズルの周りに正の空気圧力を形成する前記噴射空気出口とを備える、空気を噴射ノズルに提供するシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、噴射ノズルが注入流体を噴射する時期を決定する形態とされたエンジン制御モジュールであって、噴射空気出口が空気を空気流からキャビティ中に噴射する時期を決定する更なる形態とされた前記エンジン制御モジュールを更に備える、システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、エンジン制御モジュールと電気的に連通した１つ又はより多くのセンサを更に備え、エンジン制御モジュールは、噴射ノズルが注入流体を噴射する時期を決定し、エンジン制御モジュールは、噴射空気出口が１つ又はより多くのセンサからの入力に基づいて空気を空気流からキャビティ中に噴射する時期を決定する更なる形態とされる、システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、１つ又はより多くのセンサの少なくとも１つは、空気温度センサと、空気圧力センサとから成る群から選ばれる、システム。
【請求項１５】
請求項１２に記載のシステムにおいて、エンジン制御モジュールと電気的に連通しており、空気源と噴射空気出口との間に配設された空気弁を更に備える、システム。
【請求項１６】
請求項１１に記載のシステムにおいて、噴射ノズルは、注入事象の間、注入流体を流体源から排気流中に噴射する、システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、噴射空気出口は、注入事象の間、空気流がキャビティに入るのを防止する、システム。
【請求項１８】
請求項１１に記載のシステムにおいて、空気源はターボ過給機を備える、システム。
【請求項１９】
請求項１１に記載のシステムにおいて、空気源は空気コンプレッサを備える、システム。
【請求項２０】
ノズル先端の閉塞を制御すべく注入噴射装置の空気流を制御する装置において、
注入流体入口と、空気入口とを備える注入噴射装置と、
注入噴射装置上に配設されて、注入事象の間、注入流体入口から炭化水素燃料を受け取り且つ炭化水素燃料を排気流中に噴射する噴射ノズルと、
注入噴射装置上に配設されて、噴射ノズルを実質的に取り囲むキャビティと、
キャビティ内に配設された噴射空気出口であって、空気を空気入口から受け取り且つキャビティ内に実質的に一定の空気の流れを導き、キャビティの面に対して実質的に平行な角度にて向き決めされ、該角度は噴射ノズルからずらされ、空気流はキャビティ内に正の空気圧力を形成する、前記噴射空気出口とを備える、注入噴射装置の空気流を制御する装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置において、注入噴射装置上に配設されて、注入噴射装置を排気導管に装着する形態とされた１つ又はより多くの締結具を更に備える、装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載のシステムにおいて、実質的に一定の空気流は、キャビティ内にて空気スパイラルを形成する、システム。
【請求項２３】
空気を噴射ノズルに提供する方法において、
空気流を受け取るステップと、
注入流体を受け取るステップと、
注入流体を噴射ノズルを通して排気流中に噴射するステップと、
空気流が噴射ノズルを通るよう空気流を排気流中に導くステップとを備える、空気を噴射ノズルに提供する方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、注入流体を排気流中に噴射する間、空気流が排気流に入るのを防止するステップを更に備える、方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法において、空気流を噴射ノズルの周りの経路内に導いて空気スパイラルを形成するステップを更に備える、方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法において、空気流は噴射ノズルを通る、方法。
【請求項２７】
空気を噴射ノズルに提供する装置において、
注入流体を受け取る手段と、
注入流体を排気流中に噴射する手段と、
注入流体を排気流中に噴射する手段の周りにて正の空気圧を形成する手段とを備える、空気を噴射ノズルに提供する装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の装置において、空気流を受け取り且つ空気流を使用して正の空気圧を形成する手段を更に備える、装置。
【請求項２９】
請求項２７に記載の装置において、注入流体を排気流中に噴射する手段の周りにて空気スパイラルを形成する手段を更に備える、装置。
【請求項３０】
請求項２７に記載の装置において、正の空気圧力を遮断する手段を更に備える、装置。
【請求項１】
空気を噴射ノズルに提供する装置において、
注入流体入口ポートと、
空気入口ポートと、
注入流体入口ポートと流体的に連通する噴射ノズルと、
噴射ノズルを実質的に取り囲む開口部であって、噴射ノズルが該開口部に向けて向き決めされる前記開口部と、
空気入口ポート及び開口部と流体的に連通しており、開口部に向けて向き決めされる噴射空気出口とを備える、空気を噴射ノズルに提供する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、注入流体入口ポート及び噴射ノズルが注入噴射装置上に配設される、注入噴射装置を更に備える、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、噴射空気出口及び空気入口ポートは注入噴射装置上に配設される、装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置において、開口部は、注入噴射装置上に配設されたキャビティを備える、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、空気入口ポートと噴射空気出口との間に配設された空気弁を更に備える、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、噴射空気出口は、空気流を噴射ノズルに向けた方向に導く、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、噴射空気出口は、開口部の表面に対して実質的に平行であり且つ噴射ノズルからずらした角度にて向き決めされる、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、開口部は、空気を噴射空気出口から導いて空気スパイラルを形成する形状とされる、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、噴射空気出口は、注入流体入口ポートと噴射ノズルとの間にて噴射ノズルと流体的に連通しており、噴射空気出口は、噴射ノズルを通して向き決めされる、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、噴射空気出口は、開口部の面から空間的に除去され、噴射空気出口は、開口部に向けて向き決めされる、装置。
【請求項１１】
空気を噴射ノズルに提供するシステムにおいて、
内部を有する排気導管と、
空気流を有する空気源と、
注入流体を有する流体源と、
排気導管に連結された噴射ノズルであって、流体源及び排気導管の内部と流体的に連通しており、注入流体を排気導管の内部に噴射する前記噴射ノズルと、
噴射ノズルを実質的に取り囲むキャビティと、
空気源及びキャビティと流体的に連通した噴射空気出口であって、空気を空気流からキャビティ中に噴射し、噴射ノズルの周りに正の空気圧力を形成する前記噴射空気出口とを備える、空気を噴射ノズルに提供するシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、噴射ノズルが注入流体を噴射する時期を決定する形態とされたエンジン制御モジュールであって、噴射空気出口が空気を空気流からキャビティ中に噴射する時期を決定する更なる形態とされた前記エンジン制御モジュールを更に備える、システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、エンジン制御モジュールと電気的に連通した１つ又はより多くのセンサを更に備え、エンジン制御モジュールは、噴射ノズルが注入流体を噴射する時期を決定し、エンジン制御モジュールは、噴射空気出口が１つ又はより多くのセンサからの入力に基づいて空気を空気流からキャビティ中に噴射する時期を決定する更なる形態とされる、システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、１つ又はより多くのセンサの少なくとも１つは、空気温度センサと、空気圧力センサとから成る群から選ばれる、システム。
【請求項１５】
請求項１２に記載のシステムにおいて、エンジン制御モジュールと電気的に連通しており、空気源と噴射空気出口との間に配設された空気弁を更に備える、システム。
【請求項１６】
請求項１１に記載のシステムにおいて、噴射ノズルは、注入事象の間、注入流体を流体源から排気流中に噴射する、システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、噴射空気出口は、注入事象の間、空気流がキャビティに入るのを防止する、システム。
【請求項１８】
請求項１１に記載のシステムにおいて、空気源はターボ過給機を備える、システム。
【請求項１９】
請求項１１に記載のシステムにおいて、空気源は空気コンプレッサを備える、システム。
【請求項２０】
ノズル先端の閉塞を制御すべく注入噴射装置の空気流を制御する装置において、
注入流体入口と、空気入口とを備える注入噴射装置と、
注入噴射装置上に配設されて、注入事象の間、注入流体入口から炭化水素燃料を受け取り且つ炭化水素燃料を排気流中に噴射する噴射ノズルと、
注入噴射装置上に配設されて、噴射ノズルを実質的に取り囲むキャビティと、
キャビティ内に配設された噴射空気出口であって、空気を空気入口から受け取り且つキャビティ内に実質的に一定の空気の流れを導き、キャビティの面に対して実質的に平行な角度にて向き決めされ、該角度は噴射ノズルからずらされ、空気流はキャビティ内に正の空気圧力を形成する、前記噴射空気出口とを備える、注入噴射装置の空気流を制御する装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置において、注入噴射装置上に配設されて、注入噴射装置を排気導管に装着する形態とされた１つ又はより多くの締結具を更に備える、装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載のシステムにおいて、実質的に一定の空気流は、キャビティ内にて空気スパイラルを形成する、システム。
【請求項２３】
空気を噴射ノズルに提供する方法において、
空気流を受け取るステップと、
注入流体を受け取るステップと、
注入流体を噴射ノズルを通して排気流中に噴射するステップと、
空気流が噴射ノズルを通るよう空気流を排気流中に導くステップとを備える、空気を噴射ノズルに提供する方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、注入流体を排気流中に噴射する間、空気流が排気流に入るのを防止するステップを更に備える、方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法において、空気流を噴射ノズルの周りの経路内に導いて空気スパイラルを形成するステップを更に備える、方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法において、空気流は噴射ノズルを通る、方法。
【請求項２７】
空気を噴射ノズルに提供する装置において、
注入流体を受け取る手段と、
注入流体を排気流中に噴射する手段と、
注入流体を排気流中に噴射する手段の周りにて正の空気圧を形成する手段とを備える、空気を噴射ノズルに提供する装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の装置において、空気流を受け取り且つ空気流を使用して正の空気圧を形成する手段を更に備える、装置。
【請求項２９】
請求項２７に記載の装置において、注入流体を排気流中に噴射する手段の周りにて空気スパイラルを形成する手段を更に備える、装置。
【請求項３０】
請求項２７に記載の装置において、正の空気圧力を遮断する手段を更に備える、装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−８５２０９（Ｐ２００９−８５２０９Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−１８６３１０（Ｐ２００８−１８６３１０）
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（５０８２１６６４４）カミンズ・フィルトレーション・アイピー，インコーポレーテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８６３１０（Ｐ２００８−１８６３１０）
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（５０８２１６６４４）カミンズ・フィルトレーション・アイピー，インコーポレーテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]