JP5787082B2 - Additive valve seal structure - Google Patents
Additive valve seal structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP5787082B2 JP5787082B2 JP2011227186A JP2011227186A JP5787082B2 JP 5787082 B2 JP5787082 B2 JP 5787082B2 JP 2011227186 A JP2011227186 A JP 2011227186A JP 2011227186 A JP2011227186 A JP 2011227186A JP 5787082 B2 JP5787082 B2 JP 5787082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- addition valve
- seal
- peripheral surface
- seal structure
- exhaust pipe
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
- F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
- F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
- F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
- F01N13/1827—Sealings specially adapted for exhaust systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/02—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
- F01N2260/022—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device using air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/10—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for avoiding stress caused by expansions or contractions due to temperature variations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
- F01N2530/18—Plastics material, e.g. polyester resin
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
- F01N2530/18—Plastics material, e.g. polyester resin
- F01N2530/20—Plastics material, e.g. polyester resin reinforced with mineral or metallic fibres
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/14—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/14—Nitrogen oxides
- F01N2570/145—Dinitrogen oxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/11—Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for
-
- 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
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
本発明は、アンモニア系還元剤を内燃機関の排気管内に添加する添加弁とこの添加弁を冷却状態で排気管に接続する冷却機構との間のシール構造に関する。 The present invention relates to a seal structure between an addition valve that adds an ammonia-based reducing agent into an exhaust pipe of an internal combustion engine and a cooling mechanism that connects the addition valve to the exhaust pipe in a cooled state.
内燃機関から排出されるNOx(窒素酸化物)を還元する窒素酸化物浄化装置として、SCR(Selective Catalytic Reduction)システムが知られている(例えば特許文献1参照)。このSCRシステムを用いた排気浄化装置は、窒素酸化物浄化用触媒を備え、この触媒に、例えば尿素水溶液やアンモニアガスなどを還元剤として排気管内に噴射することにより、その還元作用により排気に含まれるNOxを選択的に窒素や水に還元している。 An SCR (Selective Catalytic Reduction) system is known as a nitrogen oxide purification device that reduces NOx (nitrogen oxide) discharged from an internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1). An exhaust purification device using this SCR system includes a catalyst for purifying nitrogen oxides, and, for example, an aqueous urea solution, ammonia gas, or the like is injected into the exhaust pipe as a reducing agent, so that it is included in the exhaust by its reducing action. NOx is selectively reduced to nitrogen or water.
特許文献1では、添加弁として、噴射装置を内燃機関の排気管に取り付け、その先端を排気管の内部空間に挿入している。しかし添加弁への熱害を防止するためには、冷却機構を介して排気管に添加弁を接続する必要がある。 In Patent Document 1, as an addition valve, an injection device is attached to an exhaust pipe of an internal combustion engine, and a tip thereof is inserted into an internal space of the exhaust pipe. However, in order to prevent heat damage to the addition valve, it is necessary to connect the addition valve to the exhaust pipe through a cooling mechanism.
この場合、冷却機構に添加弁収納空間を形成してその中に添加弁を配置することになる。このような添加弁取り付け構造では、添加弁収納空間の内周面と添加弁の外周面との間から外部に排気が漏出したり、あるいは外部から水が浸入したりするのを防止するために、平滑な座面を内周面と外周面とに形成してオーリングを配置するのが通常である。 In this case, an addition valve storage space is formed in the cooling mechanism, and the addition valve is disposed therein. In such an addition valve mounting structure, in order to prevent exhaust from leaking to the outside from between the inner peripheral surface of the addition valve storage space and the outer peripheral surface of the addition valve, or water from entering from the outside. Usually, an O-ring is arranged by forming a smooth seating surface on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface.
ところが収納空間の内周面形状や添加弁の外周面形状の制約により、オーリング配置にとって十分な形状の座面が確保できない場合がある。このように十分な形状が確保されていない座面に対してオーリングを配置すると、オーリングが小径側へ脱落したり、座面角部がオーリングに食い込んでオーリングを傷つけたりするおそれがある。このことによりシールの耐久性に問題を生じる。 However, due to restrictions on the inner peripheral surface shape of the storage space and the outer peripheral surface shape of the addition valve, a seat surface having a shape sufficient for the O-ring arrangement may not be ensured. If an O-ring is arranged on a seating surface that does not have a sufficient shape, the O-ring may drop to the small diameter side, or the corner of the seating surface may bite into the O-ring and damage the O-ring. is there. This creates a problem with the durability of the seal.
本発明は、形状的に制約がある添加弁収納空間の内周面と添加弁の外周面との間の間隙を、耐久性に問題を生じることなくシールできるシール構造を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a seal structure that can seal a gap between an inner peripheral surface of an addition valve storage space having a shape restriction and an outer peripheral surface of an addition valve without causing a problem in durability. To do.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項1に記載の添加弁シール構造では、アンモニア系還元剤を内燃機関の排気管内に添加する添加弁とこの添加弁を冷却状態で排気管に接続する冷却機構との間のシール構造であって、前記冷却機構に形成された添加弁収納空間の内周面と前記添加弁の外周面との間に、膨張黒鉛製シールと樹脂製シールとを前記排気管側から順に配置し、前記膨張黒鉛製シールと前記樹脂製シールとを接触させたことを特徴とする。
In the following, means for achieving the above-mentioned purpose, and its operation and effect are described.
The addition valve seal structure according to claim 1 is a seal structure between an addition valve for adding an ammonia-based reducing agent into an exhaust pipe of an internal combustion engine and a cooling mechanism for connecting the addition valve to the exhaust pipe in a cooled state. An expansion graphite seal and a resin seal are sequentially disposed from the exhaust pipe side between the inner peripheral surface of the addition valve storage space formed in the cooling mechanism and the outer peripheral surface of the addition valve, and the expansion The graphite seal is in contact with the resin seal .
樹脂製シールであることにより、添加弁収納空間の内周面と添加弁の外周面とに対して、シールのための座面形状を特別に形成する必要はない。樹脂製シール自体を、添加弁収納空間の内周面と添加弁の外周面との間の間隙の形状に適合させた形状に成形することで、前記内周面や前記外周面の形状が制約されていても、その制約された形状そのものを十分にシール可能な座面として利用できる。 By using the resin seal, it is not necessary to specially form a seating surface shape for the seal on the inner peripheral surface of the addition valve storage space and the outer peripheral surface of the addition valve. By molding the resin seal itself into a shape that matches the shape of the gap between the inner peripheral surface of the addition valve storage space and the outer peripheral surface of the addition valve, the shape of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface is restricted. Even so, the restricted shape itself can be used as a seating surface that can be sufficiently sealed.
しかもこの添加弁収納空間の内周面と添加弁の外周面との間隙部分は、排気管側からの熱の通り道であり、熱害を受けない範囲で樹脂製シールを昇温させることができる。この昇温により膨張しかつ柔軟性を増した樹脂製シールは、前記間隙を充填し、かつ内外周面に密着して、より確実なシール効果を果たすことができる。
また、添加弁収納空間の内周面と添加弁の外周面との間において、樹脂製シールよりも排気管側に膨張黒鉛製シールを配置することで、樹脂製シールが排気から直接受熱しないようにできる。更に膨張黒鉛製シールにより添加弁先端側が排気から受ける熱を迅速に空冷機構に逃して添加弁に熱害が及ばないようにできる。
そして樹脂製シールは膨張黒鉛製シールに接触している。この接触による膨張黒鉛製シールからの伝熱により、樹脂製シールの温度を、熱害を生じない程度に迅速に昇温させることができる。この昇温により樹脂製シールは膨張し、かつ柔軟性が増加する。このことにより樹脂製シールは、前記間隙を充填し、かつ内外周面に密着することで、より確実なシール効果を果たすことができる。
In addition, the gap between the inner peripheral surface of the addition valve storage space and the outer peripheral surface of the addition valve is a passage of heat from the exhaust pipe side, and the temperature of the resin seal can be raised within a range not subject to heat damage. . The resin seal that expands due to the temperature rise and has increased flexibility fills the gap and is in close contact with the inner and outer peripheral surfaces, thereby achieving a more reliable sealing effect.
In addition, by placing an expanded graphite seal closer to the exhaust pipe than the resin seal between the inner peripheral surface of the addition valve storage space and the outer peripheral surface of the addition valve, the resin seal does not receive heat directly from the exhaust. Can be. Furthermore, the expanded graphite seal can quickly release the heat received from the exhaust on the tip of the addition valve to the air cooling mechanism so that the addition valve is not damaged by heat.
The resin seal is in contact with the expanded graphite seal. Due to heat transfer from the expanded graphite seal due to this contact, the temperature of the resin seal can be quickly raised to such an extent that no thermal damage is caused. With this temperature rise, the resin seal expands and the flexibility increases. Accordingly, the resin seal can achieve a more reliable sealing effect by filling the gap and closely contacting the inner and outer peripheral surfaces.
このことにより形状的に制約がある添加弁収納空間の内周面と添加弁の外周面との間の間隙を、耐久性に問題を生じることなくシールすることができる。
請求項2に記載の添加弁シール構造では、請求項1に記載の添加弁シール構造において、前記アンモニア系還元剤は、尿素水溶液であることを特徴とする。
As a result, the gap between the inner peripheral surface of the addition valve storage space having a shape restriction and the outer peripheral surface of the addition valve can be sealed without causing a problem in durability.
The addition valve seal structure according to claim 2 is the addition valve seal structure according to claim 1, wherein the ammonia-based reducing agent is an aqueous urea solution.
アンモニア系還元剤としては排気管内での加熱により尿素が加水分解してアンモニアを発生する尿素水溶液を挙げることができる。
請求項3に記載の添加弁シール構造では、請求項1に記載の添加弁シール構造において、前記アンモニア系還元剤は、アンモニアガスであることを特徴とする。
Examples of the ammonia-based reducing agent include an aqueous urea solution in which urea is hydrolyzed by heating in the exhaust pipe to generate ammonia.
The addition valve seal structure according to claim 3 is the addition valve seal structure according to claim 1, wherein the ammonia-based reducing agent is ammonia gas.
アンモニア系還元剤としてはアンモニアガス自身を用いても良い。
請求項4に記載の添加弁シール構造では、請求項1〜3のいずれか一項に記載の添加弁シール構造において、前記冷却機構は、添加弁を空気冷却するものであることを特徴とする。
As the ammonia-based reducing agent, ammonia gas itself may be used.
In the addition valve seal structure according to
冷却機構が空気冷却するものが挙げられる。空気冷却による冷却機構では構成が簡素化されていることから、この簡素化された構成が、オーリングでは適用できない構成でも樹脂製シールならば適用でき、確実なシール効果を果たすことができる。このことにより形状的に制約がある添加弁収納空間の内周面と添加弁の外周面との間の間隙を、耐久性に問題を生じることなくシールすることができる。 An example in which the cooling mechanism is air-cooled. Since the structure of the cooling mechanism by air cooling is simplified, this simplified structure can be applied to a resin seal even if the structure cannot be applied by O-ring, and a reliable sealing effect can be achieved. As a result, the gap between the inner peripheral surface of the addition valve storage space having a shape restriction and the outer peripheral surface of the addition valve can be sealed without causing a problem in durability.
請求項5に記載の添加弁シール構造では、請求項1〜4のいずれか一項に記載の添加弁シール構造において、前記冷却機構に形成された添加弁収納空間の内周面と前記添加弁の外周面との間に、前記樹脂製シールに対する熱膨張スペースが、前記膨張黒鉛製シールとは反対側に設けられていることを特徴とする。 In addition valve seal structure according to 請 Motomeko 5, wherein said additive in addition valve seal structure according to any one of claims 1 to 4, the inner peripheral surface of the cooling mechanism which is formed on the addition valve housing and Between the outer peripheral surface of the valve, a thermal expansion space for the resin seal is provided on the side opposite to the expanded graphite seal.
このように熱膨張スペースが存在することにより、熱膨張した樹脂製シールに必要以上の変形や歪みを生じさせることがない。このため添加弁シール構造の耐久性を維持できる。 The presence of the thermal expansion space does not cause unnecessary deformation or distortion in the thermally expanded resin seal. For this reason, the durability of the addition valve seal structure can be maintained.
請求項6に記載の添加弁シール構造では、請求項1〜5のいずれか一項に記載の添加弁シール構造において、前記排気管は、前記添加弁より下流に窒素酸化物浄化用触媒を配置し、この窒素酸化物浄化用触媒にて前記アンモニア系還元剤が還元作用を生じるものであることを特徴とする。 The addition valve seal structure according to claim 6 , wherein in the addition valve seal structure according to any one of claims 1 to 5 , the exhaust pipe has a nitrogen oxide purification catalyst disposed downstream of the addition valve. In the nitrogen oxide purifying catalyst, the ammonia reducing agent produces a reducing action.
アンモニア系還元剤は、窒素酸化物浄化用触媒で還元作用を生じさせるために排気中に添加されるものを挙げることができる。 Examples of the ammonia-based reducing agent include those added to the exhaust gas in order to cause a reducing action in the catalyst for purifying nitrogen oxides.
[実施の形態1]
〈実施の形態1の構成〉図1は、上述した発明が適用された排気浄化装置2の概要を示す構成図である。この排気浄化装置2は触媒を用いて排気中のNOxを浄化する尿素SCRシステムとして構成されている。
[Embodiment 1]
<Configuration of Embodiment 1> FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an exhaust emission control device 2 to which the above-described invention is applied. The exhaust purification device 2 is configured as a urea SCR system that purifies NOx in exhaust using a catalyst.
排気浄化装置2は、SCR触媒4、尿素水添加弁6、尿素水タンク8及び圧送ポンプ10を備えている。
SCR触媒4は、車両に搭載された内燃機関の排気管12に接続されて排気中のNOxを還元反応により浄化する選択還元型触媒である。
The exhaust purification device 2 includes an
The
尿素水添加弁6は、排気管12にてSCR触媒4の上流側に、後述する空冷機構24を介して取り付けられている。この尿素水添加弁6へは、圧送ポンプ10により尿素水タンク8に貯留されている尿素水(尿素水溶液に相当)がフィルタ14を介して圧送されてくる。このことにより尿素水添加弁6から排気管12の内部空間に尿素水を添加することができる。
The urea water addition valve 6 is attached to the upstream side of the
この尿素水は排気中で加熱されることで尿素が加水分解されてアンモニアを発生するアンモニア系還元剤である。このように発生したアンモニアがSCR触媒4にてNOxに対する還元作用を示し、NOxを窒素と水とに還元する。このことで排気が浄化される。
This urea water is an ammonia-based reducing agent that generates ammonia by hydrolysis of urea when heated in exhaust gas. The ammonia generated in this manner exhibits a reducing action on NOx in the
圧送ポンプ10の尿素水供給圧力は圧力調整弁16により調節され、余剰な尿素水は圧力調整弁16から尿素水タンク8側へ戻される。
尿素水添加弁6による尿素水添加量や圧送ポンプ10の駆動制御はECU(電子制御ユニット)18により実行される。この制御のためにECU18は、各種データ、例えば尿素水添加弁6への尿素水供給路に設けられた圧力センサ20から尿素水の供給圧力を検出している。
The urea water supply pressure of the
The urea water addition amount by the urea water addition valve 6 and drive control of the
排気管12に対する尿素水添加弁6の取り付け構造の断面を図2に示す。尿素水添加弁6は直接、排気管12に接続されているのではなく、空冷機構24を介して排気管12に接続されている。
FIG. 2 shows a cross section of a structure for attaching the urea water addition valve 6 to the
空冷機構24はアルミニウム合金などの金属製である。そのハウジング24aは略円筒形をなし、外周部に円盤状の冷却フィン24bが一体成形あるいは接合により形成されている。
The
ハウジング24aの内部は添加弁収納空間24cを形成し、中心部には尿素水添加弁6のノズル部6aを収納している。尿素水添加弁6は、空冷機構24の挿入口24dから挿入されて、尿素水添加弁6の基部に存在する段差部6bが、挿入口24dに配置されているリング状ストッパ24eに当接することで軸方向での位置決めがされている。
The interior of the
添加弁収納空間24cの内周面24fと尿素水添加弁6の外周面6cとの間には、円筒状の膨張黒鉛製シール26とリング状の樹脂製シール28とが配置されている。膨張黒鉛製シール26は樹脂製シール28よりも排気管12側に配置されている。このことにより尿素水添加弁6は、添加弁収納空間24cの内周面24fに直接接触することなく、その中心軸位置に位置決めされる。
Between the inner
膨張黒鉛製シール26は、膨張黒鉛を円筒状に成形加工したものである。膨張黒鉛のみで構成する以外に、膨張黒鉛と金属箔や金属ネットなどとの複合材であっても良い。
樹脂製シール28は、尿素水添加弁6の外周面6cと添加弁収納空間24cの内周面24fとの間隙形状に対応させて、樹脂をリング状に成形したものである。この樹脂製シール28は、膨張黒鉛製シール26に対して、排気管12とは反対側に配置されて、排気が流れる排気管12の内部空間12aとは離れている。そして膨張黒鉛製シール26に対しては、樹脂製シール28は接触した状態で配置されている。
The expanded
The
〈実施の形態1の作用〉膨張黒鉛製シール26が、樹脂製シール28よりも、排気管12側に配置されていることで、破線の矢線にて示すごとく、ノズル部6aの先端部分が排気から受けた熱は、直ちに膨張黒鉛製シール26を介してハウジング24aに伝達される。そして冷却フィン24bから外気側へ放熱される。すなわち尿素水添加弁6は空冷機構24により空冷される。このため尿素水添加弁6の全体が高温とならない。
<Operation of Embodiment 1> The expanded
樹脂製シール28についてもノズル部6a、膨張黒鉛製シール26、あるいはハウジング24aから伝熱される前に、破線の矢線のごとく熱流が生じて冷却フィン24bからほとんどの熱が放出されるので、樹脂製シール28は劣化するような過剰な高温にはならない。
As for the
このように樹脂製シール28は過剰な高温とはならないが、膨張黒鉛製シール26の外側端部に接触していることから、ノズル部6aや排気から膨張黒鉛製シール26に伝熱された熱が、膨張黒鉛製シール26を軸方向に迅速に伝導して、樹脂製シール28に達する。この熱を受けて、樹脂製シール28は早期に昇温する。
Thus, although the
このため樹脂製シール28は内燃機関の運転を開始すると、迅速に熱膨張すると共に柔軟性が増加する。このことにより樹脂製シール28は、添加弁収納空間24cの内周面24fと尿素水添加弁6の外周面6cとの間隙を迅速に充填し、内周面24fと外周面6cとに密着する。したがって常温時に樹脂製シール28がクリープ変形により添加弁収納空間24cの内周面24fと尿素水添加弁6の外周面6cに対する密着性が低下していても、内燃機関運転時の迅速な加熱により、早期に充填性及び密着性が向上してシールとしての作用を十分に果たすことができる。
For this reason, when the operation of the internal combustion engine is started, the
樹脂製シール28において、膨張黒鉛製シール26と接触している側とは反対側では、空き空間24gが存在する。このことから、必要以上の樹脂製シール28の熱膨張については、その空き空間24gが熱膨張スペースとして、熱膨張した余剰の体積分を吸収する。
〈実施の形態1の効果〉(1)本実施の形態では排気の漏れや水の浸入を阻止するためのシール構造としては、オーリングでなく樹脂製シール28を用いている。このように樹脂製シール28であれば、オーリングと異なり、添加弁収納空間24cの内周面24f及び尿素水添加弁6の外周面6cの形状に適合させた形状に成形できる。
In the
<Effects of Embodiment 1> (1) In this embodiment, a
このことにより添加弁収納空間24cの内周面24fの形状や尿素水添加弁6の外周面6cの形状が制約されていても、この制約された形状そのものを、図2に示したごとく十分にシール可能な座面として利用できる。
As a result, even if the shape of the inner
このことにより形状的に制約がある添加弁収納空間24cの内周面24fと尿素水添加弁6の外周面6cとの間の間隙を、耐久性に問題を生じることなくシールすることができる。
As a result, the gap between the inner
(2)添加弁収納空間24cの内周面24fと尿素水添加弁6の外周面6cとの間では、樹脂製シール28よりも排気管12側に膨張黒鉛製シール26を配置している。このことで樹脂製シール28が、高温の排気から直接受熱しないようにできる。
(2) Between the inner
更に尿素水添加弁6の先端側が排気から受ける熱は、膨張黒鉛製シール26により迅速に空冷機構24に逃すことができ、尿素水添加弁6に熱害が及ばないようにできる。
(3)樹脂製シール28は膨張黒鉛製シール26に接触している。このことにより膨張黒鉛製シール26からの伝熱により熱害を生じない程度に樹脂製シール28を迅速に昇温できる。この昇温により樹脂製シールは膨張しかつ柔軟性が増加する。
Furthermore, the heat received from the exhaust at the front end side of the urea water addition valve 6 can be quickly released to the
(3) The
このことにより樹脂製シール28は、添加弁収納空間24cの内周面24fと尿素水添加弁6の外周面6cとの間隙を充填しかつ密着する。このことで確実なシール効果を果たすことができる。
As a result, the
(4)樹脂製シール28に対して、空き空間24gが膨張黒鉛製シール26とは反対側に設けられている。このように空き空間24gが存在することで、この空き空間24gが熱膨張スペースとなり、熱膨張した樹脂製シール28に必要以上の変形や歪みを生じさせることがない。このため樹脂製シール28によるシール構造の耐久性を維持できる。
(4) With respect to the
[実施の形態2]
〈実施の形態2の構成〉本実施の形態では、図3に示すごとく、挿入口124d以外において、空冷機構124のハウジング124aの内周面124f,124iには、一段径が大きくなっている部分(内周面124i)が、挿入口124dに隣接した位置に存在する。
[Embodiment 2]
<Configuration of Embodiment 2> In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the inner peripheral surfaces 124f and 124i of the
この内周面124iの位置に、この内周面124iと尿素水添加弁106の外周面106cとの形状に対応した樹脂製シール128が配置されている。
2つの内周面124f,124iの間には段差124jが存在するため、樹脂製シール128は膨張黒鉛製シール126に接触することなく段差124j部分で支持されている。このことにより樹脂製シール128と膨張黒鉛製シール126との間には間隙124kが存在する。
A
Since the step 124j exists between the two inner peripheral surfaces 124f and 124i, the
空冷機構124の他の構成、尿素水添加弁106及び排気管112の構成は前記実施の形態1と同じである。
〈実施の形態2の作用〉膨張黒鉛製シール126による尿素水添加弁106の冷却作用は前記実施の形態1で述べたごとくである。
Other configurations of the
<Operation of Second Embodiment> The cooling operation of the urea
本実施の形態では、樹脂製シール128は膨張黒鉛製シール126に接触していないので、直接的な伝熱は膨張黒鉛製シール126からはなされない。この構成により膨張黒鉛製シール126が特に高温化するような位置に空冷機構124が配置されている場合に、間隙124kにより、必要以上に樹脂製シール128の温度が上がらないようにすることができる。
〈実施の形態2の効果〉(1)前記実施の形態1の効果の(3)以外は、前記実施の形態1と同様な効果を生じ、このことにより形状的に制約がある添加弁収納空間124cの内周面124iと尿素水添加弁106の外周面106cとの間の間隙を、耐久性に問題を生じることなくシールすることができる。
In the present embodiment, since the
<Effects of Second Embodiment> (1) Except for (3) of the effects of the first embodiment, the same effects as those of the first embodiment are produced, and as a result, the addition valve storage space is restricted in shape The gap between the inner peripheral surface 124i of 124c and the outer
(2)樹脂製シール128の高さにより、樹脂製シール128と膨張黒鉛製シール126との間の間隙124kの高さ調節ができる。このことにより、樹脂製シール128の耐熱性に対応した樹脂製シール128の温度調節が可能となる。したがって内燃機関運転時に、樹脂製シール128の耐熱性、熱膨張性、柔軟性といった材質に適合した昇温状態にすることができる。
(2) The height of the
[その他の実施の形態]
・前記各実施の形態においては、尿素水添加弁6,106が添加するアンモニア系還元剤は、加水分解してアンモニアを発生する尿素水であったが、これ以外のアンモニア系還元剤としては、アンモニアガスでも良い。
[Other embodiments]
In each of the embodiments described above, the ammonia reducing agent added by the urea
2…排気浄化装置、4…SCR触媒、6…尿素水添加弁、6a…ノズル部、6b…段差部、6c…外周面、8…尿素水タンク、10…圧送ポンプ、12…排気管、12a…内部空間、14…フィルタ、16…圧力調整弁、18…ECU、20…圧力センサ、24…空冷機構、24a…ハウジング、24b…冷却フィン、24c…添加弁収納空間、24d…挿入口、24e…リング状ストッパ、24f…内周面、24g…空き空間、26…膨張黒鉛製シール、28…樹脂製シール、106…尿素水添加弁、106c…外周面、112…排気管、124…空冷機構、124a…ハウジング、124c…添加弁収納空間、124d…挿入口、124f,124i…内周面、124j…段差、124k…間隙、126…膨張黒鉛製シール、128…樹脂製シール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Exhaust gas purification device, 4 ... SCR catalyst, 6 ... Urea water addition valve, 6a ... Nozzle part, 6b ... Step part, 6c ... Outer peripheral surface, 8 ... Urea water tank, 10 ... Pressure pump, 12 ... Exhaust pipe, 12a ... Internal space, 14 ... Filter, 16 ... Pressure regulating valve, 18 ... ECU, 20 ... Pressure sensor, 24 ... Air cooling mechanism, 24a ... Housing, 24b ... Cooling fin, 24c ... Addition valve storage space, 24d ... Insertion port, 24e ... Ring-shaped stopper, 24f ... Inner peripheral surface, 24g ... Empty space, 26 ... Expanded graphite seal, 28 ... Resin seal, 106 ... Urea water addition valve, 106c ... Outer peripheral surface, 112 ... Exhaust pipe, 124 ... Air cooling mechanism , 124a ... housing, 124c ... addition valve storage space, 124d ... insertion port, 124f, 124i ... inner peripheral surface, 124j ... step, 124k ... gap, 126 ... expanded graphite seal, 128 ... tree Ltd. seal.
Claims (6)
前記冷却機構に形成された添加弁収納空間の内周面と前記添加弁の外周面との間に、膨張黒鉛製シールと樹脂製シールとを前記排気管側から順に配置し、前記膨張黒鉛製シールと前記樹脂製シールとを接触させたことを特徴とする添加弁シール構造。 A seal structure between an addition valve for adding an ammonia-based reducing agent into an exhaust pipe of an internal combustion engine and a cooling mechanism for connecting the addition valve to the exhaust pipe in a cooled state;
Between the inner peripheral surface of the addition valve storage space formed in the cooling mechanism and the outer peripheral surface of the addition valve, an expanded graphite seal and a resin seal are sequentially arranged from the exhaust pipe side , and the expanded graphite An addition valve seal structure characterized in that a seal and the resin seal are brought into contact with each other .
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011227186A JP5787082B2 (en) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Additive valve seal structure |
| DE102012218386.8A DE102012218386B4 (en) | 2011-10-14 | 2012-10-09 | Sealing structure for an injector and exhaust gas treatment system |
| FR1259658A FR2981401A1 (en) | 2011-10-14 | 2012-10-10 | INJECTION VALVE SEAL SEAL STRUCTURE AND EXHAUST POST-TREATMENT SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011227186A JP5787082B2 (en) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Additive valve seal structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013087662A JP2013087662A (en) | 2013-05-13 |
| JP5787082B2 true JP5787082B2 (en) | 2015-09-30 |
Family
ID=47990903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011227186A Expired - Fee Related JP5787082B2 (en) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Additive valve seal structure |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5787082B2 (en) |
| DE (1) | DE102012218386B4 (en) |
| FR (1) | FR2981401A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018119399A1 (en) | 2017-11-21 | 2019-05-23 | Denso Corporation | Reductant injection device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015040480A (en) * | 2013-08-20 | 2015-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | Additive supply device for internal combustion engine |
| KR101815770B1 (en) | 2016-06-30 | 2018-01-05 | 주식회사 현대케피코 | Urea water injector module |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58189856U (en) * | 1982-06-11 | 1983-12-16 | 日本ピラ−工業株式会社 | Expanded graphite sealing member |
| DE19856366C1 (en) * | 1998-12-07 | 2000-04-20 | Siemens Ag | Urea injection system treating exhaust gases from lean burn engine, comprises air-cooling jacket surrounding injector valve to keep it cool, so that a petrol injection valve may be used |
| JP2002089412A (en) * | 2000-09-08 | 2002-03-27 | Toyota Motor Corp | Injector mounting structure |
| US6814303B2 (en) * | 2002-04-03 | 2004-11-09 | Cleaire Advanced Emission Controls | Fluid-cooled mount for an injector |
| JP2004019642A (en) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Nissan Motor Co Ltd | Combustion chamber mounting parts |
| JP4188287B2 (en) * | 2004-07-15 | 2008-11-26 | 三井金属鉱業株式会社 | Thermal sensor and measuring apparatus using the same |
| JP2006070847A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
| DE102005006641A1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Siemens Ag | Injection valve for injecting fuel and cylinder head |
| US7735354B2 (en) * | 2006-01-25 | 2010-06-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Liquid-condition detection sensor |
| DE102006022582A1 (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Siemens Ag | Leak-free injection valve, injection device and method and apparatus for operating an internal combustion engine |
| FR2905992A3 (en) * | 2006-09-18 | 2008-03-21 | Renault Sas | COOLED SUPPORT FOR ATTACHING AN EXHAUST INJECTOR |
| JP4779959B2 (en) * | 2006-12-20 | 2011-09-28 | 株式会社デンソー | Exhaust purification device |
| DE102006061730A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Robert Bosch Gmbh | Selective catalytic reduction injection device for use in internal combustion engine, has sleeve including elongated thin-walled connecting section connected indirectly and positively to axial end by flange |
| DE102006061733A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Robert Bosch Gmbh | Retaining device for retaining of reducing agent-dosing valve, has internal space for retaining reducing agent-dosing valve, and sound damping device, which absorbs sound waves that come out from internal space |
| JP4325725B2 (en) * | 2008-02-14 | 2009-09-02 | トヨタ自動車株式会社 | Urea water supply device for internal combustion engine |
| DE602008000877D1 (en) * | 2008-03-28 | 2010-05-06 | Magneti Marelli Spa | Holding device for an injector in an exhaust system of an internal combustion engine |
| JP5018672B2 (en) * | 2008-07-07 | 2012-09-05 | 株式会社デンソー | Urea water injection device |
-
2011
- 2011-10-14 JP JP2011227186A patent/JP5787082B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-10-09 DE DE102012218386.8A patent/DE102012218386B4/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-10-10 FR FR1259658A patent/FR2981401A1/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018119399A1 (en) | 2017-11-21 | 2019-05-23 | Denso Corporation | Reductant injection device |
| DE102018119399B4 (en) | 2017-11-21 | 2021-12-30 | Denso Corporation | Reductant injector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2981401A1 (en) | 2013-04-19 |
| DE102012218386A1 (en) | 2013-04-18 |
| DE102012218386B4 (en) | 2017-04-13 |
| JP2013087662A (en) | 2013-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101346535B (en) | Exhaust gas after-treatment device | |
| JP6136960B2 (en) | Exhaust system structure of internal combustion engine | |
| US9598994B2 (en) | Cooling device for connection piece | |
| JP2009062816A (en) | Injector mounting structure | |
| JP2013504707A (en) | Reducing agent feeding device | |
| CN102016251A (en) | Device for delivering a reductant and method for producing a motor vehicle | |
| US20150059322A1 (en) | Liquid cooled reductant delivery unit for automotive selective catalytic reduction systems | |
| JP5787082B2 (en) | Additive valve seal structure | |
| JP2011080397A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
| JP2009156069A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP5971535B2 (en) | gasket | |
| CN107559073B (en) | Exhaust Control Systems for Internal Combustion Engines | |
| JP2009167965A (en) | Exhaust purification device | |
| WO2018039209A1 (en) | Heat dissipation elements for reductant delivery unit for automotive selective catalytic reduction system | |
| EP2653685B1 (en) | Exhaust Gas Control Apparatus for Internal Combustion Engine and Injection Valve Holder | |
| EP2664760A1 (en) | Heat dissipating structure of an adding valve | |
| JP5602492B2 (en) | Exhaust pipe | |
| CN104040128A (en) | Device for exhaust treatment having a dosing unit for an exhaust treatment agent | |
| JP2007071161A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP6769153B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2006090259A (en) | Diesel engine exhaust purification system | |
| CN105443207A (en) | Reducing agent delivery unit of liquid cooling of selective catalytic reduction system of motor vehicle | |
| CN105545426A (en) | Welding structure of warm-up catalytic converter | |
| JP6743285B2 (en) | Reductant supply unit Compact side supply inlet port | |
| JP6201738B2 (en) | Drainage device for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140205 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141010 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141028 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141219 |
|
| 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: 20150701 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150714 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |