KR101601573B1 - 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1)에 관한 것으로서, 상기 장치는 환원제용 제 1 유입 덕트(2) 및 압축된 공기용 제 2 유입 덕트(3)를 구비하며, 혼합물용 유출 덕트(12)를 갖는다. 이러한 장치에 있어서 압축된 공기와 환원제가 합쳐지는 혼합 지점(4), 그리고 상기 혼합 지점(4)과 인접하고 상기 혼합 지점(4)과 유출 덕트(12)를 연결하는 혼합 덕트(5)가 제공된다. 제 1 유입 덕트(2)는 축선 방향(25)에서 혼합 지점으로 개방된다. 제 2 유입 덕트(3)는 적어도 하나의 분사 덕트(7)를 통해 혼합 지점(4)과 연결되고, 상기 적어도 하나의 분사 덕트(7)가 접선 방향(19)에서 상기 혼합 지점(4)으로 개방된다.

Description

압축된 공기와 액체 환원제의 혼합 장치{Device for mixing compressed air and liquid reducing agent}
본 발명은 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치에 관한 것이다.
특히 자동차 분야에 있어서, 내연기관의 배기 가스의 정화를 위하여, 배기-가스 처리 공정이 사용되고 상기 배기-가스 처리 공정에서 유체가 상기 배기 가스에 있는 오염물의 변환에 도움이 되도록 상기 배기 가스에 첨가된다. 특히 유체가 공급되는 공통적으로 사용된 배기-가스 처리 공정은 선택 촉매 환원 공정(selective catalytic reduction[SCR] process)이다. 상기 공정에 있어서, 환원제가 배기 가스에 공급되고, 환원제의 도움에 의해 배기 가스에 있는 질소 산화물 화합물이 감소될 수 있다. 특히 공통적으로 사용된 환원제는 암모니아이다. 암모니아는 자동차에 통상적으로 직접적으로 저장되기 보다는 암모니아를 형성하도록 변환될 수 있는 환원제 전구체 용액의 형태로 저장된다. 이는 배기 가스 내에 및/또는 외측에 배치될 수 있는 촉매 반응기의 도움으로써 및/또는 배기 가스에서 열적으로 발생한다. 환원제 전구체 용액처럼, 예를 들면, 수성 요소 용액이 만들어져 사용될 수 있다. 특히 상표명 AdBlue®으로 판매되는 32.5 % 요소-수용액이 공통적으로 사용된다. "환원제" 및 "환원제 전구체"라는 표현은 이후 서로 동일한 의미로 사용될 것이다.
환원제는 분사 장치에 의해 통상적으로 배기-가스 처리 장치로 공급된다. 환원제가 순수한 형태로 분사되기 보다는 환원제와 공기의 혼합물의 형태로 분사되는 것이 유리할 수 있다고 알려져 있다. 이는 특히 고 온도가 배기-가스 처리 장치의 구역에서 발생하기 때문에 한편으로 유리하다. 상기 고 온도가 환원제의 분사를 위한 분사 장치로 종종 이동된다. 이런 식으로, 암모니아로의 환원제의 화학적 변경이나 부분 변환이 사전에 분사 장치에서 발생한다. 이송 매체(carrier medium)처럼 압축된 공기와 함께 환원제를 분사하는 것은 분사 장치의 효과적인 플러싱(flushing)과 냉각을 특별하게 초래한다. 더욱이, 환원제가 비교적 짧은 시간 동안에 분사 장치에 남아있다. 분사 장치에 있는 환원제의 화학 반응이 이처럼 방지된다.
압축된 공기와 함께 환원제의 분사는 더욱이 배기-가스 처리 장치에 있는 환원제의 분배를 향상시킨다. 분사 동안에 발생된 분무 미스트는 압축된 공기의 결과로서 더욱 미세하게 된다.
더욱이, 압축된 공기에 의한 환원제의 분사의 경우에, 순수한 압축된 공기에 의한 분사 장치의 플러싱은 배기-가스 처리 장치의 작동 정지 이후에 발생할 수 있다. 이런 식으로, 분사 장치에 있는 혼합물은 분사 장치 외측으로 이송될 수 있다. (예를 들면, AdBlue®와 같은) 종래의 환원제가 -11 ℃의 온도에서 얼기 때문에, 상기 환원제나 또는 혼합물이 작동 정지되는 경우에, 분사 장치 외부로 이송되는 것이 유리하다. 분사 장치의 사용 결과로서, 상기 분사 장치에서의 환원제의 냉동과 이에 따른 상기 분사 장치의 손상이 피해질 수 있다.
공기와 함께 환원제의 공급 문제점은 종종 혼합물의 발생이다. 환원제/공기 혼합물은 배기-가스 처리 장치에서 가능한 균일하게 분배될 수 있다. 동시에, 환원제 및 공기의 혼합이 발생하는 혼합 지점의 구역에서 환원제의 퇴적을 방지할 필요가 있다. 퇴적은 예를 들면, 환원제 중에서 결정질의 요소 침전물의 형태로 발생할 수 있다. 이러한 퇴적은 혼합 지점을 차단하고 그리고 유동 상태를 변경시킨다. 더욱이, 이러한 퇴적은 용해될 수 있고 혼합 지점에서 그리고 또한 분사 장치 모두에서 손상을 야기시킨다.
상기 종래 기술을 시발점으로 하여, 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 강조된 기술적 문제점을 해결하거나 경감시키는 것이다. 특히 본 발명의 목적은 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 특히 값싸고 특히 유리한 장치를 개시하는 것이다. 더욱이, 본 발명의 목적은 액체 환원제와 압축된 공기의 혼합물을 생성하기 위한 특히 유리한 방법을 개시하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 청구항 1의 특징부에 따른 장치와, 청구항 9의 특징부에 따른 방법에 의해 또한 달성된다. 본 발명의 더욱 유리한 실시예가 각각의 종속 청구항에서 특정된다. 본 발명의 다른 실시예가 강조된 상태에서, 청구범위에서 개별적으로 특정된 특징은 임의의 요구되는 과학기술적 방식으로 서로 합쳐질 수 있고, 실시예의 예시적인 사항에 의해 보충될 수 있다.
본 발명은 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 환원제용 제 1 유입 덕트 및 압축된 공기용 제 2 유입 덕트를 구비하고, 혼합물용 유출 덕트를 구비하며, 압축된 공기 및 환원제가 합쳐지는 혼합 지점을 갖는다. 또한 혼합 지점에 인접하고 상기 혼합 지점과 유출 덕트를 연결하는 혼합 덕트가 제공되고, 이 경우 제 1 유입 덕트는 축선 방향에서 혼합 지점으로 개방되고, 그리고 제 2 유입 덕트는 적어도 하나의 분사 덕트를 통해 상기 혼합 지점과 연결되며, 상기 적어도 하나의 분사 덕트가 접선 방향에서 혼합 지점으로 개방한다. 적어도 하나의 분사 덕트가 바람직하게는 혼합 지점의 및/또는 혼합 덕트의 및/또는 제 1 유입 덕트의 원주방향 구획부를 지나 혼합 지점으로 개방한다.
제 1 유입 덕트 및/또한 제 2 유입 덕트 모두가 각각의 경우에 하나의 밸브를 구비할 수 있으며, 상기 밸브는 압축된 공기 및 환원제의 양을 도우징(dosing)하기 위해 사용된다. 상기 밸브는 본 발명에 따른 장치의 구성요소일 필요가 없다. 밸브는 예를 들면, 또한 본 발명에 따른 장치가 연결될 수 있는 펌프 모듈의 구성요소일 수 있다. 환원제가 전형적으로 3 bar 내지 7 bar의 압력에서 제 1 유입 덕트로 공급된다. 압축된 공기가 3 bar 내지 5 bar의 압력에서 전형적으로 제 2 유입 덕트에 공급된다. 특히, 환원제의 압력은, 장치가 작동하는 동안에, 집중적으로 변동할 수 있다. 작동 동안의 환원제의 평균 압력은 압축된 공기의 평균 압력보다 더 낮다. 제 1 유입 덕트에서의 환원제의 평균 압력은 바람직하게는 3.0 bar와 3.5 bar사이이다. 제 2 유입 덕트에서의 압축된 공기의 평균 압력은 바람직하게는 3.5 bar와 4.0 bar 사이이다.
혼합 지점은 바람직하게는 압축된 공기가 공급되는, 장치를 통한 환원제용 유동 경로의 구역이다. 적어도 하나의 혼합 덕트가 바람직하게는 혼합 지점을 직접적으로 연결하여 형성된다. 환원제용 제 1 유입 덕트와 혼합 덕트가 바람직하게는 서로 직접적으로 합쳐지고, 혼합 지점은 제 1 유입 덕트로부터 혼합 덕트까지의 변이부를 형성하고, 그리고 상기 제 1 유입 덕트와 상기 혼합 덕트가 환원제용 유동 경로를 사전형성한다. 혼합 지점의 정확한 위치가 또는 연속의 유동 경로가 더 이상 제 1 유입 덕트를 의미하는 것이 아닌 혼합 덕트를 의미하게 되는 정확한 위치가 압축된 공기의 공급 위치로 형성될 수 있다. 따라서, 혼합 지점의 위치는 적어도 하나의 분사 덕트의 개방 지점으로 정의될 수 있다. 이와 같이, 제 1 유입 덕트의 및/또는 혼합 덕트의 유동 경로에서의 광폭부는 혼합 지점으로서 정의될 수 있다.
압축된 공기는 적어도 하나의 분사 덕트를 통해 혼합 지점으로 공급된다. 압축된 공기는 압축된 공기용 제 2 유입 덕트를 통해 분사 덕트로 공급된다. 제 2 유입 덕트와 관련하여, 적어도 하나의 분사 덕트가 바람직하게는 적어도 한 부분에서 폭이 좁다. 이는 적어도 하나의 분사 덕트 또는 다수의 분사 덕트가 압축된 공기용 제 2 유입 덕트의 단면적 보다 더 작은 총 단면적을 갖는다는 것을 의미한다. 이런 식으로, 압축된 공기가 적어도 하나의 분사 덕트의 구역에서 가속되고 이에 따라서 가속된 이후에 혼합 지점으로 공급되는 것이 보장될 수 있다. 압축된 공기에 의한 환원제의 특히 미세한 원자화가 이러한 방식으로 달성된다.
제 2 유입 덕트는 바람직하게는 먼저 수집 구역으로 개방되고, 상기 수집 구역으로부터 적어도 하나의 분사 덕트가 분기된다. 분사 덕트가 바람직하게는 원주방향의 구획부를 지나 혼합 지점으로 개방된다. 달리 말하자면 특히 적어도 하나의 분사 덕트가 혼합 지점 주위의 덕트의 가상의 원주면으로 개방된다는 것이다. 환원제의 유동 방향 또는 제 1 유입 덕트의 정렬 및 혼합 덕트의 정렬은 형성된 접선 방향과 관련하여 축선 방향을 형성한다. 이러한 시점으로부터, 제 1 유입 덕트 또는 혼합 덕트는, 혼합 지점의 구역에서, 원주면 및 축선이나 중앙선을 갖는 파이프의 형상을 취한다. 축선 또는 중앙선은 축선 방향을 형성한다. 적어도 하나의 분사 덕트는 이후 파이프의, 혼합 지점의, 혼합 덕트의 또는 제 1 유입 덕트의 원주방향 구획부로 개방된다.
본 발명의 장치는, 압축된-공기 재킷이 혼합 지점의 구역에서 환원제 주위에 형성되는 방식으로, 압축된 공기가 혼합 지점으로 공급된다면, 특히 유리하다. 압축된 공기가 원주방향 구획부 상에서 분사 덕트를 통해 혼합 지점으로 공급된다면, 분사 덕트를 통한 분사 직후에 혼합 지점에서 압축된 공기가 환원제 주위 외측에, 또는 환원제 유동 주위에 사전에 위치된다. 혼합 지점, 제 1 유입 덕트, 혼합 덕트 및/또는 분사 덕트가 현재 바람직하게는, 적어도 상기 상태가 현저하게 유지되도록, 설계되어있다. 환원제는 이로서 바람직하게는 혼합 덕트의 또는 혼합 지점의 중앙 구역에 유지된다. 압축된 공기는 환원제를 적어도 부분적으로 또는 부분으로 둘러싸는 압축된-공기 재킷을 형성한다. 이러한 구성은 예를 들면, 혼합 지점의 중앙 구역 쪽으로 환원제를 가압하는 압축된 공기에 의해 얻어질 수 있고, 그리고 상기 혼합 지점은 상기 환원제와 상기 압축된 공기 사이의 소용돌이 형성이 상기 혼합 지점의 외측 엣지 구역까지 실질적으로 방지되도록 설계된다.
본 발명의 장치는 2개의 분사 덕트가 원주방향 구획부에서 혼합 지점으로 접선방향으로 개방된다면 더욱 유리하며, 가이드 구조체가 상기 분사 덕트 사이에 배치되고, 상기 가이드 구조체는, 혼합 지점으로 진입하는 압축된-공기 유동을, 분사 덕트를 통해 환원제 유동과 관련된 반경 방향으로 편향시키는데 적당하다. 이러한 구성에 의하여, 압축된 공기가 환원제를 혼합 지점의 중앙 구역으로 가압하고, 이에 따라 상기 환원제 주위에 압축된-공기 재킷을 형성하는 구성이 달성될 수 있다. 이런식으로, 중앙 환원제 유동을 갖는 재킷 유동이 발생하고 그리고, 압축된-공기 재킷이 상기 중앙 환원제 유동 주위에 위치된다. 일반적으로, 2개의 분사 덕트를 구비한 본 실시예의 장치가 바람직하다. 그러나 또한 장치에는 상이한 수의 분사 덕트, 예를 들면 하나의 분사 덕트, 3개의 분사 덕트 또는 4개의 분사 덕트가 제공될 수 있다.
혼합 덕트가 제 1 유입 덕트의 축선 방향과 관련하여 45° 내지 85°의 제 1 각도로 형성된다면 특히 또한 유리하다. 상기 제 1 각도는 바람직하게는 혼합 지점의 바로 하류에 위치되거나 또는 상기 혼합 지점의 구역에 계속 위치된다. 환원제 유동은 따라서 압축된-공기 유동과 혼합됨과 동시에 편향된다. 상기 편향은 바람직하게는 적어도 하나의 분사 덕트가 혼합 지점으로 개방되는 접선 방향과 반대로 발생한다. 그러나 더욱이, 제 1 각도에 의해 얻어진 편향은 반경 방향에서 발생하고 이 반경 방향에서 압축된-공기 유동이 혼합 지점에서 가이드 구조체에 의해 편향된다. 이런 식으로, 45° 내지 85°의 제 1 각도 만큼의 환원제의 편향은 압축된 공기에 의해 도움이 될 수 있다. 압축된 공기는 제 1 각도의 방향으로 환원제를 가압한다. 따라서, 혼합 지점과 또는 혼합 덕트와 및/또는 상기 혼합 지점의 벽부와 또는 상기 혼합 덕트의 벽부와의 환원제의 접촉이 방지될 수 있다.
본 발명의 장치는 또한 혼합 덕트가 유출 덕트로부터 만곡된 프로파일을 가진다면 유리하고, 그리고 50° 내지 90°의 제 2 각도가 상기 유출 덕트와 상기 혼합 덕트 사이에 형성된다.
유출 덕트가 제 1 유입 덕트에 대해 평행하게 정렬된다면 또한 유리하다.
따라서, 제 2 각도에 의해 혼합물의 또는 환원제의 한층 더한 편향은 바람직하게는 제 1 각도 이후에 발생한다. 상기 편향은 혼합 덕트에 이어서 또는 상기 혼합 덕트와 유출 덕트 사이에서 발생한다. 혼합 덕트는 바람직하게는 (축선 방향과 관련하여) 만곡된 프로파일을 갖는다. 혼합 지점의 구역에서, 제 1 각도에 의해 사전정해진 곡률은 바람직하게는 혼합 덕트에서 유사한 방식으로 계속된다. 혼합 덕트는 그 전체 길이 내내 5° 내지 10°의 곡률을 갖는 것이 바람직하다. 따라서 제 2 각도는 제 1 각도 보다 약간 더 큰 것이 유리하다. 제 2 각도는 50°와 90° 사이인 것이 바람직하다. 제 1 유입 덕트 및 혼합 덕트는 바람직하게는 S-형상의 구성으로 함께 보여진다. 특히 컴팩트한 디자인의 본 발명의 장치가 이러한 방식으로 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 제 1 유입 덕트 및 제 2 유입 덕트가 서로 평행하게 배치된다면 더욱 유리하다. 제 1 유입 덕트 및 제 2 유입 덕트는 바람직하게는 서로 바로 인접하여 배치된 포트를 구비한다. 따라서, 본 발명의 장치는 압축된 공기를 제공하고, 환원제를 제공하기 위한 장치에 또는 평평한, 즉 평탄한 장착 플레이트에 특히 간단한 방식으로 장착될 수 있다. 압축된 공기 및 환원제를 제공하기 위한 이러한 장치는 예를 들면, 본 발명에 따른 장치용 접촉면을 구비한 펌프 모듈일 수 있다.
본 발명의 장치는 혼합 지점 및 혼합 덕트가 폴리머 재료로 형성된다면 더욱 유리하다. 폴리머 재료로써, 예를 들면, 플라스틱 재료나 또는 고무 재료가 포함된다. 내구성 있는 고-성능 플라스틱이 바람직하게는 이러한 목적을 위해 사용된다. 특히 유리한 플라스틱은 이와 관련하여 PPS (polyphenylene sulphide)이고, 이 PPS는 예를 들면, 상표명 Fortron®으로 판매되고 있다.
플라스틱은 바람직하게는 혼합 덕트에서 직면하게 되는 압력 범위에서 특정 정도의 가요성을 갖는다. 압력 범위는 3 bar와 8 bar 사이이다. 이런 식으로, 혼합 지점의 표면과 혼합 덕트의 표면은 가요성을 갖고 그리고 약간 이동가능하도록 달성될 수 있다. 퇴적이 상기 표면에 형성되는 경우에, 상기 퇴적은 재료 표면의 이동 또는 가요성의 결과로서 경감될 수 있다. 더욱이, 환원제는 화학적으로 크게 활동적이다. 기재된 플라스틱은 특히 환원제와 관련하여 큰 화학적 저항을 갖는다.
본 발명은 또한 혼합물을 형성하기 위해 액체 환원제와 압축된 공기를 혼합하기 위한 방법을 청구하고 있으며, 상기 방법은:
a) 환원제 유동을 생성하는 단계,
b) 재킷 유동이 형성되도록 상기 환원제 유동 주위에서 압축된-공기 재킷을 생성하는 단계,
c) 혼합 덕트로 상기 재킷 유동을 안내하는 단계,
d) 혼합 유동이 형성되도록 상기 혼합 덕트에 있는 환원제 유동과 상기 압축된-공기 재킷을 혼합하는 단계, 및
e) 유출 덕트에 상기 혼합 유동을 제공하는 단계를 적어도 포함한다.
본 발명에 따른 장치와 관련하여 설명된 장점과 특별한 설계상 특징이 본 발명에 따른 방법에 적용될 수 있고 그리고 대체될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 방법과 관련하여 아래에서 강조된 장점 및 실시예에 적용된다. 이들은 본 발명에 따른 장치에 대체될 수 있다.
단계 a) 내지 단계 e)는 환원제의 유동 방향을 따라서 언급된 순서로 실행되는 것이 바람직하다.
단계 a)에 있어서, 환원제 유동은 예를 들면, 제 1 유입 덕트를 통해 제공된 액체 환원제에 의해 발생된다. 단계 b)에 있어서, 압축된-공기 재킷은 이후 원주방향 구획부를 넘어 혼합 지점에서 접선 방향으로 공급되는 압축된 공기에 의해 환원제 유동 주위에서 발생될 수 있다. 압축된 공기는 이후 환원제 주위에 실질적으로 위치된다. 특히 명확한 재킷 유동이 이에 따라 형성된다.
단계 c) 동안에 혼합 덕트로의 재킷 유동이 안내되는 동안에, 압축된-공기 재킷이 실질적으로 침투되지 않는 것이 바람직하므로, 환원제가 재킷 유동의 외측 구역으로 과도한 정도로 통과하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 방법이 행해지는 장치에서의 환원제의 퇴적이 효과적으로 감소되거나 방지될 수도 있다.
단계 d)에서의 환원제 유동과 압축된-공기 재킷의 혼합은 바람직하게는 난류적이기 보다는 층류적으로, 또는 확산에 의해, 적어도 공통의 유동 경로의 한 부분을 지나서 발생한다. 따라서, 환원제가 제어되지 않는 방식으로 재킷 유동의 외측 구역으로 통과하는 것이 방지될 수 있다.
혼합 덕트는 단계 b)가 발생하는 혼합 지점의 바로 하류에서 대략적으로 원형 단면 형상을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 압축된-공기 재킷이 발생되고 유지된 상태에서 재킷 유동을 특히 용이하게 한다. 재킷 유동의 단면은 혼합물 제트가 제공되는 유출 덕트의 방향에서 평탄화되는 것이 바람직하다. 대응하는 상태가 예를 들면, 혼합 덕트의 설계에 의해 달성되고 상기 혼합 덕트에서 상기 혼합 덕트가 혼합 지점 쪽에서 원형으로 설계되고 그리고 유출 덕트 쪽에서의 평탄해진 형상으로 연속으로 합쳐진다.
혼합 덕트의 평탄해짐은 압축된-공기 재킷을 환원제 유동 주위에서 유지하기 어렵게 할지라도, 그러나 상기 혼합 덕트는 환원제 및 압축된 공기의 통과-혼합을 촉진시킨다. 혼합 덕트의 단면의 평탄화는 특히 환원제로의 압축된 공기용 확산 경로가 짧아지게 한다. 압축된 공기 및 환원제의 실질적인 통과-혼합이 사전에 발생된다는 점에서, 평탄해진 구역에 있어서 압축된-공기 재킷을 통과하는 환원제의 증가된 위험이 유출 덕트의 부근에서 감소된다. 농축된 환원제가, 더 정확하게 말하자면 단지 압축된 공기와 사전에 부분적으로 통과 혼합되는 환원제가 더 이상 존재하지 않는다. 따라서 농축된 환원제가 상기 구역에서 압축된-공기 재킷을 더 이상 통과할 수 없다.
단계 e)에서의 혼합 유동이 혼합물을 분사 장치로 안내하기 위한 라인이 연결될 수 있는 포트를 통해 발생하여 제공되는 것이 바람직하다. 분사 장치는 혼합물을 배기-가스 처리 장치로 공급하도록 설계되는 것이 바람직하다.
압축된-공기 재킷을 환원제 유동 주위에서 형성함으로써, 다른 점에서, 환원제가 장치상에서 특히 혼합 지점 및/또는 혼합 덕트 상에서 가질 수 있는 부식 충격이 감소된다. 환원제 유동의 유동 방향은 압축된-공기 재킷에 의하여 혼합 덕트 및/또는 혼합 지점의 벽부에 적어도 부분적으로 평행하게 정렬된다. 예를 들면, (고체) 요소 및/또는 암모니아 전구체를 포함하는 환원제 유동에서의 결정질의 배출이 환원제 유동에 존재할 수 있다. 이들 (고체) 배출이 고 속도로 그리고 이에 따라 고 운동 에너지로 혼합 지점 및/또는 혼합 덕트의 벽부에 대해 타격하는 경우에, 상기 벽부의 부식이 발생한다. 벽부에 다른 유동의 적어도 부분적으로 평행한 정렬에 의하여, 특히 벽부에 수직한 배출 속도의 성분이 상당하게 감소되기 때문에, 상기 벽부에 대한 고 운동 에너지를 갖는 배출 타격이 감소되거나 효율적으로 방지될 수 있다.
압축된-공기 재킷은 또한 장치상에서 그리고 특히 혼합 지점 및/또는 혼합 덕트 상에서의 화학적인 영향을 감소시킨다. 압축된-공기 재킷은 혼합 지점의 및/또는 혼합 덕트의 벽부를 환원제 유동과 적어도 부분적으로 단열시킨다. 부가적으로, 환원제 유동은 이후 벽부에 화학적으로 작용할 수 없다.
환원제 유동에서의 환원제의 양에 대한 압축된 공기 유동에서의 압축된 공기의 양의 비만큼, 혼합 유동에서의 환원제의 최대 농도가 조정될 수 있다. 이러한 최대 농도는 혼합 유동에서의 결정질의 배출 형성이 광범위하게 피해지는 방식으로 조정될 수 있다.
압력 공기 유동에 의하여, 환원제는, 즉 개별적으로 환원제 유동은 혼합 지점 외측 및/또는 혼합 덕트의 외측으로 이송된다. 혼합물의 제공 종료의 경우에, 특히 처음에 환원제 유동을 그리고 인접하여 (시간-지연된) 압력 공기 유동을 비활성화시킬 수 있다. 이러한 진행하는 압력에 의하여 공기 유동이 장치로부터, 특히 혼합 지점 및 혼합 덕트로부터, 완전하게 환원제 유동을 실행한다는 것이 달성될 수 있다.
본 발명의 방법은 재킷 제트가 단계 c) 이전에, 45° 내지 85°의 각도만큼 편향된다면 또한 유리하다. 재킷 유동이 특히 발생된 직후의 편향에 의해 특히 안정적이게 되고, 그리고 재킷 유동에서의 난류가 특히 효과적으로 제거될 수 있다고 알려졌다.
본 발명의 방법은, 단계 d)에서, 압축된-공기 재킷이 환원제 유동에 공급되어, 상기 환원제 유동이 바람직하게는 혼합 유동으로 연속으로 변환된다면 더욱 유리하며, 이 경우 상기 혼합 유동은 변환 동안에 팽창되고 상기 압축된-공기 재킷이 격감되고, 상기 압축된-공기 재킷이 적어도 90 % 격감될 때, 상기 혼합 유동은 먼저 상기 혼합 덕트와 접촉하게 된다.
압축된-공기 재킷이 소모되는 동안에, 상기 압축된-공기 재킷은 환원제 유동에 공급되거나 또는 혼합 유동에 공급된다. 혼합 유동으로의 압축된 공기의 공급이나 또는 압축된-공기 재킷의 소모는 바람직하게는 실질적으로 층류 유동에 의하여, 또는 확산에 의하여 발생한다. 압축된 공기 및 환원제의 층류 유동의 존재는 레이놀드 수의, 환원제 유동의, 또는 압축된-공기 유동 및 혼합 유동의 적당한 선택에 의해 얻어질 수 있다. 레이놀드 수는 이 결과 혼합 챔버의 설계에 의해 영향을 받을 수 있다.
압축된-공기 재킷이 적어도 90 % 격감될 때, 그리고 이에 따라서 특히 환원제 유동 또는 혼합 유동이 압축된-공기 재킷과 적어도 90 % 통과 혼합될 때, 환원제 제트가 먼저 혼합 덕트 및/또는 상기 혼합 덕트의 벽부와 접촉하게 된다는 사실은 환원제의 퇴적이 상기 혼합 덕트에서나 또는 특히 또한 혼합 지점에서 형성되지 않는다는 것을 의미한다.
본 발명은 또한 자동차를 청구하고 있으며, 상기 자동차는 내연기관과, 상기 내연기관의 배기 가스의 정화를 위한 배기-가스 처리 장치와, 환원제 공급원 및 압축된-공기 공급원과, 그리고 환원제와 압축된 공기의 혼합물을 만들기 위한 본 발명에 따른 장치를 구비하며, 상기 혼합물은 배기-가스 처리 장치에 공급될 수 있다. 자동차의 장치는 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 또한 특히 적당하다.
본 발명 및 기술 분야는 도면을 기초로 아래에서 더욱 상세하게 설명되어 있다. 도면은 특히 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 나타내고 있으며, 본 발명이 상기 실시예 만으로 한정되지 않는다. 특히, 도면 및 특히, 도시된 부분이 개략적으로 나타내어져 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 장치의 제 2 구성요소의 위로부터 본 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 장치의 제 1 구성요소의 아래로부터 본 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 장치의 제 1 구성요소의 위로부터 본 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 장치의 제 2 구성요소의 아래로부터 본 도면이고,
도 6은 재킷 유동을 나타낸 도면이고,
도 7은 도 6에 따른 한 도면이며,
도 8은 본 발명에 따른 장치를 구비한 자동차의 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치(1)의 한 부분의 단면도이다. 본 발명에 따른 장치(1)는 하측 제 1 구성요소(23) 및 상측 제 2 구성요소(24)를 포함하고, 상기 구성요소는 함께 베이스 플레이트(27) 상에 장착될 수 있다. 베이스 플레이트(27)는 예를 들면 환원제를 이송하도록 및/또는 공기를 이송하도록 사용되는 펌프 모듈의 구성요소일 수 있다. 공기는 제 1 유입 덕트(2)를 통해 장치(1)로 통과한다. 환원제는 제 2 유입 덕트(3)를 통해 장치(1)로 통과한다. 환원제의 공급은 제 1 유입 덕트(2)에 있는 제 1 밸브(21)에 의해 조정될 수 있다. 공기의 공급은 제 2 유입 덕트(3)에 있는 제 2 밸브(22)에 의해 조정될 수 있다. 제 1 유입 덕트(2)는 장치(1)에서 혼합 지점(4)으로 개방된다. 혼합 덕트(5)는 혼합 지점(4)으로부터 분기된다. 혼합 덕트(5)는 어느 정도까지, 제 1 유입 덕트(2)의 연속부이다. 45° 내지 85°의 제 1 각도(10)가 제 1 유입 덕트(2)와 혼합 덕트(5) 사이에 형성된다. 혼합 덕트(5)는 곡률(32)을 갖는다. 곡률은 혼합 덕트(5)의 전체 길이 내내 5°와 10° 사이인 것이 바람직하다. 혼합 덕트(5)는 유출 덕트(12)로 개방된다. 제 2 각도(11)가 혼합 덕트(5)와 유출 덕트(12) 사이에 형성된다. 제 2 유입 덕트(3)는 초기에 수집 구역(33)으로 개방된다. (도 1에 도시되지 않은) 분사 덕트는 수집 구역(33)으로부터 분기되고 그리고 혼합 지점(4)으로 접선방향으로 개방된다. 도 1에는 또한 혼합 지점(4)으로 뻗어있는 가이드 구조체(18)가 도시되어 있다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 장치의 제 1 구성요소(23) 및 제 2 구성요소(24)를 상세하게 나타내고 있으며, 실시예와 관련하여 설명되어 있다. 도 3 및 도 4는 각각의 경우에 제 1 구성요소(23)를 나타내고 있는 반면에, 도 2 및 도 5는 제 2 구성요소(24)를 나타내고 있다. 도 2 및 도 4에 있어서, 제 1 구성요소(23) 및 제 2 구성요소(24)는 각각의 경우에 위쪽에서 본 도면으로 도시되어 있다. 도 3 및 도 5는 각각의 경우에 제 1 구성요소(23) 및 제 2 구성요소(24)의 아래쪽에서 본 도면이다.
도 3은 압축된 공기용 제 2 유입 덕트가 개방된 수집 구역(33)을 나타낸 도면이다. 또한 상기 도면에서 환원제용 제 1 유입 덕트가 개방되는 혼합 지점(4)이 도시되어 있다. 축선 방향(25)에서 혼합 지점(4)으로 개방되는 환원제 유동(9)이 화살표로 나타나 있다. 도 3에 보여지는 바와 같은 시작부로서, 혼합 덕트(5)가 혼합 지점(4)으로부터 나아가 뻗어있다. 연속의 혼합 덕트(5)가 도 4에 도시되어 있고, 상기 도 4는 위에서 본 도 3의 제 1 구성요소(23)를 나타낸 도면이다.
압축된 공기는 수집 구역(33)을 벗어나 2개의 분사 덕트(7)를 통해 혼합 지점(4)으로 통과한다. 여기서, 압축된 공기는 접선 방향(19)에서 분사 덕트(7)를 통해 혼합 지점(4)으로 압축된-공기 유동(8)처럼 유동한다. 혼합 지점(4)의 원주방향 구획부는 도 3에 도시되어 있지 않다. 원주방향 구획부는 이러한 경우에 예를 들면, 혼합 지점(4) 주위의 가상의 실린더의 구획부이다. 혼합 지점(4)에 있어서, 제 1 구성요소(23)는 가이드 구조체(18)를 구비한다. 가이드 구조체(18)에 의하여, 압축된-공기 유동(8)은 반경 방향(20)으로 편향된다. 이런 식으로, 압축된-공기 유동(8)은 혼합 덕트(5)로의 환원제 유동(9)의 편향에 도움이 된다.
제 1 구성요소(23)는 평탄한 제 1 접촉면(28)을 구비하고, 상기 제 1 접촉면에 의하여 상기 제 1 구성요소가 도 1에 도시된 베이스 플레이트 상에 장착될 수 있다. 베이스 플레이트가 도 1에 도시되어 있다. 베이스 플레이트는 바람직하게는 압축된 공기 및 환원제용 포트를 갖는 평탄한 접촉면을 구비하고, 상기 포트는 제 1 유입 덕트 및 제 2 유입 덕트를 형성하거나 또는 상기 제 1 유입 덕트와 및/또는 상기 제 2 유입 덕트와 짝맞춰진다. 상기 제 1 접촉면(28)은 상기 평탄한 접촉면에 대해 배치될 수 있다. 더욱이, 제 1 구성요소(23)는 도 4에 도시된 제 2 접촉면(29)을 구비하고, 상기 제 2 접촉면에 대하여 제 2 구성요소(24)는 제 3 접촉면(30)에 의해 장착될 수 있다. 제 2 구성요소(24)의 제 3 접촉면(30)은 도 5에서 보여진다. 도 2 및 도 5는 또한 혼합 덕트(5)가 어떻게 도 3에 도시된 혼합 지점(4)으로부터 계속 나아가고 환원제와 공기의 혼합물이 제공되는 유출 덕트(12)로 개방하는지를 나타내고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 방법에 따른 또는 본 발명에 따른 장치에 따른 혼합물의 제공을 나타낸 개략적인 다이어그램이다. 환원제 유동(9)이 방법 단계 a)에서 어떻게 발생되는 지가 나타나 있다. 또한 방법 단계 b)에 따라, 환원제 유동(9) 주위의 압축된-공기 재킷(6)이 어떻게 발생되어, 재킷 유동(34)이 형성되는지가 나타나 있다. 이를 위하여, 압축된-공기 유동(8)이 접선방향으로 공급된다. 재킷 유동(34)이 단계 c)에서, 상기 도면에 도시되지 않은 혼합 덕트(5)로 공급된다. 혼합 덕트(5)에 있어서, 방법 단계 d)로, 재킷 유동(34)의 환원제 유동(9) 및 압축된-공기 재킷(6)이 서로 혼합된다. 이를 위하여, 압축된-공기 재킷(6)으로부터의 압축된 공기가 환원제 유동(9)으로 공급되어, 환원제 유동(9)이 혼합 유동(26)으로 연속으로 또는 증가하도록 변환된다. 이러한 구성은 압축된 공기가 환원제 유동(9)으로 어떻게 안내되는지를 나타내고 있는 화살표에 의해 나타나 있다. 여기서, 압축된-공기 재킷(6)은 항상 얇게 되는 반면에, 혼합 유동(26)은 항상 두껍게 된다.
단계 b)와 단계 c)나 단계 d) 사이에, 재킷 유동(34)이 제 1 각도(10) 만큼 편향된다. 단계 d)와 단계 e) 사이에, 혼합 유동(26)은 제 2 각도(11) 만큼 편향된다. 필요하다면, 단계 d)는 또한 유동의 약간의 편향에 의해 달성될 수 있으며, 상기 편향은 혼합 덕트의 곡률에 의해 사전정해진다.
도 7은 도 6에서의 A-A 부분으로 표시된 부분에서의 혼합 지점(4)의 단면도이다. 압축된-공기 유동(8)이 혼합 지점(4)의 원주방향 구획부(31)를 넘어 접선 방향(19)으로 어떻게 공급되는지가 나타나 있다. 또한 혼합 지점(4)에 집중적으로 배치된 환원제 유동(9)이 도시되어 있다. 압축된-공기 유동은 가이드 구조체(18)에 의해 환원제 유동(9)과 관련하여 반경 방향(20)으로 편향된다. 압축된 공기는 환원제 유동(9) 주위의 압축된-공기 재킷(6)을 형성한다.
도 8은 내연기관의 배기 가스의 정화를 위한 내연기관(14) 및 배기-가스 처리 장치(15)를 구비한 자동차(13)를 도시한 도면이다. 자동차(13)는 또한 환원제 공급원(16) 및 압축된-공기 공급원(17)을 구비한다. 압축된-공기 공급원(17)으로부터의 압축된 공기 및 환원제 공급원(16)으로부터의 환원제가 본 발명에 따른 장치(1)에서 혼합되고 그리고 배기-가스 처리 장치(15)로 공급된다. 환원제 공급원(16)은 예를 들면, 환원제용 이송 장치 및 탱크일 수 있다. 압축된-공기 공급원(17)은 예를 들면, 작은 압축기와 같은, 환원제를 공급하기 위해 특별히 제공된 압축된-공기 공급원에 의해 실현될 수 있다. 또한, 예를 들면, 내연기관(14)의 터보차져에 의해 발생된 압축된 공기가 대안적으로 압축된-공기 공급원(17)으로 사용될 수 있다. 자동차(13)의 브레이크 시스템에서의 압축된 공기가 또한 압축된-공기 공급원(17)으로 사용될 수 있다.
1 장치 2 제 1 유입 덕트
3 제 2 유입 덕트 4 혼합 지점
5 혼합 덕트 6 압축된-공기 재킷
7 분사 덕트 8 압축된-공기 유동
9 환원제 유동 10 제 1 각도
11 제 2 각도 12 유출 덕트
13 자동차 14 내연기관
15 배기-가스 처리 장치 16 환원제 공급원
17 압축된-공기 공급원 18 가이드 구조체
19 접선 방향 20 반경 방향
21 제 1 밸브 22 제 2 밸브
23 제 1 구성요소 24 제 2 구성요소
25 축선 방향 26 혼합 유동
27 베이스 플레이트 28 제 1 접촉면
29 제 2 접촉면 30 제 3 접촉면
31 원주방향 구획부 32 곡률
33 수집 구역 34 재킷 유동

Claims (12)

  1. 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1)로서, 환원제용 제 1 유입 덕트(2) 및 압축된 공기용 제 2 유입 덕트(3)를 구비하고, 혼합물용 유출 덕트(12)를 구비하고 압축된 공기와 환원제가 합쳐지는 혼합 지점(4)을 가지며, 상기 혼합 지점(4)과 연결되고 상기 혼합 지점(4) 및 상기 유출 덕트(12)와 연결되는 혼합 덕트(5)를 구비하고, 여기서 상기 제 1 유입 덕트(2)는 축선 방향(25)에서 상기 혼합 지점으로 개방되고, 상기 제 2 유입 덕트(3)는 적어도 두 개의 분사 덕트(7)를 통해 상기 혼합 지점(4)과 연결되며, 상기 적어도 두 개의 분사 덕트(7)는 원주방향 구획부(31)에서 접선 방향(19)으로 상기 혼합 지점(4)으로 개방되고, 상기 적어도 두 개의 분사 덕트(7) 사이에 가이드 구조체(18)가 배치되고, 상기 가이드 구조체는 환원제 유동(9)과 관련하여 반경 방향(20)에서 상기 분사 덕트(7)를 통해 상기 혼합 지점(4)으로 진입하는 압축된-공기 유동(8)을 편향시키는, 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축된 공기는, 압축된-공기 재킷(6)이 상기 혼합 지점(4)의 구역에서 상기 환원제 주위에 형성되는 방식으로, 상기 혼합 지점(4)에 공급되는, 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1).
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 혼합 덕트(5)는 상기 제 1 유입 덕트(2)의 상기 축선 방향(25)과 관련하여 45° 내지 85°의 제 1 각도(10)를 갖는, 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1).
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 유출 덕트(12)는 상기 제 1 유입 덕트(2)와 평행하게 경사져 있는, 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1).
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제 1 유입 덕트(2) 및 상기 제 2 유입 덕트(3)는 서로 평행하게 배치되는, 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1).
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 혼합 지점(4) 및 상기 혼합 덕트(5)는 폴리머 재료로 형성되는, 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1).
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 혼합 덕트(5)는 상기 유출 덕트(12)로부터 멀리 만곡된 프로파일을 갖고, 그리고 50° 내지 90°의 제 2 각도(11)는 상기 유출 덕트(12)와 상기 혼합 덕트(5) 사이에 형성되는, 압축된 공기와 액체 환원제의 혼합물을 제공하기 위한 장치(1).
  9. 혼합물을 형성하도록 액체 환원제와 압축된 공기를 혼합하기 위한 방법으로서,
    a) 환원제 유동(9)을 생성하는 단계,
    b) 원주방향 구획부(31)에서 혼합 지점(4)으로 적어도 두 개의 분사 덕트(7)를 통해 압축된-공기 재킷(6)을 접선 방향으로 유도함으로써, 그리고 상기 적어도 두 개의 분사 덕트(7) 사이의 가이드 구조체(18)를 사용하여 상기 환원제 유동(9)과 관련하여 반경 방향(20)으로 혼합 지점(4)에 진입하는 압축된-공기 재킷(6)을 편향시킴으로써, 재킷 유동(34)이 형성되도록 상기 환원제 유동(9) 주위에 압축된-공기 재킷(6)을 생성하는 단계,
    c) 상기 재킷 유동(34)을 혼합 덕트(5)로 안내하는 단계,
    d) 혼합 유동(26)이 형성되도록 상기 혼합 덕트(5)에서 상기 압축된-공기 재킷(6)과 상기 환원제 유동(9)을 혼합하는 단계, 및
    e) 상기 혼합 유동(26)을 유출 덕트(12)에 제공하는 단계를 적어도 포함하는, 혼합물을 형성하도록 액체 환원제와 압축된 공기를 혼합하기 위한 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 재킷 유동(34)은 단계 c) 이전에, 45° 내지 85°의 제 1 각도(10) 만큼 편향되는, 혼합물을 형성하도록 액체 환원제와 압축된 공기를 혼합하기 위한 방법.
  11. 청구항 9 또는 10에 있어서,
    단계 d)에서, 상기 압축된-공기 재킷(6)은, 상기 환원제 유동(9)이 혼합 유동(26)으로 변환되도록, 상기 환원제 유동(9)으로 공급되고, 상기 혼합 유동(26)은 변환 동안에 펼쳐지고 그리고 상기 압축된-공기 재킷(6)은 격감되며, 그리고 상기 혼합 유동(26)은, 상기 압축된-공기 재킷(6)이 적어도 90 퍼센트 격감되어 버릴 때, 상기 혼합 덕트(5)와 먼저 접촉하게 되는, 혼합물을 형성하도록 액체 환원제와 압축된 공기를 혼합하기 위한 방법.
  12. 자동차(13)로서,
    내연기관(14)과, 상기 내연기관(14)의 배기 가스의 정화를 위한 배기-가스 처리 장치(15)와, 환원제 공급원(16) 및 압축된-공기 공급원(17)과, 그리고 환원제와 압축된 공기의 혼합물을 만드는 청구항 1 또는 2에 따른 장치(1)를 구비하고, 상기 혼합물은 상기 배기-가스 처리 장치(15)에 공급될 수 있는 자동차.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9341295B2 (en) * 2013-03-27 2016-05-17 Cummins Emission Solutions, Inc. Fluid connectors for reductant systems
JP6076841B2 (ja) * 2013-06-05 2017-02-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US9926822B2 (en) * 2013-08-16 2018-03-27 Cummins Emission Solutions, Inc. Air curtain for urea mixing chamber
US9845722B2 (en) * 2014-09-29 2017-12-19 Electro-Motive Diesel, Inc. Engine system for emissions compliance
DE102015114723A1 (de) 2015-09-03 2017-03-09 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
CN107435576B (zh) * 2016-05-27 2021-06-01 罗伯特·博世有限公司 集成的尾气后处理系统
CN107456882B (zh) * 2017-09-14 2021-01-08 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种尿素溶液计量泵气液混合装置
JP2019143495A (ja) * 2018-02-16 2019-08-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 脱硝装置及びこれを備えた排熱回収ボイラ、ガスタービン複合発電プラント並びに脱硝方法
KR102163356B1 (ko) * 2019-05-23 2020-10-08 주식회사 더블유원 환원제 공급장치 및 그 제어방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3118000B2 (ja) 1995-05-19 2000-12-18 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 排気ガス浄化装置用予混合室
DE19963394A1 (de) 1999-12-28 2001-07-05 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Aerosolbildung und Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1660592B2 (de) * 1967-12-09 1975-01-23 Plutte, Koecke & Co, 5600 Wuppertal Blasstrahldüse zum Fördern und/oder Behandeln textiler Fadengebilde
DE4230056A1 (de) 1992-09-08 1994-03-10 Man Nutzfahrzeuge Ag Zerstäubereinrichtung
DE4441261A1 (de) 1994-11-19 1996-05-23 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zum Nachbehandeln von Abgasen einer Brennkraftmaschine
US5943858A (en) * 1995-05-19 1999-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Premixing chamber for an exhaust gas purification system
DE19961947A1 (de) * 1999-12-22 2001-06-28 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Reduktionsmittel-Luftgemisches
US8371113B2 (en) * 2005-04-13 2013-02-12 Grundfos Nonox A/S Mixing device for mixing urea and air
DE102006037123A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-14 Purem Abgassysteme Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Zumessen eines Reduktionsmittels in eine Abgasleitung
CN201826931U (zh) * 2010-07-21 2011-05-11 苏州派格力减排系统有限公司 尿素溶液计量喷射系统中的气液搅拌混合装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3118000B2 (ja) 1995-05-19 2000-12-18 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 排気ガス浄化装置用予混合室
DE19963394A1 (de) 1999-12-28 2001-07-05 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Aerosolbildung und Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen

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