KR101631395B1 - 배기 처리제용 도우징 유닛을 구비한 배기 처리 장치 - Google Patents

배기 처리제용 도우징 유닛을 구비한 배기 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101631395B1
KR101631395B1 KR1020147018120A KR20147018120A KR101631395B1 KR 101631395 B1 KR101631395 B1 KR 101631395B1 KR 1020147018120 A KR1020147018120 A KR 1020147018120A KR 20147018120 A KR20147018120 A KR 20147018120A KR 101631395 B1 KR101631395 B1 KR 101631395B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust
dosing unit
exhaust gas
exhaust line
cooling jacket
Prior art date
Application number
KR1020147018120A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140105509A (ko
Inventor
잔 호드그손
스벤 쉐페르스
Original Assignee
콘티넨탈 에미텍 페어발퉁스 게엠베하
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 에미텍 페어발퉁스 게엠베하 filed Critical 콘티넨탈 에미텍 페어발퉁스 게엠베하
Publication of KR20140105509A publication Critical patent/KR20140105509A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101631395B1 publication Critical patent/KR101631395B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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 ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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 ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2046Periodically cooling catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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 ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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 constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/36Arrangements for supply of additional fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/11Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

본 발명은 배기 라인(2)을 통해 유동하는 내연기관(4)의 배기 가스(3) 처리를 위한 장치(1)에 관한 것이며, 상기 장치는 배기가스 후처리제(8)를 상기 배기 라인(2)에 첨가하도록 구성된 적어도 하나의 도우징 유닛(5)을 포함하고, 상기 도우징 유닛(5)은 냉각 외피부(9)에 의해 포위되고, 상기 냉각 외피부에 의해 상기 도우징 유닛(5)은 상기 배기 파이프(7)의 상기 개구(6)에 고정되고, 상기 냉각 외피부(9)는 챔버(10)에 의해 적어도 부분적으로 포위되고, 상기 챔버는 상기 냉각 외피부(9), 상기 배기 파이프(7), 및 커버 플레이트(11)에 의해 적어도 경계가 형성되고, 상기 커버 플레이트(11)는 상기 배기 파이프(7)와 연결되고 그리고 갭(12) 만큼 상기 냉각 외피부(9)로부터 또는 도우징 유닛(5)으로부터 이격된다.

Description

배기 처리제용 도우징 유닛을 구비한 배기 처리 장치{Device for exhaust treatment having a dosing unit for an exhaust treatment agent}
본 발명은 배기 라인을 통해 유동하는 배기 가스의 후처리를 위한, 내연기관의 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 배기가스 후처리제를 상기 배기 라인으로 계량하기 위한 도우징 유닛을 구비한다.
(이동가능한) 내연기관의 배기 가스의 정화를 위한 배기가스 후처리 장치와 관련하여, 배기가스 처리 장치의 사용이 더욱 증가되고 있고 상기 배기가스 처리 장치에서 내연기관의 배기 가스가 배기 가스에 공급된 배기가스 후처리제의 도움에 의해 정화된다. 이동가능한 내연기관은 예를 들면 자동차를 구동시키기 위해 사용된다.
특히, 선택 촉매 환원(SCR : selective catalytic reduction) 방법이 알려져 있으며, 상기 선택 촉매 환원 방법에서 내연기관의 배기 가스의 질소 산화물 화합물이 정화된다. 이 경우, 질소 산화물 화합물을 환원시키는 배기가스 후처리제가 배기 가스에 공급된다. 이러한 타입의 배기가스 후처리제는 예를 들면 암모니아이다. 암모니아는 통상적으로 자동차에 직접적으로 저장되지 않는 대신에 환원제 전구체라 할 수 있는 (액체 또는 고체) 전구체 매체의 형태로 저장된다. 상기 환원제 전구체는 제공되어 설치된(dedicated) 반응기에서나 또는 배기가스 후처리 장치에서 이어서 변환되어, 암모니아, 실제 환원제를 형성한다. 이러한 환원제 전구체는 예를 들면 상표명 AdBlue®로 판매되고 있는 요소-수용액이다. 이러한 환원제 전구체 용액은 건강에 해를 끼치지 않으므로 아무 문제없이 저장될 수 있다. 특히, 본 발명에서 언급된 환원제 및 환원제 전구체는 이후 "배기가스 후처리제(exhaust-gas aftertreatment agent)"라는 표현에 의하여 포괄적인 의미로 사용된다.
배기가스 후처리제는 도우징 유닛에 의해 배기 라인에 공급되고, 이 경우 상기 배기가스 후처리제는 액상의 또는 가스상의 형태로 공급되고 또한 캐리어 가스와 혼합된다. 도우징 유닛은 수동적으로 및/또는 능동적으로 기동될 수 있다. 도우징 유닛은 밸브, 인젝터, 도우징 펌프 등을 포함할 수 있다.
배기 라인을 통해 유동하는 배기 가스는 매우 높은 온도에 도달할 수 있고, 이에 따라 도우징 유닛과 또한 배기가스 후처리제에 대해 내구성 및 안정성과 관련하여 많은 요구가 있다. 상기 매우 높은 온도에 대해 도우징 유닛을 보호하기 위하여, 상기 도우징 유닛을 (능동적으로) 냉각하기 위한 수단이 예를 들면, 물-타입 냉각 기기의 형태로 제공될 수 있다. 더욱이 배기 라인에서의 난류 때문에, 공급된 배기가스 후처리제가 (단속적으로) 냉각된, 달리 말하자면 비교적 차가운 도우징 유닛의 표면에 침전하는 상황이 발생할 수 있다. (예를 들면, 70 ℃ 내지 100 ℃ 범위에서 온도가 약간 증가하는 경우에) 도우징 유닛을 통한 배기가스 후처리제에 대한 유동 조건에 영향을 미치게 하고 그리고 단지 어렵게 제거될 수 있는 퇴적물이 형성되는 상황이 발생할 수 있다. 더욱이, 도우징 유닛은 퇴적물에 의해 연속적으로 차단될 수 있다. 더욱이, 도우징 유닛의 냉각 기기와 배기가스-안내 배기 라인 사이의 고 온도 구배 때문에, (예를 들면, 배기 라인의) 재료 피로가 상기 도우징 유닛과 상기 배기 라인의 연결부의 구역에서 특히 발생할 수 있다.
이를 시발점으로 하여, 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 강조된 기술적 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 것이다. 특히, 본 발명은 특히 비용절감적이고, 기술적으로 간단하고 효과적인 장치를 제안하고 있으며, 상기 장치에 의해 배기 라인과 도우징 유닛 사이의 연결부의 온도 부하가 감소될 수 있고, 및/또는 배기가스 후처리제의 퇴적물이 상기 도우징 유닛의 구역에 형성되는 것이 방지될 수 있다.
상기 목적은 본원발명의 청구항 1의 특징에 따른 장치에 의해 달성된다. 상기 장치의 더욱 유리한 실시예가 종속 청구항에서 특정된다. 특허 청구범위에서 개별적으로 특정된 특징은 임의의 요구되는 과학기술적으로 의미있는 방식으로 서로 합쳐질 수 있고 그리고 본 발명의 다른 실시예가 특정된 상태에서 상세한 설명으로부터의 예시적인 사실에 의해 보충될 수 있다.
따라서, 배기 라인을 통해 유동하는 배기 가스의 후처리를 위한, 내연기관의 장치가 제안된다. 상기 내연기관의 장치는 배기 라인의 배기 파이프의 개구에 배치되고 그리고 배기가스 후처리제를 배기 라인으로 계량하도록 설계된 도우징 유닛을 구비한다. 도우징 유닛은 냉각 재킷(cooling jacket)에 의해 둘러싸이고, 상기 냉각 재킷에 의해 상기 도우징 유닛이 배기 파이프의 개구에 고정된다. 냉각 재킷은 공간에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고 상기 공간은 적어도 냉각 재킷에 의해, 배기 파이프에 의해 그리고 커버링 플레이트(covering plate)에 의해 경계가 형성된다. 커버링 플레이트는 배기 파이프에 연결되고, 그리고 도우징 유닛으로부터 또는 냉각 재킷으로부터 갭 만큼 이격된다.
도우징 유닛은 특히 라인의 한 부분을 포함하고, 상기 라인을 통해 배기가스 후처리제가 탱크로부터 배기 가스의 처리를 위한 배기 라인으로 운송될 수 있다. 도우징 유닛은 배기 라인의 방향에서, 도우징 개구를 구비하고 그리고 배기가스 후처리제가 상기 도우징 유닛으로부터 나온다. 도우징 유닛은 (조정가능한 또는 목표한 바와 같이 기동가능한) 인젝터의 방식으로 특히 설계된다. 도우징 유닛은 특히 매우 바람직하게 액체 배기가스 후처리제의 계량을 위해 설계되고 설정된다. 이 경우, 배기가스 후처리제가 액체 형태로 (시각적으로) 완전하게 도우징 개구에 분배되는 것이 바람직하다. 계량은 또한 필요하다면 캐리어 가스(예를 들면, 가압된 공기)가 본 출원에 필수구성이 아닐지라도, 상기 캐리어 가스의 도움에 의해 실행될 수 있다.
도우징 유닛은 냉각 재킷에 의해 둘러싸이고, 이 경우 상기 냉각 재킷은 특히 상기 도우징 유닛의 외측 벽부에 의해 그리고 외측에 대해 더욱 제공된 둘러싸는 냉각 재킷 벽부에 의해 형성되어, 냉각 매체가 상기 냉각 재킷을 통해 유동할 수 있다. 냉각 재킷 벽부는 특히 연결부를 통해 도우징 유닛과 연결되어, 상기 도우징 유닛이 상기 냉각 재킷 벽부에 의하여 배기 파이프의 개구에 고정될 수 있다. 상기 고정은 용접으로 만들어진 연결부에 의해 특히 실행된다. 그러나, 도우징 유닛이 또한 나사부 형태의 연결부에 의하여 배기 파이프의 개구와 연결될 수 있다.
냉각 재킷 벽부와 배기 파이프 사이의 연결부는 통상적으로 (냉각 재킷에서의 냉각 매체와 배기 라인에서의 고온의 배기 가스 사이에서) 고 온도 구배의 영향을 받게 되어, 특히 상기 냉각 재킷 벽부의 및/또는 상기 배기 파이프의, 연결부의 큰 재료 부하가 상기 구역에서 발생할 수 있다. 특히, 상기 연결부는 커버링 플레이트에 의하여 배기 라인과 분리된다. 커버링 플레이트는 특히 배기 파이프로부터 도우징 유닛까지 뻗어있다. 커버링 플레이트는 배기 파이프의 부분 섹션, 특히 개구를 둘러싸는 포위 섹션을 커버한다. 따라서, 개구에 가까운 고온의 배기 가스와 배기 파이프 사이에서 도우징 유닛과의 과도한 접촉이 방지되는 경우가 있다. 특히, 커버링 플레이트는 (단지) (협폭의) 갭을 통해 배기가스-안내 배기 라인과 연결되는 공간을 형성하도록 사용된다. 공간은, 상기 공간에 존재하는 가스가 단지 불량한 열 전도체이기 때문에, 온도 배리어(barrier)의 형태를 이룬다.
갭은 커버링 플레이트와 냉각 재킷 사이에 또는 상기 커버링 플레이트와 도우징 유닛 사이에 형성된다. 특히, 갭은 배기 가스가 (제한된 정도로) 침투가능하도록 설계된다. 갭은, 적어도 잔잔한 유동을 갖는 구역이 형성된 공간에 이에 따라 형성되도록, 좁게 설계되는 것이 바람직하다. 이와 같이 공간의 볼륨이 배기 라인으로부터의 배기 가스에 의해 소제되지 않거나 또는 상기 공간의 볼륨을 통해 연속적으로 유동하지 않게 달성된다. 공간에 존재하는 "포위된(enclosed)" 배기가스나 또는 공기 양은 결론적으로 배기 라인을 통해 유동하는 배기 가스의 높은 온도에 확실하게 존재하지 않는다. 특히, 공간에 의해 포위된 볼륨은 열 전도에 의해 주로 가열된다. 공간은 바람직하게 갭을 통해 배기 라인에서 유동하는 배기 가스로의 유동에 의해 연결된다. 따라서 특히, 갭은 배기 가스가 통과해 유동할 수 있고, 그리고 예를 들면 시일에 의해 폐쇄되지 않는 갭이다. 공간과 배기 라인 사이에서 배기 가스가 비교적 적게 교환된다. 공간은 열 단열기를 형성하도록 사용되어, 첫째로, 냉각 재킷은 배기 라인에서 유동하는 배기 가스와 적어도 부분적으로 분리되고, 그리고 둘째로, 상기 냉각 재킷과 배기 파이프 사이의 연결부는 배기 라인에 있는 배기 가스에 노출되지 않는다. 내연기관의 작동 동안에, 공간의 온도는 일반적으로 배기 라인에서 유동하는 배기 가스의 온도와 냉각 재킷의 냉각 매체의 온도 사이일 것이다. 이 결과, 도우징 유닛 부근의 온도 구배가 평균적으로 감소된다. 따라서, 배기 파이프 상이나, 냉각 재킷 상이나, 또는 커버링 플레이트 상에 형성되는 퇴적물의 위험이 감소된다.
하나의 유리한 실시예에 있어서, 도우징 유닛은 도우징 개구를 구비하고, 이 경우 상기 도우징 개구 및 커버링 플레이트는 배기 라인의 방향에서 서로 동일평면에서 종결된다. 따라서, 도우징 개구의 구역에서의 커버링 플레이트와 상기 도우징 개구는 공통의 평면에 배치되어, 배기 라인의 방향에서의 동일평면의 종결부(flush termination)가 특히 보장되는 경우가 있다. 동일평면의 종결부는, 특히 난류가 배기 라인의 상기 구역에 형성되는 것을 방지하도록, 사용되며, 상기 난류는 도우징 유닛의 및/또는 커버링 플레이트의 차가운 표면에 대해 제공된(flung) 배기가스 후처리제로 야기될 수 있다. 상기 차가운 표면에 대해 배기가스 후처리제의 침범(impingement)은 배기가스 후처리제의 퇴적물이 형성될 수 있게 할 수 있다. 더욱이, 상기 구역에서의 난류의 감소 때문에, 공간에 포위된 볼륨과 공기의 교환이 대응하게 거의 없어, 이와 같이, 상기 공간과 배기 라인 사이의 작은 압력 차이만 있도록, 이루어진다. 특히, 도우징 개구가 배기 라인의 방향에서 많아야 1 mm [밀리미터] 만큼 커버링 플레이트를 넘어 돌출하거나 또는 상기 커버링 플레이트와 관련하여 오목하게 된다면, 상기 도우징 개구와 상기 커버링 플레이트 사이에 동일평면의 종결부가 제공된다. 특히, 커버링 플레이트가 도우징 개구를 통해 수직으로 뻗어있는 한 평면에 적어도 현저하게 위치되는 것이 매우 바람직하다. 상기 배기 라인, 커버링 플레이트 및 비교적 난류가 없는 도우징 개구 상을 유동이 통과하도록, 상기 커버링 플레이트의 외측 주변 영역에서, 배기 라인이 또한 상기 평면에 위치된다면 특히 매우 바람직하다.
특히, 커버링 플레이트는 배기 파이프에 점착되게 연결된다. "점착성(cohesive)" 연결부라는 표현은 연결 짝맞춤부(partner)가 원자력이나 또는 분자력에 의해 함께 유지되는 모든 연결부를 의미한다. 동시에, 이들 연결부는 연결 수단의 파괴에 의해서만 떼어질 수 있는 분리불가능한 연결부이다. 점착성 연결부가 특히 용접된 연결부에 의하여 실현된다. 특히, 커버링 플레이트는 포위하는 용접 시임에 의하여 배기 파이프에 연결된다. 도우징 유닛과 냉각 재킷, 특히 배기 파이프의 개구와 상기 냉각 재킷 사이의 연결부가 커버링 플레이트에 의해 배기 라인과 분리되도록 배치되는 것이 바람직하다.
다른 유리한 실시예에 있어서, 냉각 매체나 또는 배기가스 후처리제는 도우징 유닛의 냉각 재킷을 통해 유동할 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 물이 냉각 매체로서 사용될 수 있다. 특히, 도우징 유닛의 냉각이 배기가스 후처리제 자체에 의해 실현된다. 따라서, 대응하는 연결 라인은 배기가스 후처리제의 라인 시스템으로 또는 물 순환으로 냉각 매체의 (조정된) 공급 및 배출을 위해 제공된다.
상기 장치의 더욱 유리한 실시예에 있어서, (커버링 플레이트와 냉각 재킷 사이의 또는 상기 커버링 플레이트와 도우징 유닛 사이의) 갭의 폭은 적어도 0.5 mm [밀리미터]이고 많아야 2.5 mm이다. 이와 같이, 배기 시스템의 설계에 따라, 첫째로 공간으로의 배기 가스의 과도한 유동이 방지될 수 있고, 그러나 또한 둘째로, 열교(heat bridge)가 (예를 들면, 퇴적물, 수트 등 때문에) 공간에 형성되지 않는다는 것이 보장된다.
특히, 도우징 유닛의 도우징 개구는 냉각 재킷보다 적어도 2 mm [밀리미터] 더 배기 라인으로 뻗어있다. 또한 도우징 개구가 많아야 10 mm 만큼 배기 라인으로 돌출하도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 특히, 냉각 재킷 또는 냉각 재킷 벽부는 도우징 개구 및 커버링 플레이트와 관련하여 후방 설정되도록 배치된다. 도우징 개구 자체는 냉각 재킷에 의해 냉각되지 않으므로, 상기 도우징 개구가 배기 라인에서 유동하는 배기 가스와의 보다 과도한 접촉 때문에 보다 과도한 열의 영향을 받게 된다. 이와 같이 도우징 유닛의 도우징 개구와 관련하여 후방 설정되도록 배치되는 냉각 재킷에 의하여, 배기 가스와 상기 도우징 유닛의 표면 사이의 온도 구배가 더욱 감소되어, 상기 도우징 유닛의 차가운 표면상에 형성되는 배기가스 후처리제의 퇴적물 가능성이 더욱 감소된다. 도우징 개구와 관련하여 후방 설정되는 냉각 재킷에 의하여, 그리고 커버링 플레이트 및 상기 도우징 개구의 바람직한 높이조정 기기(flush arrangement) 때문에, 갭은 상기 커버링 플레이트와 상기 냉각 재킷 사이에 및/또는 상기 커버링 플레이트와 도우징 유닛 사이에 형성된다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 공간은 250 ㎣[입방 밀리미터] 내지 5000 ㎣ 범위의 볼륨을 차지하고, 특히 250 ㎣ 내지 1500 ㎣ 범위의 볼륨을 차지하며, 특히, 공간의 이러한 볼륨은 이와 대응하게 적당한 단열을 보정한다.
특히 유리한 적용예로서, 자동차가 제공되며, 상기 자동차는 적어도 배기 가스의 후처리를 위한 본 발명에 따른 장치, 배기 라인 및 내연기관을 적어도 구비한다. 이 경우, 상기 장치는 특히 액체 환원제 또는 환원제 전구체의 계량을 위해 사용된다. 냉각은 바람직하게는 물 순환에 의해 실현된다. 도우징 유닛은 (능동적으로 제어가능한) 인젝터의 형태를 취하는 것이 바람직하다. SCR 방법을 실행하기 위하여, 적어도 하나의 적당한 촉매 변환기, 예를 들면, 가수분해 촉매 변환기 및/또는 SCR 촉매 변환기가 유동 방향에서 보았을 경우에 도우징 유닛의 하류 배기 라인에 제공된다. 더욱이, 혼합기 또는 가이드 플레이트 기기가 배기 라인에 제공될 수 있어 상기 배기 라인에서의 배기가스 후처리제가 촉매 변환기에 도달하기 전에 가능한 완전한 분배가 달성될 수 있다.
본 발명 및 기술 분야는 도면을 기초로 아래에서 더욱 상세하게 설명되어 있다. 도면은 특히 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내고 있으며, 본 발명이 이들 실시예로만 한정되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 도면에 있어서, 동일한 부재 번호가 동일한 부재에 대해 사용되었다. 특히, 도면과 도면에 도시된 비율은 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것임을 알 수 있을 것이다.
도 1은 장치를 구비한 자동차의 도면이고;
도 2는 다른 예시적인 실시예의 장치를 도시한 도면이며; 그리고
도 3은 또 다른 예시적인 실시예의 장치를 도시한 도면이다.
도 1은 내연기관(4), 배기 라인(2) 및 장치(1)를 구비한 자동차(16)를 도시한 도면이다. 배기 가스(3)는 내연기관(4)으로부터 나아가는 배기 라인(2)을 통해 유동한다. 배기가스 후처리 유닛(18)(예를 들면, SCR 촉매 변환기)이 배기 라인(2)에 제공된다. 이 경우, 배기 가스 후처리 유닛(18)의 상류에서, 도우징 유닛(5)은 배기 파이프(7)의 개구(6)에 배치된다. 이 경우, 배기 파이프(7), 커버링 플레이트(11), 및 도우징 유닛(5)의 도우징 개구(13)는 서로 같은 평면에서 종결된다(주변 영역에, 실질적으로 공통의 평면에 놓임). 배기가스 후처리제(8)는 도우징 유닛(5)에 의하여 배기 라인(2)으로 안내된다. 도우징 유닛(5)은 유동에 의하여 배기가스 후처리제(8)용 탱크(17)와 연결된다. 펌프(22)는 배기가스 후처리제(8)를 탱크(17)로부터 도우징 유닛(5)까지 이송한다.
도 2는 제 1 실시예의 장치(1)를 도시한 도면이다. 배기 가스(3)는 배기 라인(2)을 통해 유동한다. 배기 라인(2)의 구역에 있어서, 개구(6)가 상기 배기 라인(2)의 배기 파이프(7)에 제공된다. 도우징 유닛(5)은 상기 개구(6)를 통해 뻗어있다. 도우징 유닛(5)은 냉각 재킷(9)에 의해 둘러싸이고, 이 경우 냉각 매체(15)가 상기 도우징 유닛(5)과 냉각 재킷 벽부(19) 사이의 냉각 재킷(9)에서 순환한다. 배기 파이프(7)는 연결부(20)에 의하여, 냉각 재킷(9)에 또는 냉각 재킷 벽부(19)에 연결된다. 상기 연결부(20)는 배기 가스(3)가 배기 라인(2)으로부터 빠져나오는 것을 방지한다. 더욱이 장치(1)는 연결부(20)에 의하여 배기 파이프(7)와 연결된 커버링 플레이트(11)를 구비한다. 커버링 플레이트(11)는 배기 파이프(7)로부터 도우징 유닛(5) 쪽으로 또는 냉각 재킷(9) 쪽으로 뻗어있다. 도우징 유닛(5)의 구역에 있어서, 커버링 플레이트(11)는 도우징 유닛(5)의 도우징 개구(13)와 같은 평면에서 종결된다. 더욱이, 커버링 플레이트(11)는 상기 커버링 플레이트(11)와 냉각 재킷(9) 사이에서, 폭(14)을 갖는 갭(12)을 형성한다. 커버링 플레이트(11), 냉각 재킷(9)(또는 냉각 재킷 벽부(19)) 및 배기 파이프(7)는 갭(12)을 통하여 배기 라인(2)과 유동에 의해 연결되는 공간(10)을 대응하게 형성한다. 공간(10)은 열 전도에 의해 주로 가열되는 볼륨(21)을 구비한다. 배기 라인(2)에 있는 배기 가스(3)와, 공간(10)에 있는 상기 배기 가스(3)(또는 공기)의 교환은 갭(12)을 통해서만 발생한다. 따라서 볼륨(21)에 있는 배기 가스(3)(또는 공기)는 상기 배기 가스(3)(또는 공기)의 교환 때문에 작은 정도로만 가열된다. 배기가스 후처리제(8)는 도우징 개구(13)를 통해 배기 라인(2)으로 도우징 유닛(5)에 의해 안내된다.
도 3은 다른 실시예의 장치(1)를 도시한 도면이다. 도 2에 대응하는 설명에 대해서는 상기 기재된 대응하는 설명을 참조하기 바란다. 이 경우, 도 2와 다르게, 냉각 재킷(9)은 도우징 개구(13)와 관련하여 후방 설정되도록 배치된다. 폭(14)을 갖는 갭(12)은 커버링 플레이트(11)와 도우징 유닛(5) 사이에 대응하게 형성된다. 공간(10)은 커버링 플레이트(11), 배기 파이프(7), 냉각 재킷(9)(또는 냉각 재킷 벽부(19)) 및 도우징 유닛(5)에 의해 대응하게 형성된다. 도우징 유닛(5)의 구역에 있어서, 커버링 플레이트(11)는 상기 도우징 유닛(5)의 도우징 개구(13)와 동일 평면에서 종결된다. 따라서, 도우징 유닛(5)의 선단(tip)은 제 1 예시적인 실시예에서와 같이 집중적으로 냉각되지 않는다. 따라서, 배기가스 후처리제(8)의 잔류의 퇴적물은, 배기 라인(2)에서의 배기 가스(3)와 도우징 유닛(5) 사이의 온도 구배가 보다 작기 때문에, 보다 적은 정도로 형성된다.
요약하면, 본 발명은 종래 기술과 관련하여 강조된 기술적 문제점을 해결할 수 있다는 것이다. 특히, 배기 라인과 도우징 유닛 사이의 연결부의 온도 부하가 감소될 수 있고, 및/또는 배기가스 후처리제의 퇴적물이 상기 도우징 유닛의 구역에 형성되는 것이 방지될 수 있게 하는 특히 비용절감적이고, 기술적으로 간단하며 효율적인 장치가 본 발명에서 특정된다.
1 장치 2 배기 라인
3 배기 가스 4 내연기관
5 도우징 유닛 6 개구
7 배기 파이프 8 배기가스 후처리제
9 냉각 재킷 10 공간
11 커버링 플레이트 12 갭
13 도우징 개구 14 폭
15 냉각 매체 16 자동차
17 탱크 18 배기가스 후처리 유닛
19 냉각 재킷 벽부 20 연결부
21 볼륨 22 펌프

Claims (8)

  1. 배기 라인(2)을 통해 유동하는 배기 가스(3)의 후처리를 위한 내연기관(4)의 장치(1)로서,
    상기 배기 라인(2)의 배기 파이프(7)의 개구(6)에 배치되고 배기가스 후처리제(8)를 상기 배기 라인(2)으로의 계량을 위해 설계된 도우징 유닛(5)을 적어도 구비하고 있고, 상기 도우징 유닛(5)은 냉각 재킷(9)에 의해 둘러싸이고, 상기 냉각 재킷에 의해 상기 도우징 유닛(5)이 상기 배기 파이프(7)의 상기 개구(6)에 고정되고, 상기 냉각 재킷(9)은 공간(10)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고 상기 공간은 상기 냉각 재킷(9)에 의해, 상기 배기 파이프(7)에 의해, 그리고 커버링 플레이트(11)에 의해 적어도 경계가 형성되고, 상기 커버링 플레이트(11)는 상기 배기 파이프(7)와 연결되고 그리고 상기 도우징 유닛(5)으로부터 또는 상기 냉각 재킷(9)으로부터 갭(12) 만큼 이격되는, 배기 라인(2)을 통해 유동하는 배기 가스(3)의 후처리를 위한 내연기관(4)의 장치(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도우징 유닛(5)은 도우징 개구(13)를 구비하고, 그리고 상기 도우징 개구(13) 및 상기 커버링 플레이트(11)는 상기 배기 라인(2)의 방향에서 서로 동일 평면으로 종결되는, 배기 라인(2)을 통해 유동하는 배기 가스(3)의 후처리를 위한 내연기관(4)의 장치(1).
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버링 플레이트(11)는 상기 배기 파이프(7)와 점착되게 연결되는, 배기 라인(2)을 통해 유동하는 배기 가스(3)의 후처리를 위한 내연기관(4)의 장치(1).
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기가스 후처리제(8) 또는 냉각 매체(15)는 상기 도우징 유닛(5)의 상기 냉각 재킷(9)을 통해 유동할 수 있는, 배기 라인(2)을 통해 유동하는 배기 가스(3)의 후처리를 위한 내연기관(4)의 장치(1).
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갭(12)의 폭(14)은 적어도 0.5 mm [밀리미터]이고 많아야 2.5 mm인, 배기 라인(2)을 통해 유동하는 배기 가스(3)의 후처리를 위한 내연기관(4)의 장치(1).
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도우징 유닛(5)의 도우징 개구(13)는 상기 냉각 재킷(9)보다 적어도 2 mm[밀리미터] 더 멀리 상기 배기 라인(2)으로 뻗어있는, 배기 라인(2)을 통해 유동하는 배기 가스(3)의 후처리를 위한 내연기관(4)의 장치(1).
  7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간(10)은 250 ㎣[입방 밀리미터] 내지 5000 ㎣ 범위의 볼륨(21)을 차지하는, 배기 라인(2)을 통해 유동하는 배기 가스(3)의 후처리를 위한 내연기관(4)의 장치(1).
  8. 자동차(16)로서,
    배기 가스(3)의 후처리를 위해 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 장치(1)와, 배기 라인(2)과, 내연기관(4)을 적어도 구비한 자동차(16).
KR1020147018120A 2011-12-23 2012-12-20 배기 처리제용 도우징 유닛을 구비한 배기 처리 장치 KR101631395B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011122286A DE102011122286A1 (de) 2011-12-23 2011-12-23 Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung mit einer Dosiereinheit für ein Abgasnachbehandlungsmittel
DE102011122286.7 2011-12-23
PCT/EP2012/076333 WO2013092829A1 (de) 2011-12-23 2012-12-20 Vorrichtung zur abgasnachbehandlung mit einer dosiereinheit für ein abgasnachbehandlungsmittel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140105509A KR20140105509A (ko) 2014-09-01
KR101631395B1 true KR101631395B1 (ko) 2016-06-16

Family

ID=47520970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147018120A KR101631395B1 (ko) 2011-12-23 2012-12-20 배기 처리제용 도우징 유닛을 구비한 배기 처리 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9261000B2 (ko)
EP (1) EP2795077A1 (ko)
JP (1) JP2015502490A (ko)
KR (1) KR101631395B1 (ko)
CN (1) CN104040128A (ko)
DE (1) DE102011122286A1 (ko)
RU (1) RU2014130138A (ko)
WO (1) WO2013092829A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9719402B2 (en) * 2015-09-18 2017-08-01 Ford Global Technologies, Llc Exhaust runner collar
DE102015016244A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Albonair Gmbh Hitzeresistente Reduktionsmitteleinspritzdüse
JP6939129B2 (ja) * 2017-06-21 2021-09-22 株式会社Soken 尿素水噴射装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009174485A (ja) 2008-01-28 2009-08-06 Denso Corp 噴射弁の搭載構造

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10332114A1 (de) * 2003-07-09 2005-01-27 Robert Bosch Gmbh Gekühlte Vorrichtung zur Dosierung von Reduktionsmittel zum Abgas eines Verbrennungsmotors
DE102006053804B4 (de) * 2006-11-15 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Flanschverbindung
DE102006061730A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh SCR-Injektionseinrichtung
DE102007031817A1 (de) * 2007-07-07 2009-01-08 Eberspächer Unna GmbH & Co. KG Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung
JP2009174486A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Denso Corp 噴射弁の搭載構造
DE102008040476C5 (de) * 2008-07-16 2020-02-13 Faurecia Abgastechnik Gmbh Injektionsvorrichtung für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs
DE102009027181A1 (de) * 2009-06-25 2010-12-30 Robert Bosch Gmbh Dichteinheit
DE102009027724A1 (de) * 2009-07-15 2011-01-20 Robert Bosch Gmbh Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE102009028030A1 (de) * 2009-07-27 2011-02-03 Robert Bosch Gmbh Montageeinheit zur Befestigung eines Einspritzorgans an einem Abgasstrang und Abgasnachbehandlungsanordnung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009174485A (ja) 2008-01-28 2009-08-06 Denso Corp 噴射弁の搭載構造

Also Published As

Publication number Publication date
CN104040128A (zh) 2014-09-10
JP2015502490A (ja) 2015-01-22
KR20140105509A (ko) 2014-09-01
RU2014130138A (ru) 2016-02-10
US20140298780A1 (en) 2014-10-09
US9261000B2 (en) 2016-02-16
EP2795077A1 (de) 2014-10-29
DE102011122286A1 (de) 2013-06-27
WO2013092829A1 (de) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4709906B2 (ja) 排気ガス後処理装置
US8776510B2 (en) Mounting unit for fastening an injection member to an exhaust gas tract
EP1691046B1 (en) Exhaust emission purification apparatus for an internal combustion engine
US8899026B2 (en) Arrangement for introducing a liquid medium into exhaust gases from a combustion engine
EP3102801B1 (en) Exhaust system structure for internal combustion engine
KR102197457B1 (ko) 환원제 가열에 의한 자동차의 선택적 촉매 환원을 위한 환원제 분배 유닛
US20140237998A1 (en) Mounting assembly for reductant injector with thermal isolation and sealing gasket
JP5934256B2 (ja) 尿素水溶液用のインジェクタ
US20130145749A1 (en) Fluid manifold for use in an scr dosing system
US20140283505A1 (en) Injection device for metering a liquid additive, method for freezing an injection device, method for producing an injection device and motor vehicle
KR20140082753A (ko) 연소 기관으로부터의 배기 가스 내에 액매를 도입하는 장치
KR101631395B1 (ko) 배기 처리제용 도우징 유닛을 구비한 배기 처리 장치
JP2014530990A (ja) 配量モジュール
CN104350250A (zh) 用于连接件的冷却装置
KR20160022259A (ko) 최적화된 유체 가열을 이용하는 자동차의 선택적인 촉매 환원을 위한 환원제 전달 유닛
US20130306156A1 (en) Apparatus having an exhaust gas treatment device with an injector for supplying a fluid, motor vehicle having the apparatus and method for operating the motor vehicle
EP2664760B1 (en) Heat dissipating structure of an adding valve
KR20150099893A (ko) 환원제 도징 모듈 및 이를 이용하는 선택적 촉매 환원 시스템
EP1676985A1 (en) Exhaust gas purification device of engine
EP3091207B1 (en) Dosing module with integrated heat pipe
CN114215627A (zh) 一种液体喷射器冷却水套
US20120285144A1 (en) Exhaust after treatment system and method for treating exhaust
JP2015055207A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置昇温システム及び排気ガス浄化装置の昇温方法
CN114060126A (zh) 一种尿素计量喷射装置
SE541586C2 (en) An arrangement for heating and providing a reducing agent to an exhaust treatment device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant