KR101847721B1 - 우레아 용액 동결 방지를 위한 가스 도입 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용액 내에 우레아, 물 및 가스 버블을 함유하는 선택적 촉매 환원 용액에 관한 것이다. 특히, 용액은 물질의 31% (m/m) 질량 분율 초과의 양으로 존재하는 우레아 함량, 및 용액이 약 1 절대 바의 압력에 있을 때 용액의 부피의 약 7% 내지 약 9%의 양의 용액 중의 가스 버블을 갖는다. 선택적 촉매 환원 용액이 6 바 내지 7.5 바 범위로 가압될 때, 가스 버블은 용액이 가압될 때 용액의 약 1.33% 내지 약 1.07% 범위로 존재한다. 가스 버블의 존재는 우레아 용액이 냉온으로 인해 동결되기 시작하는 경우에, 우레아 용액에 대한 팽창 부피(expansion volume)를 제공한다.
Description
본 발명은 동결 방지된 선택적 촉매 환원 용액, 및 환원제 전달 유닛과 연관된 용도에 관한 것이다.
유럽 및 북아메리카의 최근 법률은 차량에 대한 더욱 엄격한 배기가스 배출물을 강제하고 있다. 특히, 압축 점화 (디젤) 엔진, 뿐만 아니라 희박 및 초-희박 조건 하에서 작동해야 하는 직접 주입 엔진(direct injection engine)에 대한 희박-연소 기술을 위한 신규한 요구가 존재하였다. 희박 연소 엔진은 희박-연소의 특징인 산소-풍부 배기 환경에서 처리하는데 어려운 높은 수준의 질소 산화물(NOX) 배출물을 나타낸다. 이러한 조건 하에서 NOX를 처리하는, 배기가스 후처리 기술이 현재 개발 중에 있다. 이러한 기술들 중 하나는 질소(N) 및 물(H2O)을 형성시키기 위해 암모니아(NH3)와 배기 질소 산화물(NOX)의 반응을 촉진시키는 촉매를 포함한다. 이러한 기술은 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction; SCR)으로서 지칭된다.
그러나, 장애들 중 하나는 암모니아(NH3)가 자동차 환경에서 이의 순수한 형태로 조작하는데 어렵다는 것이며, 이에 따라, 통상적으로, 32% 농도의 우레아(CO(NH2)2)에서의 액체 우레아 수용액을 사용하는 시스템이 개발되었다. 용액은 또한, AdBlue®의 이의 상품명으로 알려진, AUS-32로서 지칭된다. 우레아 용액은 차량의 고온 배기가스 스트림으로 전달되고 암모니아 및 이소시안산(HNCO)으로의 열해리(thermolysis) 또는 열분해(thermodecomposition)를 수행한 후 배기가스에서 암모니아로 변형된다. 이후에, 이소시안산은 배기가스에 존재하는 물과의 가수분해를 일으키고, 암모니아 및 이산화탄소(CO2)로 변형된다. 이후에, 열해리 및 가수분해로부터 얻어진 암모니아는 전술된 바와 같이 질소 산화물과의 촉매화된 반응을 일으킨다.
우레아 용액을 사용하는 것과 관련된 장애들 중 하나는 AUS-32에 대한 현재 가이드라인이 우레아와 물의 혼합물을 함유한다는 것인데, 이는 용액이 통상적으로 영하 11℃에서 동결된다는 것을 의미한다. 이는, 우레아 용액을 배기 시스템으로 전달하는 환원제 전달 유닛(reductant delivery unit; RDU)의 팽창 및 차단을 야기시킬 수 있는 용액의 동결에 대한 실질적인 문제가 존재하기 때문에, SCR 기술로 장애를 방지한다. 용액이 RDU 내에서 동결하는 경우에, 전체 RDU는 막히게 되거나 동결된 용액의 팽창으로 인해 부품, 예를 들어, 호스, 주입 헤드, 탱크, 펌프 및 다른 부품 파괴를 가질 수 있다.
동결 문제를 다루기 위하여, RDU의 용액 공급 라인 및 주입 헤드가 차량 엔진을 정지 시에 퍼징되는 수 개의 상이한 타입의 퍼지 시스템이 개발되었으며, 이에 따라, 부품들이 임의의 경우에 그 안에 매우 적은 용액을 가질 것이고, 이에 의해 용액의 동결로 인한 손상 또는 막힘에 대한 가능성을 제거하는데 도움을 줄 수 있다. 추가적으로, 히터가 용액 공급 탱크 내에 배치되며 용액 공급 라인이 따뜻하게 유지되고 용액을 동결시키지 않게 하기 위하여 용액 공급 라인을 따라 열 테이프(heat tape)가 사용되는 다른 개발예가 존재한다. 그러나, 이러한 해법은 차량이 엔진이 정지된 채로 있을 때 부품들을 가열시키기 위해 RDU 시스템 부품에 전력을 제공하는 것을 필요로 한다. 차량이 추운 기후에서 오랜 기간 동안 저장되는 경우에, 이러한 시스템은 차량의 배터리 상에 원치 않는 배수관을 야기시킬 수 있거나 별도의 전력원을 필요로 할 수 있다. 이에 따라, RDU의 부품을 보호하기 위해 SCR 시스템에 대한 더욱 실용적인 동결 방지를 개발하는 것이 요망된다.
본 발명은 용액 내에 함유된 우레아, 물 및 가스 버블을 갖는 선택적 촉매 환원(SCR) 용액에 관한 것이다. 특히, 용액은 물질의 31% (m/m) 질량 분율 초과의 양으로 존재하는 우레아 함량, 및 용액이 약 1 절대 바의 압력에 있을 때 용액의 부피의 약 7% 내지 약 9% 양의 용액 중의 가스 버블을 갖는다. 선택적 촉매 환원 용액이 6 바 내지 7.5 바의 범위로 가압될 때, 가스 버블은 용액이 가압될 때 용액의 약 1.33% 내지 약 1.07%의 범위로 존재한다. 선택적 촉매 환원 용액 중에 가스 버블의 존재는 RDU의 성분들의 동결을 방지하는데 도움을 줄 것인데, 이는 용액이 가압될 때 가스 버블이 용액의 작은 부피를 차지하지만, 차량이 꺼져 있을 때, 환원 전달 유닛이 감압될 것이고, 가스 버블이 환원 전달 유닛 내에 수용된 용액의 보다 큰 부피를 차지할 것이기 때문이다. 가스 버블의 존재는 SCR 용액이 냉온(cold temperature)으로 인해 동결되기 시작하는 경우, 우레아 용액에 대한 팽창 부피를 제공한다. 이에 따라, RDU의 부품 및 RDU로의 공급 라인, 공급 탱크, 및 펌프를 포함하는 다른 시스템 부품들 모두는 SCR 용액 자체 중의 가스 버블에 의해 동결로부터 보호될 것이며, 이에 의해 RDU 시스템을 퍼징시키거나 가열시킬 필요성을 제거할 것이다.
본 발명의 추가의 적용가능성의 영역은 하기에 제공되는 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 본 발명의 바람직한 실시형태를 명시하는 상세한 설명 및 특정 실시예가 단지 예시의 목적을 위해 의도된 것으로서, 본 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는 것으로 이해될 것이다.
본 발명은 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 보다 충분히 이해될 것이다:
도 1은 차량 배기 시스템용 환원제 전달 유닛의 개략적 다이어그램;
도 2a는 차량 배기 시스템의 일부에 연결된 환원제 전달 유닛용 공급 호스 및 주입 헤드의 부분 단면도;
도 2b는 환원제 전달 유닛용 공급 호스의 일부 및 주입 헤드의 측단면 평면도;
도 3은 가압된 용액을 갖는 주입 헤드의 일부의 확대된 측단면도;
도 4는 감압된 용액을 갖는 주입 헤드의 일부의 확대된 측단면도;
도 5는 동결되는 감압된 용액을 갖는 공급 호스의 일부 및 주입 헤드의 일부의 확대된 측단면도;
도 6은 펌프를 갖는 용액 공급 탱크 및 가스 버블을 우레아 용액에 도입하는 방법의 개략적 다이어그램;
도 7은 펌프를 갖는 용액 공급 탱크 및 가스 버블을 우레아 용액에 도입하는 대안적인 방법의 개략적 다이어그램; 및
도 8은 펌프를 갖는 용액 공급 탱크 및 가스 버블을 우레아 용액에 도입하는 대안적인 방법의 개략적 다이어그램.
도 1은 차량 배기 시스템용 환원제 전달 유닛의 개략적 다이어그램;
도 2a는 차량 배기 시스템의 일부에 연결된 환원제 전달 유닛용 공급 호스 및 주입 헤드의 부분 단면도;
도 2b는 환원제 전달 유닛용 공급 호스의 일부 및 주입 헤드의 측단면 평면도;
도 3은 가압된 용액을 갖는 주입 헤드의 일부의 확대된 측단면도;
도 4는 감압된 용액을 갖는 주입 헤드의 일부의 확대된 측단면도;
도 5는 동결되는 감압된 용액을 갖는 공급 호스의 일부 및 주입 헤드의 일부의 확대된 측단면도;
도 6은 펌프를 갖는 용액 공급 탱크 및 가스 버블을 우레아 용액에 도입하는 방법의 개략적 다이어그램;
도 7은 펌프를 갖는 용액 공급 탱크 및 가스 버블을 우레아 용액에 도입하는 대안적인 방법의 개략적 다이어그램; 및
도 8은 펌프를 갖는 용액 공급 탱크 및 가스 버블을 우레아 용액에 도입하는 대안적인 방법의 개략적 다이어그램.
바람직한 실시형태(들)의 하기 설명은 본질적으로 오로지 예시적인 것이고, 어떠한 방식으로도 본 발명, 이의 적용, 또는 용도를 한정하도록 의도되지 않는다.
하기 실시예에서, 제공된 온도 및 압력에 대한 SCR 용액에서의 가스 버블의 부피는 방정식 PV=nRT를 갖는 이상적인 가스 법칙을 이용하여 계산되며, 이러한 방정식에서, P는 압력이며, V는 부피이며, n은 몰수이며, R은 기체 상수이며, T는 온도이다. 몰수 및 기체 상수는 가스의 압축된 상태와 감압된 상태 간의 가스의 부피를 결정할 때 상쇄된다. 가압된 상태에서 가스 버블의 부피를 결정하는 것은 방정식 (P1)(V1)/T1 = (P2)(V2)/T2를 이용하여 달성되며, 상기 식에서, P1은 가압된 SCR 용액의 압력이다. T1은 달라지지만, 가장 극단의 시나리오는 작동 모드에서 주입기 내측의 최대 허용 가능한 유체 온도로서, 이는 현재 130 C(403 K)이다. P2는 감압 후의 압력으로서, 1 절대 바이다. V2는 감압 후 가스 버블의 요망되는 부피에 따라 달라질 것이지만, 약 7% 내지 약 10%, 일반적으로 약 7% 내지 9%의 범위, 및 이상적으로 8%는 특정 적용에 따라 모든 요망되는 부피이다. T2는 SCR 용액의 동결점으로서, 이는 AdBlue®의 경우에 영하 11C(262 K)이다. 가압될 때 SCR 용액에서 가스 버블의 부피(즉, V1)를 결정하는 것은 식 V1 = (P2)(V2)(T1)/(P1)(T2)로 달성된다. 상기 식을 이용하여, 하기 샘플은 하기 실시예에 기술된 바와 같이 형성되었다.
실시예
주성분으로서 우레아, 물 및 가스 버블을 갖는 선택적 촉매 환원(SCR) 용액의 수 개의 상이한 샘플을 형성하였다. 달리 명시하지 않는 한, 본원에서 사용되는 단위 m/m은 물질의 질량 분율을 지칭한다. 하기 표는 SCR 용액의 일반적인 특징을 기술한 것이며, 이는 용액 내에 존재하는 다수의 다양한 원소 및 화합물을 포함하고, 본원에서 총괄적으로 "추가 원소 및 화합물"로서 지칭될 것이다.
상기 표에 기술되고 또한 하기 샘플에 포함되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 통상적인 SCR 용액은 소량의 일부 추가 원소 및 화합물, 예를 들어, NH3(0% m/m 내지 0.2% m/m), 뷰렛(0% m/m 내지 0.2% m/m), 알데하이드(약 5 mg/kg 이하), 불용성 물질(약 20 mg/kg 이하), 포스페이트(약 0.5 mg/kg 이하), 칼슘(약 0.5 mg/kg 이하), 철(약 0.5 mg/kg 이하), 구리(약 0.2 mg/kg 이하), 아연(약 0.2 mg/kg 이하), 크롬(약 0.2 mg/kg 이하), 니켈(약 0.2 mg/kg 이하), 알루미늄 (약 0.5 mg/kg 이하), 마그네슘(약 0.5 mg/kg 이하), 나트륨(약 0.5 mg/kg 이하) 및 칼륨(약 0.5 mg/kg 이하)을 함유한다.
하기 실시예에서, 먼저 액체 용액을 제조함으로써 액체 용액으로서도 지칭되는 SCR 용액을 제조하였고, 이후에 가스 버블을 액체 용액 샘플 각각에 첨가하여 주입 SCR 용액을 형성하였다. 가스 버블을 제조하고, 공기 또는 이산화탄소의 가압된 가스 캐니스터를 포함하는 수 개의 소스에 의해 도입하여, 공기원에 연결된 펌프로 용액을 통기시켰으며, 여기서 버블은 펌프를 통해 또는 교반에 의해 이동하는 용액과 혼합되며, 여기서 액체 용액은 교반되어 이동하는 교반된 용액을 가압시키기 위해 펌프와 조합하여 공기 버블을 용액에 혼합되게 한다.
실시예 1
일반적으로 약 31% m/m 초과의 우레아 함량 및 약 69% 이하의 물을 갖는 액체 용액 및 그룹의 샘플의 잔부를 구성하는 상술된 추가 원소 및 화합물을 혼합함으로써 제1 그룹의 주입 SCR 용액 샘플을 제조하였다. 가스 버블 또는 용해된 가스를 액체 용액 샘플 각각에 도입하여 262 캘빈(K)의 온도 및 약 1 절대 바의 압력에서 제조된 주입 선택적 촉매 환원(SCR) 용액을 형성시켰다. 하나의 샘플에서 1 절대 바의 압력에서 액체 용액 및 가스 버블의 혼합물의 소정 부피는 액체 용액 및 가스 버블을 포함하는 용액의 총 부피의 약 7% 초과의 가스 버블을 함유한다. 약 1 절대 바의 압력에서 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 7% 내지 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 9%의 가스 버블을 도입함으로써 제1 그룹의 추가 샘플을 제조하였다. 각 샘플에서 약 1 절대 바의 압력 및 약 262 K의 온도에서 모든 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 7.25%, 약 7.5%, 약 7.75%, 약 8%, 약 8.25%, 약 8.5% 및 약 8.75%인 가스 버블을 갖는 추가의 주입 SCR 용액 샘플을 제조하였다. 각 샘플에서 약 1 절대 바의 압력 및 약 262 K의 온도에서 모든 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 9%, 약 9.25%, 약 9.5%, 약 9.75% 및 약 10% 초과인 가스 버블을 갖는 추가의 주입 SCR 용액 샘플을 제조하였다.
추가 샘플을 제조하였으며, 여기서, 적어도 약 6 바의 압력, 262 K의 온도에서 주입 SCR 용액 샘플을 제조하여, 262K의 온도 및 적어도 약 6 바의 압력에서 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.33%인 각 샘플의 가스 버블을 수득하였다. 다른 샘플을 적어도 약 6 바, 403 K 이하의 온도에서 제조하여, 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 2.05% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가의 주입 SCR 용액 샘플을 적어도 약 7 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.14%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 7 바의 압력, 403K 이하의 온도에서 혼합하여, 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.76% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다. 추가 샘플을 적어도 약 7.5 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.07%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2 그룹을 약 7.5 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.64% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 적어도 약 8 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.00%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 8 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.54% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다. 추가 샘플을 적어도 약 3 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 2.67%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2 그룹을 약 3 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 4.10% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 적어도 약 10 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 0.80%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 10 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.23% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 또한 제조하였는데, 여기서 액체 용액 및 가스 버블(SCR 용액)은 약 3 바 내지 약 10 바 범위의 여러 증분에서의 압력 하, 약 403 K 이하의 온도에서 혼합되며, 각 샘플의 가스 버블은 SCR 용액의 총 부피의 약 4.10% 이하 내지 주입 SCR 용액(압력 하에 액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.23% 이상이다.
실시예 2
먼저 약 69% m/m 내지 약 66% m/m의 물 함량 범위와 함께 약 31% m/m 내지 약 34% m/m의 우레아 함량 범위, 약 69% m/m 내지 약 67% m/m의 물 함량 범위와 함께 약 31% m/m 내지 약 33% m/m의 우레아, 약 69% m/m 내지 약 68% m/m의 물 함량 범위와 함께 약 31% m/m 내지 약 32% m/m의 우레아, 약 68% m/m 내지 약 66% m/m의 물 함량 범위와 함께 약 32% m/m 내지 약 34% m/m의 우레아, 약 67% m/m 내지 약 66% m/m의 물 함량 범위와 함께 약 33% m/m 내지 약 34% m/m의 우레아, 약 69% m/m 내지 약 67% m/m의 물 함량 범위와 함께 약 31% m/m 내지 약 33% m/m의 우레아, 약 68% m/m 내지 약 67% m/m의 물 함량 범위와 함께 약 32% m/m 내지 약 33% m/m의 우레아, 약 69% m/m 내지 약 68% m/m의 물 함량 범위와 함께 약 31% m/m 내지 약 32% m/m의 우레아를 갖는 액체 용액 샘플을 그룹의 샘플의 잔류 함량을 구성하는 상술된 추가 원소 및 화합물과 혼합하여 제2그룹의 주입 SCR 용액 샘플을 제조하였다.
가스 버블 또는 용해된 가스는 262 캘빈(K)의 온도 및 약 1 절대 바의 압력에서 제조된 주입 선택적 촉매 환원(SCR) 용액을 형성시키기 위해 액체 용액 샘플 각각에 도입하였다. 하나의 샘플에서 1 절대 바의 압력에서 액체 용액과 가스 버블의 혼합물의 소정 부피는 액체 용액 및 가스 버블을 포함한 용액의 총 부피의 약 7% 초과의 가스 버블을 함유한다. 약 1 절대 바의 압력에서 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 7% 내지 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 9%의 가스 버블을 도입함으로써 제1 그룹의 추가 샘플을 제조하였다. 모두 약 1 절대 바의 압력 및 약 262 K의 온도에서 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 7.25%, 약 7.5%, 약 7.75%, 약 8%, 약 8.25%, 약 8.5% 및 약 8.75%인 각 샘플 중의 가스 버블을 갖는 추가 주입 SCR 용액 샘플을 제조하였다. 모두 약 1 절대 바의 압력 및 약 262 K의 온도에서 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 9%, 약 9.25%, 약 9.5%, 약 9.75% 및 약 10% 초과인 각 샘플 중의 가스 버블을 갖는 추가 주입 SCR 용액 샘플을 제조하였다.
추가 샘플을 제조하였으며, 여기서 주입 SCR 용액 샘플을 적어도 약 6 바의 압력 하, 262 K의 온도에서 제조하여, 262 K의 온도 및 적어도 약 6 바의 압력에서 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.33%인 각 샘플의 가스 버블을 수득하였다. 다른 샘플을 적어도 약 6 바, 403 K 이하의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 2.05% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 주입 SCR 용액 샘플을 적어도 약 7 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여, 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.14%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 7 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여, 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.76% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다. 추가 샘플을 적어도 약 7.5 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여, 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.07%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 7.5 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.64% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 적어도 약 8 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.00%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 8 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.54% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다. 추가 샘플을 적어도 약 3 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 2.67%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 3 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 4.10% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 적어도 약 10 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 .080% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 10 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여, 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.23% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 또한 제조하였는데, 여기서 액체 용액 및 가스 버블(SCR 용액)은 약 3 바 내지 약 10 바 범위의 여러 증분에서의 압력 하, 약 403 K 이하의 온도에서 혼합되며, 각 샘플의 가스 버블은 SCR 용액의 총 부피의 약 4.10% 이하 내지 주입 SCR 용액(압력 하에 액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.23% 이상이다.
실시예 3
먼저 약 67.5% m/m의 물과 함께 약 32.5% m/m의 우레아 함량을 갖는 액체 용액 샘플을 그룹의 샘플의 잔부를 구성하는 상술된 추가 원소 및 화합물과 혼합하여 제3 그룹의 SCR 용액 샘플을 제조하였다.
가스 버블 또는 용해된 가스를 262 K 캘빈(K)의 온도 및 약 1 절대 바의 압력에서 제조된 주입 선택적 촉매 환원(SCR) 용액을 형성시키기 위해 액체 용액 샘플 각각에 도입하였다. 하나의 샘플에 1 절대 바의 압력에서 액체 용액 및 가스 버블의 혼합물의 소정 부피는 액체 용액 및 가스 버블을 포함하는 용액의 총 부피의 약 7% 초과의 가스 버블을 함유한다. 약 1 절대 바의 압력에서 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 7% 내지 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 약 9%의 가스 버블을 도입하여 제1 그룹의 추가 샘플을 제조하였다. 약 1 절대 바의 압력 및 약 262 K의 온도에서 모두 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 7.25%, 약 7.5%, 약 7.75%, 약 8%, 약 8.25%, 약 8.5% 및 약 8.75%인 각 샘플 중의 가스 버블과 함께 추가 주입 SCR 용액 샘플을 제조하였다. 약 1 절대 바의 압력 및 약 262 K의 온도에서 모두 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 9%, 약 9.25%, 약 9.5%, 약 9.75% 및 약 10% 초과인 각 샘플의 가스 버블과 함께 추가 주입 SCR 용액 샘플을 제조하였다.
추가 샘플을 제조하였으며, 여기서 주입 SCR 용액 샘플을 적어도 약 6 바의 압력 하, 262 K의 온도에서 제조하여 262 K의 온도 및 적어도 약 6 바의 압력에서 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.33%인 각 샘플 중의 가스 버블을 수득하였다. 다른 샘플을 적어도 약 6 바, 403 K 이하의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 2.05% 이하인 추가 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 주입 SCR 용액 샘플을 적어도 약 7 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.14%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 7 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.76% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다. 추가 샘플을 적어도 약 7.5 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.07%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 7.5 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.64% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 적어도 약 8 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.00%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 8 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.54% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다. 추가 샘플을 적어도 약 3 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 2.67%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 3 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 4.10% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 적어도 약 10 바의 압력, 262 K의 온도에서 제조하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 .080%인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하고, 제2그룹을 약 10 바의 압력, 403 K 이하의 온도에서 혼합하여 주입 SCR 용액(액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.23% 이하인 주입 SCR 용액 중의 가스 버블을 수득하였다.
추가 샘플을 또한 제조하였는데, 여기서 액체 용액 및 가스 버블(SCR 용액)은 약 3 바 내지 약 10 바 범위의 여러 증감하는 압력 하, 약 403 K 이하의 온도에서 혼합되며, 각 샘플의 가스 버블은 SCR 용액의 총 부피의 약 4.10% 이하 내지 주입 SCR 용액 (압력 하에 액체 용액 및 가스 버블을 포함함)의 총 부피의 약 1.23% 이상이다.
상기 실시예에 기술된 제조된 주입 SCR 용액 샘플을 이후에 차량 상의 선택적 촉매 환원(SCR) 시스템에 사용하였다. 이제 도 1을 참조하면, 차량(12) 상에 사용하기 위한 SCR 시스템(10)의 개략적 다이어그램이 존재한다. SCR 시스템(10)은 가스 버블을 도입하기 전에 상기 실시예에 기술된 액체 용액을 보유하거나 상기 실시예 1, 실시예 2, 및 실시예 3에 따라 제조된 주입 SCR 용액(16)을 보유하기 위한 공급 탱크(14)를 갖는다.
공급 탱크(14)에 SCR 용액(15) 또는 주입 SCR 용액(16)에 액침된 펌프(18, 18')가 위치되어 있다. 펌프(18, 18')는 용액 유입구(20), 및 용액 유입구(20)에서 흡입을 생성시키고 이후에 주입 SCR 용액(16) 또는 SCR 액체 용액(15)을 펌프 유출구(22)로 펌핑시키는 펌프 부재(24)를 갖는다. 펌프 부재(24)는 액체 용액(15) 또는 주입 SCR 용액(16)을 이동시킬 수 있는 임의 타입의 적합한 구성요소이고, 베인 펌프 부재(vane pump element), 임펠러 펌프 부재(impeller pump element), 피스톤 펌프 부재(piston pump element) 및 격막 부재(disphragm element)를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다.
펌프(18)의 유출구(22)는 공급 탱크(14)에서 환원제 전달 유닛(28)으로 연장되는 호스(26)에 연결된다. SCR 용액(15) 또는 주입 SCR 용액(16)은 유출구(22)에서 호스(26)로 배출된다. 주입 SCR 용액(16)이 호스(26)를 통해 펌핑되는 경우에, 호스(26)는, 가스 버블을 갖는 주입 SCR 용액(16)의 사용이 동결을 위한 공간을 허용하고 호스(26)의 균열을 방지하기 때문에, 폴리프로필렌 또는 일부 다른 덜 고가인 물질로 제조된다.
구체예에서, 환원제 전달 유닛은 동결 방지 선택적 촉매 환원 용액을 갖는 것으로서, 우레아, 물 및 가스 버블을 함유하는 용액의 미스트를 배기 시스템으로부터의 배기 가스와 혼합하는 선택적 촉매 환원 부분을 갖는 상기 배기 시스템; 우레아, 물 및 가스 버블의 상기 용액을 수용하는 선택적으로 가압된 용액 공급 라인으로서, 상기 용액이 상기 선택적으로 가압된 용액 공급 라인에 가압된 상태 및 감압된 상태로 존재하고, 상기 용액이 상기 가압된 상태에 있을 때 상기 가스 버블이 보다 작고 보다 적은 부피를 가지고, 상기 용액이 상기 감압된 상태에 있을 때 용해된 상기 가스 버블이 보다 크고 보다 큰 부피를 가지고, 이에 의해 상기 용액이 감압될 때 동결 공기층을 형성하는, 상기 선택적으로 가압된 용액 공급 라인; 및 상기 미스트를 도입하기 위해 상기 선택적 촉매 환원 부분에 연결된 주입 헤드로서, 상기 주입 헤드가 상기 공급 라인에 연결 가능하고 상기 공급 라인으로부터의 상기 용액을 수용하고, 상기 선택적으로 가압된 용액이 상기 주입 헤드에 존재하고 상기 주입 헤드의 유체 경로 부품 상에 얼음의 압부력(blocking force)을 가하기 위해 이의 가능성을 제한하는 가스 버블을 가지며, 상기 주입 헤드가 유입구 및 유출구와 함께 유로를 포함하며, 상기 주입 헤드의 바디를 통한 유체 유로가 차량의 배기 유로와 소통하는 금속성 보스(metallic boss)에 장착된 주입기 플랜지(injector flange), 상기 주입기 플랜지와 배기 보스 상의 장착 표면 사이에 개재된 개스킷(gasket)을 포함하며, 상기 개스킷이 상기 용액을 상기 유출구로부터 상기 배기 유로로 진행시키기 위해 관통 홀 및 상기 배기 보스와 소통하는 그 안에 상기 관통 홀을 한정하는 표면적을 가지며, 상기 선택적으로 가압된 용액이 상기 주입 헤드의 상기 바디 부분 내에 수용된 상기 용액의 상기 동결을 방지하는 가스 버블을 함유하고, 상기 주입 헤드를 포함한다.
또한 도 2a 및 도 2b와 관련하여, 환원제 전달 유닛(28)에 연결하는 연결 장치(32)에 연결되는 호스(26)의 단부(30)가 도시되어 있다. 또한, 도 3 내지 도 5와 관련하여, 환원제 전달 유닛(28)은 주입 SCR 용액(16)을 호스(26)로부터 연결 장치(32)를 통해 수용하는 유입구(36)를 갖는 바디(34)를 갖는다. 연결 장치(32)와 RDU(28)의 바디(34) 간의 시일링된 연결은 상부 시일(38) 및 중간 시일(41)에 의해 제공된다. 상부 시일(38)은 플랜지(37) 피스 및 바디(34)의 상부 단부에 의해 형성된 상부 그루브(39)에 정위된다. 중간 시일(41)은 바디(34) 상에 감소된 직경 부분에 의해 형성된 중간 그루브(43)에 정위된다. 상부 시일(38) 및 중간 시일(41)은 RDU(28)의 바디(34)의 부분 둘레에 배치되고, 연결 장치(32)와 바디(34) 사이에 두 개의 시일링 포인트를 형성시키고, 이에 의해 바디(34)와 연결 장치(32) 사이의 구역으로부터 주입 SCR 용액(16)의 누출을 방지한다. 상부 시일(38) 및 중간 시일(41)이 도시되고 기술되어 있지만, 이는 본 발명의 범위 내에서 보다 큰 또는 보다 적은 수의 시일이 제공된다.
또한 도 2a 및 도 2b와 관련하여, 환원제 전달 유닛(28)에 연결하는 연결 장치(32)에 연결되는 호스(26)의 단부(30)가 도시되어 있다. 또한, 도 3 내지 도 5와 관련하여, 환원제 전달 유닛(28)은 주입 SCR 용액(16)을 호스(26)로부터 연결 장치(32)를 통해 수용하는 유입구(36)를 갖는 바디(34)를 갖는다. 연결 장치(32)와 RDU(28)의 바디(34) 간의 시일링된 연결은 상부 시일(38) 및 중간 시일(41)에 의해 제공된다. 상부 시일(38)은 플랜지(37) 피스 및 바디(34)의 상부 단부에 의해 형성된 상부 그루브(39)에 정위된다. 중간 시일(41)은 바디(34) 상에 감소된 직경 부분에 의해 형성된 중간 그루브(43)에 정위된다. 상부 시일(38) 및 중간 시일(41)은 RDU(28)의 바디(34)의 부분 둘레에 배치되고, 연결 장치(32)와 바디(34) 사이에 두 개의 시일링 포인트를 형성시키고, 이에 의해 바디(34)와 연결 장치(32) 사이의 구역으로부터 주입 SCR 용액(16)의 누출을 방지한다. 상부 시일(38) 및 중간 시일(41)이 도시되고 기술되어 있지만, 이는 본 발명의 범위 내에서 보다 큰 또는 보다 적은 수의 시일이 제공된다.
RDU(28)의 바디(34)는 배기 파이프(47)에서 배기 유로(46)에 연결하는, 분해 튜브(42)에 형성된 천공(44)에 맞물리게 슬라이딩하는 장착 영역(mounting region)(40)을 갖는다. 본 발명의 하나의 실시형태에서, 배기 유로(46)는 도 1에 도시된 차량 배기 시스템(43)에서 배기 파이프(47)에 연결하는 촉매 전환기(49)의 업스트림에서 차량 배기 시스템(43)에 연결한다.
RDU(28)의 바디(34)는 분해 튜브(42)로 연장되는 유출구(54)를 갖는다. RDU(28)의 바디(34)는 유입구(36)와 유출구(54) 사이로 연장되는 유체 통로(56)를 가지며, 여기서, 주입 SCR 용액(16)은 RDU(28)를 통해 흐른다. 차량(12)의 작동 동안에, SCR 시스템(10)은 활성화되며, 펌프(18)는 공급 탱크(14)로부터 액체 용액(15) 또는 주입 SCR 용액(16)으로 빨아들이고, 주입 SCR 용액(16)을 호스(26)로 펌핑시킨다. 호스(26) 및 RDU(28) 내에 함유된 주입 SCR 용액(16)은 펌프(18)에 의해 가압된다. 가압된 주입 SCR 용액(16)이 RDU(28)로 진입할 때, 용액은 유체 통로(56)로 흐를 것이며, 여기서, 스프링-로딩된 피스톤 밸브(58) 및 볼 밸브(60)는 유체 통로(56) 내에 정위되며, 이에 따라, 주입 SCR 용액(16)이 가압될 때, 주입 SCR 용액(16)이 스프링-로딩된 피스톤 밸브(58) 및 볼 밸브(60)를 지나 유체 통로(56)를 통해 선택적으로 진행할 것이며, 이에 의해, 유출구(54)를 통해 용액을 분무시키게 한다. 차량(12)이 꺼질 때, SCR 시스템(10)의 펌프(18)가 또한, 꺼질 것이며, SCR 시스템(10)은 감압될 것이며, 이는 스프링-로딩된 피스톤 밸브(58) 및 볼 밸브(60)를 폐쇄된 위치로 이동시켜 주입 SCR 용액(16)이 유출구(54)로부터 누출되는 것을 방지한다. RDU(28) 및 호스(26) 내에서의 주입 SCR 용액(16)의 압력은 경감될 것이며, 주입 SCR 용액(16)의 동결방지 이점은 하기에 기술될 것이다.
이제 도 3 내지 도 5와 관련하여, 주입 SCR 용액(16) 내에서의 가스 버블의 가압 및 감압의 효과가 도시되어 있다. 본 발명에 따르면, 도 3은 이의 가압된 형태의 주입 SCR 용액(16)을 도시한 것이며, 여기서, 가스 버블(62)은 펌프(18)에 의해 야기된 압력 증가로부터 형성되는 주입 SCR 용액(16)의 압력으로 인해 응축된다. 가압된 버블(62)은 가압될 때, 주입 SCR 용액(16)의 약 1% 내지 약 2%를 차지한다; 그러나, 부피는 시스템에서 온도 및 압력에 따라 달라질 것이다. 상기 실시예에 기술된 방정식을 이용하여, 실제 부피는 계산될 수 있다.
차량(12)이 꺼지고 SCR 시스템(10)이 약 1 절대 바의 압력으로 감압될 때, 압축된 가스 버블(62)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 감압된 가스 버블(64)이 된다. 감압된 가스 버블(64)은 훨씬 더 크고, 주입 SCR 용액(16)의 약 6%보다 큰 공기층 부피를 형성시킨다. 도 5는 통상적으로 약 영하 11℃에서 일어나는 주입 SCR 용액(16)이 동결되기 시작할 때 RDU 유닛(28)을 도시한 것이다. 감압된 가스 버블(64)은 주입 SCR 용액(16)의 액체 부분의 동결 액체를 수용하기 위해 팽창한다. 유사한 결과는 주입 SCR 용액(16) 중 감압된 버블(64)이 또한 존재할 때, 도 5에 도시된 바와 같이 호스(26)에 나타낼 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따라 주입 SCR 용액(16)을 생성시키기 위해 액체 용액(15)의 샘플에 가스 버블을 도입하기 위한 세 가지 상이한 대안적인 실시형태를 나타낸 것이다. 이제 도 6과 관련하여, 공급 탱크(14)는 액체 용액(15)을 함유하는데, 펌프 부재(24)는 액체 용액(15)의 유체 수준 위에 위치된, 공급 탱크(14)에 헤드공간으로 연장되는 스노클(snorkel)(72)로 연결되는 공기 유입구(70) 및 액체 용액을 수용하기 위한 액체 유입구(68)를 갖는다. 스노클(72)은 헤드공간(74)에서 공기 유입구(70)를 통해 펌프(14)의 펌프 부재(24)로 공기를 빨아들인다. 헤드공간(74)으로부터의 공기는 볼 밸브(76)를 지나서 흐르게 함으로써 공기 유입구(70)로 진입하며, 여기서, 공기는 본 발명에 따라 펌프 유출구를 통해 진행하는 주입 SCR 용액(16)을 구성하도록 버블을 생성시키기 위해 액체 용액(15)과 혼합된다.
이제 도 7과 관련하여, 공급 탱크(14)가 액체 용액(15) 내에 위치된 액침된 펌프(18) 및 액체 용액(15)을 갖는 본 발명의 제2 실시형태가 도시되어 있다. 도 6에서의 펌프와 같은 펌프(18)는 액체 유입구(68) 및 공기 유입구(70)를 갖는다. 그러나, 공기 유입구(70)는 이산화탄소, 공기, 또는 산소와 같은 가압된 가스를 함유하는 압축 가스 캐니스터(80)로 연장되는 가스 호스(78)에 연결된다. 제어기(82)는 압축 가스 캐니스터(80)에서 가스 호스(78)로 흐르는 가스의 양을 제어하기 위해 압축 가스 캐니스터에 연결된다. 압축 가스는 볼 밸브(76)를 지나 흐르고 공기 유입구(70)를 통해 펌프(18)로 진입할 것이다. 펌프(18)의 펌프 부재(24)는 본 발명에 따라 주입 SCR 용액(16)을 생성시키기 위해 적절한 양으로 액체 유입구(68)를 통해 진입하는 액체 용액(15)과 공기 유입구(70)을 통해 유입하는 가스를 혼합할 것이다.
이제 도 8과 관련하여, 공급 탱크(14)가 공급 탱크(14) 내에 생성된 주입 SCR 용액(16)을 갖는 본 발명의 제3 실시형태가 도시되어 있다. 본 발명의 이러한 실시형태에서, 팬 또는 이동 가능한 펌프 수로서 도시된 교반기(84)는 공급 탱크(14) 내의 주입 SCR 용액(16)을 혼합시키고 난류가 되게 하여, 공급 탱크(14)의 헤드공간(74)으로부터의 공기가 주입 SCR 용액(16) 내에서 혼합하고 주입 SCR 용액(16)에서 가스 버블을 형성시키도록 한다. 본 발명의 본 실시형태는 주입 SCR 용액(16)을 빨아들이는 단일 액체 유입구(68')를 갖는 펌프(18')를 갖는다.
본 발명의 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 이에 따라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 변형예는 본 발명의 범위에 속하는 것으로 의도된다. 이러한 변형예는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로서 여겨지지 않는다.
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- 동결 방지 선택적 촉매 환원 용액을 갖는 환원제 전달 유닛(reductant delivery unit)으로서,
우레아, 물 및 가스 버블을 함유하는 용액의 미스트(mist)를 배기 시스템(exhaust system)으로부터의 배기 가스와 혼합하는 선택적 촉매 환원 부분을 갖는 상기 배기 시스템;
상기 미스트를 도입하기 위해 상기 선택적 촉매 환원 부분에 연결된 주입 헤드(injection head); 및
상기 주입 헤드에 연결된 선택적으로 가압된 용액 공급 라인(selectively pressurized solution supply line)으로서, 상기 가압된 용액 공급 라인이 우레아, 물 및 가스 버블의 상기 용액을 수용하며, 상기 용액이 가압된 상태 및 감압된 상태로 상기 선택적으로 가압된 용액 공급 라인에 존재하며, 상기 용액이 상기 가압된 상태에 있을 때 상기 가스 버블이 보다 작고 보다 적은 부피를 가지며, 상기 용액이 상기 감압된 상태에 있을 때 용해된 상기 가스 버블이 보다 크고 보다 큰 부피를 가지며, 이에 의해 상기 용액이 감압될 때 동결 공기층(freezing air space)을 형성하는, 상기 선택적으로 가압된 용액 공급 라인을 포함하는, 환원제 전달 유닛. - 제7항에 있어서, 상기 용액 공급 라인에서 상기 용액의 상기 가압된 상태를 완화함으로써 용액이 상기 가압된 상태와 상기 감압된 상태 간에 전이되게 하기 위해 상기 공급 라인에 연결된 압력 완화 밸브(pressure relief valve)를 더 포함하는, 환원제 전달 유닛.
- 제7항에 있어서, 상기 용액이 상기 공급 라인에 진입 시 압력원에 의해 가압되고, 상기 압력원이 공급 탱크에서 상기 용액 위의 헤드 스페이스(head space)에 위치된 가스에 연결된 가스 흡입 라인을 갖는 펌프, 차량에 내장된 가압된 공기원(air source)으로부터의 공기 공급 라인, 압축 가스 카트리지, 가압 펌프와 조합한 상기 공급 탱크에 존재하는 통기원(aeration source), 또는 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것인, 환원제 전달 유닛.
- 제7항에 있어서, 상기 용액이 물질의 31% (m/m) 질량 분율 초과, 물질의 31% (m/m) 질량 분율 내지 물질의 34% (m/m) 질량 분율 범위, 및 물질의 32.5% (m/m) 질량 분율로 이루어진 군으로부터 선택되는 질량 분율의 우레아 함량을 갖는, 환원제 전달 유닛.
- 제7항에 있어서, 상기 가스 버블이, 상기 용액 중에, 1 절대 바의 압력에서 상기 용액의 부피의 7% 초과, 용액의 부피의 7% 내지 9%, 및 상기 용액의 부피의 8%로 이루어진 군으로부터 선택된 부피의 양으로 존재하는, 선택적 촉매 환원 용액.
- 제7항에 있어서, 상기 가스 버블이, 상기 용액 중에, 상기 용액이 262 K의 온도에서 적어도 3 바의 압력으로 가압될 때 상기 용액 부피의 적어도 2.67%의 양으로 존재하는, 선택적 촉매 환원 용액.
- 제12항에 있어서, 상기 가스 버블이, 상기 용액 중에, 상기 용액이 262 K의 온도에서 10 바 이하의 압력으로 가압될 때 상기 용액 부피의 0.80% 초과의 양으로 존재하는, 선택적 촉매 환원 용액.
- 제12항에 있어서, 상기 가스 버블이 가압될 때, 상기 용액의 부피의 2.67% 초과, 용액의 부피의 2.67% 내지 0.80%, 용액의 부피의 1.33% 내지 1.07%, 및 상기 용액의 부피의 0.80% 초과로 이루어진 군으로부터 선택된 부피의 양으로 존재하는, 선택적 촉매 환원 용액.
- 동결 방지 선택적 촉매 환원 용액을 갖는 환원제 전달 유닛으로서,
우레아, 물 및 가스 버블을 함유하는 용액의 미스트를 배기 시스템으로부터의 배기 가스와 혼합하는 선택적 촉매 환원 부분을 갖는 상기 배기 시스템;
우레아, 물 및 가스 버블의 상기 용액을 수용하는 선택적으로 가압된 용액 공급 라인으로서, 상기 용액이 상기 선택적으로 가압된 용액 공급 라인에 가압된 상태 및 감압된 상태로 존재하고, 상기 용액이 상기 가압된 상태에 있을 때 상기 가스 버블이 보다 작고 보다 적은 부피를 가지고, 상기 용액이 상기 감압된 상태에 있을 때 용해된 상기 가스 버블이 보다 크고 보다 큰 부피를 가지고, 이에 의해 상기 용액이 감압될 때 동결 공기층을 형성하는, 상기 선택적으로 가압된 용액 공급 라인; 및
상기 미스트를 도입하기 위해 상기 선택적 촉매 환원 부분에 연결된 주입 헤드로서, 상기 주입 헤드가 상기 공급 라인에 연결 가능하고 상기 공급 라인으로부터의 상기 용액을 수용하고, 상기 선택적으로 가압된 용액이 상기 주입 헤드에 존재하고 상기 주입 헤드의 유체 경로 부품 상에 얼음의 압부력(blocking force)을 가하기 위해 이의 가능성을 제한하는 가스 버블을 가지며, 상기 주입 헤드가 유입구 및 유출구와 함께 유체 유로를 포함하며, 상기 주입 헤드의 바디를 통한 유체 유로가 차량의 배기 유로와 소통하는 금속성 보스(metallic boss)에 장착된 주입기 플랜지(injector flange), 상기 주입기 플랜지와 배기 보스 상의 장착 표면 사이에 개재된 개스킷(gasket)을 포함하며, 상기 개스킷이 상기 용액을 상기 유출구로부터 상기 배기 유로로 진행시키기 위해 관통 홀 및 상기 배기 보스와 소통하는 그 안에 상기 관통 홀을 한정하는 표면적을 가지며, 상기 선택적으로 가압된 용액이 상기 주입 헤드의 상기 바디 부분 내에 수용된 상기 용액의 상기 동결을 방지하는 가스 버블을 함유하는, 상기 주입 헤드를 포함하는, 환원제 전달 유닛. - 제15항에 있어서, 상기 용액이 물질의 31% (m/m) 질량 분율 초과, 물질의 31% (m/m) 질량 분율 내지 물질의 34% (m/m) 질량 분율 범위, 및 물질의 32.5% (m/m) 질량 분율로 이루어진 군으로부터 선택된 질량 분율의 우레아 함량을 갖는, 환원제 전달 유닛.
- 제15항에 있어서, 상기 가스 버블이, 상기 용액 중에, 1 절대 바의 압력에서 상기 용액의 부피의 7% 초과, 용액의 부피의 7% 내지 9%, 및 용액의 부피의 8%로 이루어진 군으로부터 선택되는 부피의 양으로 존재하는, 선택적 촉매 환원 용액.
- 제15항에 있어서, 상기 가스 버블이, 상기 용액 중에, 상기 용액이 262 K의 온도에서 적어도 3 바의 압력으로 가압될 때, 상기 용액의 적어도 2.67%의 양으로 존재하는, 선택적 촉매 환원 용액.
- 제18항에 있어서, 상기 가스 버블이, 상기 용액 중에, 상기 용액이 262 K의 온도에서 10 바 이하의 압력으로 가압될 때, 상기 용액의 0.80% 초과의 양으로 상기 용액에 존재하는, 선택적 촉매 환원 용액.
- 제18항에 있어서, 상기 가스 버블이, 가압될 때, 상기 용액의 부피의 2.67% 초과, 용액의 부피의 2.67% 내지 0.80%, 용액의 부피의 1.33% 내지 1.07%, 및 상기 용액의 부피의 0.80% 초과로 이루어진 군으로부터 선택된 부피의 양으로 존재하는, 선택적 촉매 환원 용액.
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