KR20020002439A - 배기-가스 처리 스테이션의 계량 밸브용 밸브 시트 장치 - Google Patents

배기-가스 처리 스테이션의 계량 밸브용 밸브 시트 장치 Download PDF

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게르하르트 비슬러
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칼 하인쯔 호르닝어
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Abstract

계량 밸브(15)에서 작용하는 배기 가스로부터의 폐열을 저온 환경에 위치한 응축 영역(21)으로 전달하기 위하여 밸브 시트 장치(19)에서 제어되지 않은 열 파이프(20)를 사용함으로써, 간단하게는 계량 밸브를 냉각하고 고온에 의하여 환원제가 화학적으로 변화되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

Description

배기-가스 처리 스테이션의 계량 밸브용 밸브 시트 장치{VALVE SEAT DEVICE FOR A METERING VALVE OF AN EXHAUST TREATMENT STATION}
연료가 실린더 내의 연소실(combustion chamber)로 직접 분사되는 디젤 내연 기관 및 희박 연소 스파크 점화 내연 기관(lean-burn sprark-ignition internal-combustion engine)은, 상기 기관이 작동되는 산소를 훨씬 초과하는 산소로 인하여, 높은 NOx의 배기 가스를 배출하는 경향이 있다. 선택적 촉매 감소 프로세스(selective catalytic reduction process: SCR process)는, 이와 같은 내연 기관으로부터 방출되는 배기 가스 내의 NOx함량을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 프로세스에 있어서, 환원제(reducing agent)가 환원 촉매 변환 장치(reduction catalytic converter)의 상류 지점에서 전기적으로 구동되는 계량 장치의 보조를 받아 배기-가스 스트림에 도입된다. 이러한 유형의 프로세스는 예를 들어 Schoepe 등에 의하여 17th International Vienna Motor Symposium, 1996, Vol1에 "Eingeregeltes Abgasnachbehandlungssystem zur Erfuelung zukueftiger Emissionsgrenzwerte bei Pkw-Dieselmotoren" [승용차 디젤 엔진에서 차후 배기 가스 제한치를 만족시키기 위해 제어되는 배기-가스 후처리 시스템; A controlled exhaust-gas aftertreatment system for meeting future emission limit values in passenger-automobile diesel engines]의 간행물에 기재되어 있다. 사용되는 환원제는 암모니아(ammonia, NH3)일 수 있지만, 그 조작 가능성을 이유로 통상적으로는 요소 수용액(aqueous urea solution)이 사용된다. 하지만, 환원제로서 연료 또는 유도체(derivatives)를 사용하는 것도 가능하다.
이러한 배기-가스 후처리 시스템에서, 내연 기관을 제어하는 장치, 또는 종종 계량 제어 장치 또는 DENOx제어 장치로 불리는 개별 제어 장치는, 예를 들어 환원 촉매 변환 장치의 온도 뿐만 아니라 연소실에 도입되는 연료의 양, 작동 온도 및 회전 속도와 같은 내연 기관의 작동 파라미터에 기초하여 계량되어야 하는 환원제의 원하는 양을 연속적으로 계산한다.
이 경우에 사용된 계량 장치는 예를 들어 저압 가솔린 인젝션 시스템에서 사용되는 것과 같은 전형적인 인젝션 밸브인 것이 바람직하다. 이러한 인젝션 밸브(계량 밸브)를 변경된 용도, 즉 요소 수용액과 같은 환원제를 분사하는 것과 같이 변경된 용도로 사용함에 따라, 적어도 요소 용액(urea solution)에 직접 노출되는 밸브의 구성 요소들은 내요소성 물질(urea resistant materials; 스테인레스 스틸, 코팅된 금속, 플라스틱)로 제조되고, 밸브의 배출구(opening outlet)의 기하학적구조는 배출되는 양에 적합하게 만들어지는데, 배출양은 연료를 계량하는 경우보다 훨씬 작다.
이러한 유형의 SCR 시스템에서, 환원제가 배기 가스에 직접 도입되기 때문에, 계량 밸브는 적합한 시트 장치 또는 어댑터(adapter)를 사용하여, 액체 제트(jet of liquid)가 고온의 배기-가스 스트림을 관통하여 증발되는 방식으로 배기 파이프에 장착된다. 액체가 어댑터 또는 배기 파이프의 벽을 젖게 하는 것이 방지되어야 하는데, 이는 일정한 온도 범위에서 증착물을 일으킬 수도 있기 때문이다.
바람직하지 않은 조건하에서, 계량 밸브의 위치에서 배기-가스 온도는 500 ℃보다 높게 도달할 수도 있는데, 이는 도입되는 환원제와 계량 밸브 자체에도 역효과를 가져올 수도 있다.
일반적으로, 전형적인 저압 가솔린 인젝션 밸브를 사용하는 것은 통상적으로는 약 130 ℃의 특정한 온도까지만 오르는 것을 허용한다. 그 이유는 코일 구조, 특히 전자기 구동(electromagnetic drive)을 위한 코일의 절연(insulation), 및 예를 들어 실(seals)과 같이 사용되는 재료의 내열성에 놓여 있다.
하지만, 인젝션 밸브 또는 적어도 그 일부분 들이 상대적으로 장시간 동안 최대 허용 온도 이상으로 가열된다면, 기능적인 파괴가 일어나고, 나아가서 인젝션 밸브가 완전하게 고장게 된다.
환원제로서 요소 수용액(aqueous urea solution)을 사용하는 경우, 이러한 물질은 상당 기간 동안 정해진 온도 제한(통상 대략적인 상한치로 70 ℃) 이상으로가열되어서는 안되는데, 이는 이러한 임계 온도를 초과하는 경우에 요소가 다른 화학 성분으로 변환되기 시작하고, 효과적인 배기-가스 후처리가 더 이상 확보되지 않기 때문이다.
그러므로, 계량 밸브를 수용하는 어댑터는 배기 파이프와 계량 밸브 사이에 높은 온도 구배(high temperature gradient)를 허용해야 하는데, 이는 밸브가 고온 배기 파이프에 장착됨에도 불구하고 가능한한 효율적인 냉각이 이루어지되도록 하기 위함이다.
DE 44 36 397 A1에서, 환원 촉매 변환기에 공급되는 배기 가스에 환원제를 도입하기 위하여, 전기적으로 제어되는 계량 밸브가 제공되는데, 이 계량 밸브는 공통 하우징(common housing) 내에서 제어 밸브와 함께 결합된다. 제어 밸브는 공급되는 압축 공기의 도입을 제어하기 위하여 사용되는데, 제어 밸브에서는 계량 밸브를 통하여 축적된 다소의 환원제가 프로세스되고 배기 가스에 단속적으로 첨가된다. 제어 밸브 및 계량 밸브는 공통 지지 바디(common supporting body)에 배치되는데, 이 공통 지지 바디 주변으로는 내연 기관 냉각수 회로로부터 냉각수가 유동된다. 비록, 이러한 구조에 의하여 인젝션 밸브 시트 단부에서의 최대 온도는 냉각수 온도(최대 90℃-100℃) 까지 제한될 수 있고, 요소 회로에서의 온도 스트레스(temperature stress)가 해소될 수 있지만, 추가적으로 냉각 쟈켓(cooling jacket), 라인 및 호스 연결부가 필요하다.
DE 38 24 954 A1은 하우징 내에 배치된 촉매 변환 장치, 내연 기관 및 촉매 변환 장치 사이에 배기-가스 라인을 구비한, 내연 기관으로부터 배기 가스를 위한세척 시스템을 기술하고 있는데, 여기서 열 파이프는 그 증발 영역에서 촉매 변환 장치에 공급되는 배기 가스로부터 열을 추출하고, 이 열은 저온 환경에 놓여 있는 응축 영역을 통하여 방출된다. 이러한 경우에 있어서, 제어되지 않는 열 파이프의 증발 영역은 촉매 변환 하우징의 배기-가스 라인 상류에 배치된다.
그러므로 본 발명은, 도입부에서 설명한 유형으로 과공기(excess of air)로 작동되는 내연 기관용 배기-가스 후처리 시스템을 계량하는 밸브를 위한 시트 장치를 제공하는 목적에 기초하는데, 상기 시트 장치는 단순한 구조이며 계량 밸브 및 환원제에서의 열 부하를 최소화한다.
본 목적은 청구항 제 1항의 특징들에 의하여 달성된다.
계량 밸브에 작용하는 배기 가스로부터의 폐열을 저온 환경에 놓여 있는 응축 영역으로 전달하기 위하여 밸브 시트 장치 내에서 제어되지 않은 열 파이프를 사용하는 것이, 계량 밸브를 냉각시키는 것을 용이하게 하고, 그리고 고온으로 인하여 환원제가 화학적 변화를 일으키는 것을 방지하는 것을 용이하게 한다.
냉각 링으로서 계량 밸브 팁을 둘러싸고 액체로 채워진, 밸브 시트 장치 내의 공동(cavity)은 냉각 바디(colling body)와 같은 열 싱크(heat sink)와 유체 소통되는데, 상기 열 싱크(냉각 바디)에는 표면 영역을 증가시켜 냉각 작용을 증가시키도록 립(ribs)이 제공된다.
이러한 유형의 배치는, 전기 또는 유압 요소를 포함하는 능동 냉각을 위한 개별적인 냉각 회로 또는 요소(송풍기(blower), 냉각제 펌프(coolant pump))를 필요로 하지 않는다는 장점이 있다. 이는 어떠한 운동 요소도 없고, 유지 보수도 불필요하며, 그리고 그 구조가 단순하기 때문에 저비용으로 사용될 수 있다. 열 싱크는 별다른 문제없이 차량에 통합될 수 있는데, 이는 그 형상이 원하는 장착 조건에 상당하게 맞을 수 있고, 단위 시간당 단지 상대적으로 소량의 열이 방산되어야 하기 때문이다.
열 싱크가, 차량 내에 있어서 냉각 팬의 공기 스트림 또는 슬립 스트림(slipstream)의 유동에 노출되는 위치에 배치되는 냉각 바디로서 설계된다면, 특히 효과적인 계량 밸브의 냉각이 얻어진다.
냉각 용적을 증가시키기 위하여, 밸브 시트 장치 상에 다수 개의 열 파이프를 제공하는 것도 가능하고, 이들 열 파이프 모두는 하나의 공통된 냉각 바디에 연결되거나, 각각은 전용 냉각 바디에 할당된다.
전체적으로, 열 파이프 원리를 사용하는 것은 매우 간단하고 저렴하게 계량 밸브를 냉각시키는 것을 가능하게 한다. 환원제는 더 이상 임계 온도 이상으로 증가하지 않아서, 환원제의 열 분해(thermal decomposition)도 없다.
본 발명의 추가적인 구조적 특징은 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
청구항 제 1항의 전제부에 따르면 본 발명은 배기-가스 후처리 시스템(exhaust-gas aftertreatment system)의 계량 밸브(metering valve) 용 밸브 시트 장치(valve seat device)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 시트 장치가 사용되는 배기-가스 후처리 시스템에 연계된 내연 기관의 블록 선도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 다른 시트 장치의 예시적인 실시예를 도식적으로 도시한다.
도 1은 블록 선도의 매우 단순화된 형태로서 과공기로 작동되는 내연 기관을, 이에 할당되는 배기-가스 후처리 시스템과 함께 도시한다. 이 경우에 있어서, 단지 본 발명을 이해하는데 필요한 부분들이 도시되어 있다. 특히, 연료 회로의 도시는 생략되어 있다. 본 예시적인 실시예에서는, 디젤 내연 기관이 내연 기관으로 도시되고, 요소 수용액(aqueous urea solution)이 배기 가스를 후처리하기 위한 환원제로 사용된다.
내연 기관(1)에는 흡기 라인(intake line, 2)을 통하여 연소에 필요한 공기가 공급된다. 인젝션 시스템은 예를 들어 내연 기관(1)의 실린더에 연료 KST를 직접 분사하는 인젝션 밸브를 구비한 고압 저장 인젝션 시스템(공통 레일)로 설계될 수 있는데, 상기 인젝션 시스템은 도면 부호(3)으로 지칭된다. 내연 기관(1)으로부터의 배기 가스가 배기-가스 라인(4)을 통하여 배기-가스 후처리 시스템(5)을 거치고, 이로부터 머플러(도시 안됨)를 통하여 대기로 빠져 나간다.
내연 기관(1)을 제어하고 조절하기 위하여, 자체로 공지된 엔진 제어 유니트(6)는 데이터 및 제어 라인(7, 여기서는 단지 대략적으로 도시됨)을 통하여 내연 기관(1)에 연결된다. 이 데이터 및 제어 라인(7)을 통하여 센서(예를 들어, 흡기, 충진 공기(charging air), 냉각제를 위한 온도 센서, 부하 센서, 속도 센서)로부터의 신호 및 엑츄에이터(예를 들어 인젝션 밸브, 작동 요소)를 위한 신호가 내연 기관(1) 및 엔진 제어 유니트(6) 사이에서 전달된다.
배기-가스 후처리 시스템(5)은, 일렬로 연결된 다수 개의 촉매 변환유니트(81, 82)를 포함하는 환원 촉매 변환 장치(8)를 구비한다. 추가적으로, 산화 촉매 변환 장치(oxidation catalystic converter)는 각각의 경우에 환원 촉매 변환 장치(8)의 하류 및/또는 상류에 배치될 수 있다. 더욱이, 전기적으로 구동 가능한 환원제용 이송 펌프(electrically drivable delivery pump, 11)를 구비한 환원제 저장 컨테이너에 할당되는 계량 제어 유니트(9)가 있다.
본 예시적인 실시예에서 사용되는 환원제는, 환원제 저장 컨테이너(10)에 저장되는 요소 수용액이다. 이러한 컨테이너는 환원제 저장 컨테이너(7) 내의 요소 용액의 온도와 환원제 저장 컨테이너(7) 내의 수위를 자기(自記: register)하는 전기 가열 장치(12) 및 센서(13, 14)를 구비한다. 추가적으로, 환원 촉매 변환 장치(8)의 상류에 배치된 온도 센서로부터의 신호 및 환원 촉매 변환 장치(8)의 하류에 배치된 예를 들어 NOx센서(도시 안됨)와 같은 배기-가스 계량 픽업(measuring pick-up)으로 부터의 신호도 계량 제어 유니트(9)에 전달된다.
계량 제어 유니트(9)는 전자기 계량 밸브(15)를 제어하는데, 이송 펌프(11)의 보조를 받아 환원제 저장 컨테이너(10)로부터 요소 용액이 요구되는 만큼 라인(16)을 통하여 이 전자기 계량 밸브에 공급된다. 환원 촉매 변환 장치(8)의 상류 배기-가스 라인(4)으로 계량 밸브(15)에 의한 요소 용액 분사가 실행된다.
내연 기관(1)이 작동하는 경우, 배기 가스가 도시된 화살표 방향으로 배기-가스 라인(4)을 통하여 유동한다.
계량 제어 유니트(9)는 이들 유니트 사이에서 데이터 전송을 목적으로 전기버스 시스템(electrical bus system, 17)을 통하여 엔진 제어 유니트(6)에 연결된다. 계량되어야 하는 요소 용액의 양을 계산하는 것에 관한, 엔진 속도, 공기 질량, 연료 질량, 인젝션 펌프의 제어 경로, 배기-가스 질량 유동, 작동 온도, 충진-공기 온도, 분사(injection) 시작 등과 같은 작동 파라미터가 버스 시스템(17)을 통하여 계량 제어 유니트(9)에 전달된다.
이러한 파라미터들과 배기-가스 온도 및 NOx함량에 대한 측정치에 기초하여, 계량 제어 유니트(9)는 인젝션되어야 하는 요소 용액의 양을 계산하고, 대응 전기 신호를 전기 연결 라인(18)을 통하여 계량 밸브(15)에 전달한다. 배기-가스 라인(4)에 분사되는 경우, 요소는 가수 분해되어(hydrolize) 완전하게 혼합된다. 배기 가스에서 NOx를 촉매 환원하여 N2와 H2O를 형성하는 것은 촉매 변환 유니트(catalytic converter units; 81, 82)에서 발생한다.
일반적으로 요소 용액을 배기-가스 라인(4)에 도입하는데 사용되는 계량 밸브(15)는, 배기-가스 라인(4)의 벽에 확고하게 연결되는 밸브 시트 장치에 탈착 가능하게 장착된 전형적인 저압 가솔린 인젝션 밸브이다.
도 2는 이러한 유형의 계량 밸브(15)를 도시하는데, 밸브 시트 장치(valve seat device, 19)를 포함한다; 더욱 상세하게는, 이 도면에서 계량 밸브(15)는 단면으로 도시되어 있지 않는 반면, 밸브 시트 장치(19)는 부분적인 단면으로 도시되어 있다. 이러한 밸브 시트 장치(19)는 외부 벽(outer wall, 191)을 통하여 배기-가스 라인(4)의 벽(41)에 확고하게 연결되어 있다; 금속 밸브 시트 장치(19)의 경우에, 예를 들어 상기 벽(41)에 용접되어 있다. 대안적으로는, 밸브 시트 장치(19)는 세라믹으로 구성될 수도 있고/있거나 배기 파이프로부터 멀리 떨어져 배치된 이 장치의 적어도 부분들이 내열 플라스틱으로 구성될 수도 있다. 사용되는 재료는 한편으로는 낮은 열 전도성(low heat conductivity)을 가져야 하는데, 배기 가스 및 배기-가스 라인(4)으로부터 가능한한 적은 열이 계량 밸브(15)에 전달되고, 이차적으로는 계량 밸브(15)를 수용하기에 충분히 높은 기계적 강도를 구비해야 하며, 내연 기관(1)이 작동하는 경우 확고하게 유지되어야 한다.
계량 밸브(15)가 밸브 시트 장치(19)에 장착되고, 적합한 나사 연결 또는 클램핑 장치(192)에 의하여 확고하게 유지되어, 계량 밸브(15)는 방사상으로 그리고 축방향으로 중심이 맞추어 진다.
이를 위하여, 배기-가스 라인(4)으로부터 멀리 떨어진 각각의 측면에, 밸브 시트 장치(19)가 계량 밸브 바디(151)의 지름에 합치하는 오목부(recess, 193)를 구비하여, 삽입되는 위치에서 계량 밸브 팁(152)이 배출구(outlet opening, 153)와 함께 요소 용액을 위한 통과 개구가 제공되는 배기-가스 라인(4)의 벽(41)의 바로 앞에 놓여 있거나 같은 높이로 배치된다. 이러한 경우에 있어서, 계량-밸브 팁(152)이 배기 가스에 관하여 밸브 시트 장치(19)에 통합되어 형성된 콘(cone, 194)에 대하여 밀봉되어 있다.
배기 가스로부터 발산되는 열을 감쇠시켜, 계량 밸브(15)를 냉각시키기 위하여, 계량-밸브 팁(152)을 둘러싸는 밸브 시트 장치(19)의 부분은 열-교환 케이싱으로 설계된다. 이러한 목적을 위하여, 외부 벽(outer wall, 195)과 내부 벽(innerwall, 196)에 의하여 범위가 한정되는 냉각 링(197)이 제공되는데, 상기 내부 벽(196)은 계량 밸브 팁(152)의 표면과 물리적으로 직접 접촉하여 열교환 벽을 형성하는 반면, 냉각 링(197)의 공동(198)은 액체 매질(liquid medium)로 가득채워져 있다.
계량 밸브 팁(152)과 냉각 링(917) 사이의 개선된 열 전달을 이루기 위하여, 예를 들어 호일(foil)과 같은 중간층(interlayer)이 삽입되는 것도 가능하다.
열 파이프(20)는 일측으로 냉각 링(197) 내의 공동(198)과 유체 소통하고, 타단부에서는 내연 기관에 의하여 구동되는 차량 내에 배치된 냉각 바디(21)에서 종료되는데, 냉각 바디는 계량 밸브(15)와 배기-가스 라인(4)으로부터 이격되어 있다. 냉각 바디(21)는 예를 들어, 밸브 시트 장치(19) 또는 배기-가스 라인(4)에 확고하게 연결된 차폐 플레이트(shielding plate, 22)에 부착되고, 열 파이프(20) 및 냉각 바디(21) 양자로부터 고온 배기-가스 라인(4)의 방사열을 제거한다. 더욱이, 이는 밸브 시트 장치(19), 열 파이프(20), 냉각 바디(21) 및 배기 파이프(4)가 차체에 대하여 탄성있게 현가되고 진동을 수용할 수 있는 구조를 형성하는 것을 보증한다.
표면적을 증가시켜 개선된 냉각을 제공하기 위하여, 냉각 바디(21)는 다수 개의 냉각 립(cooling ribs) 또는 냉각 핀(cooling fins)을 구비한다. 냉각 작용을 증가시키기 위하여, 냉각 바디(21)를 슬립 스트림 또는 내연 기관(1)을 냉각시킬 목적인 팬의 공기 스트림의 적어도 부분에 노출되는 차량의 위치에 배치하는 것도 가능하다.
더욱이, 바람직하게는 상호 간에 평행하고, 모두 냉각 링(197)에 연결되며, 공통 냉각 바디 또는 수 개의 열 파이프(20)에 의존하여 다수 개의 냉각 바디(21)로 개방되어 있는 다수 개의 열 파이프(20)를 제공하는 것도 가능하다.
만약 사용되는 환원제가 요소 수용액이라면, 열 파이프(20)를 위하여 선택된 용액은 대략 60 ℃에서 그리고 이 온도에서 설정되는 압력에서 높은 증발열로 끓는 냉각 매질이다. 비등 작용과 이러한 목적을 위하여 소모된 증발열은, 계량 밸브 팁(152) 주변의 냉각 링(197)이 매우 효율적으로 냉각되었다는 것을 의미한다. 증발된 냉각 매질은 냉각 바디(21)로 돌출된 열 파이프(20) 내에서 응축하여, 증발열을 방출하고, 그리고 밸브 시트 장치의 냉각 링(197)으로 다시 유입된다.
이러한 열적 특성을 고려할 때, 물이 탁월하게 적합한 냉각 매질이고, 이는 대략 0.2 bar의 압력에서 물의 비등점은 이러한 온도 범위에 있고 또한 물은 상대적으로 높은 증발열을 가지고 있기 때문이다.

Claims (15)

  1. 환원 촉매 변환 장치의 내연 기관 상류로부터 용액 환원제를 배기 가스에 도입하는 것을 제어하기 위하여 사용되는 계량 밸브를 수용하기 위한 밸브 시트 장치로서, 계량 밸브를 냉각하기 위한 장치를 구비하는 밸브 시트 장치에 있어서,
    - 상기 밸브 시트 장치(19)가, 용액으로 채워지고 증발 영역 및 응축 영역을 구비한 하나 또는 그 이상의 제어되지 않은 열 파이프(20)를 포함하고,
    - 상기 증발 영역은 배기 가스에 의하여 공급되는 열을 단부(152)에서 환원제가 배출되는 계량 밸브(15)로부터 추출하고, 상기 열을 응축에 의하여 상기 계량 밸브(20)로부터 이격되어 있고 저온 환경에 놓여 있는 냉각 바디(21)로 방출하는 밸브 시트 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    - 상기 밸브 시트 장치(19)가 외부 벽(195) 및 내부 벽(196)에 의하여 형성된 공동(198)을 구비하고,
    - 상기 내부 벽(196)이 상기 계량 밸브(15)의 적어도 일부분을 둘러싸서 열-교환 벽을 형성하고,
    - 상기 공동(198)이 액체로 채워지고, 상기 열 파이프(20)를 통하여 상기 냉각 바디(21)와 유체 소통하는 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 공통의 증발 영역을 구비하고 모두가 상기 냉각 바디(21)에 연결되는 다수 개의 열 파이프(20)가 제공되는 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다수 개의 열 파이프(20)가 제공되고, 각각의 열 파이프(20)는 전용 냉각 바디(21)에 할당되는 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 바디(21)가, 내연 기관이 장착된 차량의 슬립 스트림 또는 상기 내연 기관을 냉각하는 팬의 공기 스트림의 적어도 일부분이 그 표면을 유동하는 위치에 배치되는 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 열 파이프(20)가 액체로 채워지고, 상기 액체의 비등점은 상기 계량 밸브(15) 사용에 도입되는 환원제의 임계 온도 약간 아래인 장치.
  7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 열 파이프(20)가 물로 채워지는 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 증발 영역이 상기 계량-밸브 팁(152)을 직접 둘러싸는 냉각 링(197)으로 설계되는 장치.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 증발 영역이 냉각 링(197)으로 설계되고, 상기 냉각 링(197)과 상기 계량-밸브 팁(152) 사이에서의 열 전달을 개선하는 중간층이 이들 부품 사이에 도입되는 장치.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 냉각 바디(21)가, 상기 고온 배기-가스 라인(4)의 방사 열로부터 이를 차폐하는 차폐 플레이트(23) 상에 장착되는 장치.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 계량 밸브(15)가 클램핑 장치에 의하여 상기 밸브 시트 장치(19)에 유지되어, 축방향 및 방사 방향으로의 변위가 방지되는 장치.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 계량 밸브(15)가 나사 연결에 의하여 상기 밸브 시트 장치(19)에 유지되어, 축방향 및 방사 방향으로의 변위가 방지되는 장치.
  13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 밸브 시트 장치(19)가 금속 재료로 구성되는 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 시트 장치(19)가 세라믹 재료로 구성되는 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 시트 장치(19)가 적어도 부분적으로 내열 플라스틱 재료를 포함하는 장치.
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