KR20020068049A - Device for the exhaust treatment in an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
적어도 하나의 촉매 컨버터 챔버가 하나 또는 다수의 전열기 플러그(30)를 구비하고 모든 전열기 플러그(30)는 전열기(44)를 구비하며, 상기 전열기는 배기 가스가 우선 전열기 또는 전열기들을 통해 흐르고 난 후 촉매 컨버터(20)를 통과하도록 배치되며, 전열기(44)의 가열에 의해 연소 가능한 성분을 함유한 배기 가스의 점화가 보장될 수 있는, 하나 이상의 촉매 컨버터 챔버를 포함하는 내연 기관의 배기 가스 처리 장치에 있어서, 상기 전열기(44)가 촉매 컨버터 챔버(13)를 향한 외부 세라믹 층을 구비하는 장치에 관한 것이다.At least one catalytic converter chamber has one or a plurality of heater plugs 30 and all of the heater plugs 30 have a heater 44, which is the catalyst after the exhaust gas first flows through the heater or heaters. In the exhaust gas treatment apparatus of an internal combustion engine comprising one or more catalytic converter chambers arranged to pass through the converter 20, in which ignition of exhaust gases containing combustible components by heating of the heater 44 can be ensured. The apparatus relates to a device in which the heater 44 has an outer ceramic layer facing the catalytic converter chamber 13.
Description
독일 특허 공개 제 39 39 068 호에는 촉매 컨버터를 구비하는 상기 장치가 공지되어 있으며, 상기 장치에서 촉매 컨버터는 촉매 컨버터에 돌출한 하나 또는 다수의 전열기 플러그에 의해 가열된다. WO 97/25525 에서도 촉매 컨버터 대기실 앞에 장착된 전열기 플러그가 촉매 컨버터 대기실을 가열하고 거기에서 가연성 혼합물의 점화를 위해 이용된다.German Patent Publication No. 39 39 068 discloses such a device having a catalytic converter in which the catalytic converter is heated by one or a plurality of heater plugs protruding from the catalytic converter. In WO 97/25525 also a heater plug mounted in front of the catalytic converter waiting room is used for heating the catalytic converter waiting room and for ignition of the combustible mixture.
배기 가스 관내에서 가연성 혼합물의 점화(혼합물 점화는 또한 배기 가스 후속 연소 라고 한다)시 발산하는 열의 양은 배기 가스 처리를 위한 촉매 컨버터 장치를 가열하는데 이용되는 원리가 독일 특허 공개 제 44 00 260 호에 공지되어 있다. 따라서 발산하는 열의 양을 근거로 촉매 컨버터의 신속한 가열이 작동 온도에 도달하게 된다. 상기 촉매 컨버터의 열 공급은 내연 기관의 시동 후 특히 단시간에 걸쳐 실행된다. 왜냐하면 촉매 컨버터가 최소 작동 온도를 대부분 더 이상 견디지 못하였기 때문이다. 비로소 약 300 ℃ 의 최소 작동 온도에서 배기 가스의 오염된성분의 효과적인 감소가 보장될 수 있다.The amount of heat dissipated during ignition of the combustible mixture in the exhaust gas pipe (mixture ignition is also referred to as exhaust gas subsequent combustion) is known in German Patent Publication No. 44 00 260 for the principle used to heat the catalytic converter device for exhaust gas treatment. It is. Thus, rapid heating of the catalytic converter reaches the operating temperature based on the amount of heat dissipated. The heat supply of the catalytic converter is carried out over a particularly short time after the start of the internal combustion engine. This is because most catalytic converters can no longer withstand the minimum operating temperature. Only at a minimum operating temperature of about 300 ° C. an effective reduction of contaminated components of the exhaust gas can be ensured.
선행 기술에 따른 배기 가스 처리 장치에 사용되는 전열기 플러그는 배기 가스 후속 연소를 위해 외부에 위치하는, 촉매 컨버터 대기실에 대해 폐쇄된 금속성의 슬리브를 포함하는 가열 부재를 구비하며, 전열기의 열 공급은 내부에 있는 가열 와이어에 의해 이루어진다. 또한 금속성 슬리브 내부에 세라믹 분말이 제공되며, 상기 분말은 한편으로는 가열 와이어에 의해 금속성 슬리브로 열 전도를 제공하고 다른 한편으로는 와이어를 그 위치에 고정한다. 촉매 컨버터 대기실과 먼쪽으로 개방되는 금속성 슬리브를 밀봉하기 위해 주로 탄성 중합체로 이루어진 밀봉부가 사용되며, 상기 밀봉부는 세라믹 분말 또는 가열 와이어를 진공 상태로 밀봉한다. 선행 기술에 따라 이용되는 밀봉부는 약 220℃ 이상의 온도에서는 불안정하므로 상기 온도 범위에서 밀봉 기능을 행할 수 없다. 내연 기관의 작동시 배기 가스관의 조립 위치 및 밀봉 위치에서 전열기 온도는 500℃ 내지 600℃ 범위에 놓인다. 따라서 배기 가스 처리 장치에 있어서 선행 기술에 따라 사용된 전열기의 밀봉부는 적합하지 않다.The heater plug used in the exhaust gas treatment device according to the prior art has a heating element comprising a metallic sleeve closed to the catalytic converter waiting room, which is located externally for the exhaust gas subsequent combustion, the heat supply of the heater being internal Is made by a heating wire in the. Also provided is a ceramic powder inside the metallic sleeve, which provides heat conduction to the metallic sleeve on the one hand by the heating wire and on the other hand holds the wire in place. Seals made mainly of elastomer are used to seal the metallic sleeves that are open away from the catalytic converter waiting room, which seals the ceramic powder or heating wire in a vacuum. The sealing portion used according to the prior art is unstable at a temperature of about 220 ° C. or higher and thus cannot perform the sealing function in the above temperature range. In operation of the internal combustion engine, the heater temperature in the assembly position and the sealing position of the exhaust gas pipe is in the range of 500 ° C to 600 ° C. Therefore, the seal of the heater used according to the prior art in the exhaust gas treating apparatus is not suitable.
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 배기 가스 처리 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 특히 내연 기관에 장착된다.The present invention relates to an exhaust gas treating apparatus according to the preamble of the independent claim. The device is in particular mounted on an internal combustion engine.
도 1은 본 발명에 따른 내연 기관의 배기 가스 처리 장치의 개략도.1 is a schematic diagram of an exhaust gas treating apparatus of an internal combustion engine according to the present invention;
도 2 및 3은 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 전열기 플러그의 실시예.2 and 3 show an embodiment of the heater plug of the exhaust gas treating apparatus according to the present invention.
도 4 및 5는 종-횡단면 상의 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 전열기의 실시예.4 and 5 show an embodiment of a heater of an exhaust gas treatment device according to the invention on a longitudinal cross section.
독립 청구항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치는 전열기 밀폐가 더 이상 필수적이지 않은 것이 장점이다. 또한 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 가열 부재는 높은 온도에 및 반응 가스에 대해서도 안정성을 갖는다.An exhaust gas treatment device according to the invention comprising the features of the independent claims has the advantage that the heater closure is no longer necessary. In addition, the heating member of the exhaust gas treating apparatus according to the present invention has stability at high temperatures and with respect to the reactive gas.
종속항에 제시된 조치들에 의해 독립 청구항에 제시된 대상의 바람직한 실시와 개선이 가능하다. 두 개의 서로 연결된 전기 절연 세라믹 층 및 하나의 절연성 세라믹 층으로 이루어진 가열 부재를 형성하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 이것은 간단한 구조로 형성되기 때문이다. 가열 부재의 여러가지 부품의 열 팽창 계수와 관련하여 가열 부재의 형성은 전기 절연 및 절연성 세라믹 층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 층의 조성의 변형에 의해 열 팽창 계수가 최적으로 조절될 수 있다. 그러므로 열 순환시 가열 부재의 손상이 방지된다. 상기 구조는 전도성 세라믹 측의 U 자형 및 원통형으로 구현될 수 있다. 또한 내부에 위치한 금속성의 가열 와이어에 의한 가열 부재는 세라믹 매트릭스로 둘러싸이도록 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면 가열 부재 외부에 세라믹 층의 상기의 간단한 구현이 가능하기 때문이다. 본 발명의 실시예가 도면에 도시되어 있으며, 하기에서 상세히 설명된다.The measures set out in the dependent claims enable the implementation and improvement of the subject matter set out in the independent claims. It is desirable to form a heating member consisting of two interconnected electrically insulating ceramic layers and one insulating ceramic layer. Because it is formed in a simple structure. In connection with the coefficient of thermal expansion of various components of the heating element, the formation of the heating element preferably consists of an electrically insulating and insulating ceramic layer. This is because the coefficient of thermal expansion can be optimally adjusted by variations in the composition of the layer. Therefore, damage to the heating member during heat circulation is prevented. The structure can be implemented in U-shaped and cylindrical on the conductive ceramic side. In addition, the heating member by the metallic heating wire located therein is preferably formed to be surrounded by a ceramic matrix. This is because the above simple implementation of the ceramic layer is possible outside the heating element. Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in detail below.
도 1은 종단면으로서 하나 또는 다수의 연소실(5)로부터 생성되는 배기 가스가 배기 가스관(7)으로 이동하는 배기 가스 처리 장치를 개략적으로 도시한다. 배기 가스의 경로는 화살표로 표시된다. 배기 가스는 먼저 배기 가스 파이프(10)를 통과한 후 촉매 컨버터 챔버(13)에 이르며, 촉매 컨버터 챔버는 배기 가스 파이프(10)에 비하여 보다 큰 횡단면을 갖는다. 상기 촉매 컨버터 챔버(13)는 촉매 컨버터 대기실(15)과 촉매 컨버터(20)를 포함한다. 촉매 컨버터 챔버(15)에는 하나 또는 다수의 전열기 플러그(30)가 장착된다. 상기 전열기 플러그는 접속 커넥터(35)와 공급 파이프(40)을 구비한다. 전열기 플러그는 또한 도시되어 있듯이, 촉매 컨버터 대기실(15)의 일부에 배치될 수 있으며, 상기 촉매 컨버터 대기실에서 배기 가스 파이프(10)로부터 촉매 컨버터 챔버(13)로 배기 가스 도관의 횡단면이 확장되거나 전열기 플러그가 촉매 컨버터의 횡단면을 갖는 촉매 컨버터 대기실(15)의 일부에 배치될 수 있다. 상기 지점이 도면 부호 41 에 해당한다. 또한 배기 가스 파이프(41)내에 보조 공기용 공급 파이프가 배치된다. 배기 가스관(7)에 공급 파이프 앞의 배기 가스 파이프 내에 예비 촉매 컨버터가 배치된다. 또한 전열기 플러그(30) 앞 촉매 컨버터 대기실(15)에 유동 조정기 배치가 가능하다. 또한 배기 가스관(7)에 하나 또는 다수의 산소 센서를 장착할 수 있다. 상기 산소 센서는 일반적으로 람다 프로브로 형성된다.FIG. 1 schematically shows an exhaust gas treating apparatus in which exhaust gas generated from one or a plurality of combustion chambers 5 moves to an exhaust gas pipe 7 as a longitudinal section. The path of the exhaust gas is indicated by the arrow. The exhaust gas first passes through the exhaust gas pipe 10 and then reaches the catalytic converter chamber 13, which has a larger cross section than the exhaust gas pipe 10. The catalytic converter chamber 13 includes a catalytic converter waiting room 15 and a catalytic converter 20. The catalytic converter chamber 15 is equipped with one or more heater plugs 30. The heater plug has a connecting connector 35 and a supply pipe 40. The heater plug may also be disposed in a portion of the catalytic converter waiting room 15, as shown, in which the cross section of the exhaust gas conduit extends from the exhaust gas pipe 10 to the catalytic converter chamber 13 or the heater. The plug may be arranged in a portion of the catalytic converter waiting room 15 having a cross section of the catalytic converter. This point corresponds to reference numeral 41. In addition, a supply pipe for auxiliary air is disposed in the exhaust gas pipe 41. The precatalyst converter is arranged in the exhaust gas pipe in front of the supply pipe in the exhaust gas pipe 7. It is also possible to arrange the flow regulator in the catalytic converter waiting room 15 in front of the heater plug 30. It is also possible to mount one or more oxygen sensors on the exhaust gas pipe 7. The oxygen sensor is generally formed with a lambda probe.
배기 가스는 연소실(5)로부터 화살표 방향으로 배기 가스관(7)을 통해 흐른다. 따라서 먼저 배기 가스 파이프(10)를 통과한다. 보조 공기용 공급 파이프를 통해 그곳의 배기 가스에 보조 공기가 공급된다. 따라서 보조 공기와 혼합된 배기 가스가 촉매 컨버터 대기실(15)을 통과하고 상기 촉매 컨버터 대기실에서는 특정 시간에 전열기 플러그(30)에 의해 열의 양이 방출된다. 그리고 나서 배기 가스는 촉매 컨버터(20)로 들어간다. 대개 3단 경로의 촉매 컨버터로 형성되는 촉매 컨버터(20)에서는 배기 가스의 CO, NOx 및 HC 성분이 촉매적으로 작용하는 촉매 담체의 석출물과 반응한다. 촉매 컨버터(20)는 촉매에 의한 반응이 이루어질 수 있으려면 온도가 300℃ 를 넘어야 한다. 상기 온도를 변환 한계라고 한다. 내연 기관 시동시 촉매 컨버터(20)는 아직 변환 온도에 이르지 못한다. 그렇기 때문에 촉배 컨버터를 가열하는 것이 반드시 필요하다. 촉매 컨버터의 가열은 본 설명의 도입부에서 이미 언급된 소위 배기 가스 연소에 의해 촉매 컨버터를 가열하는 간단한 방법이며, 고도의 에너지 방출이 이루어진다. 그럼으로써 촉매 컨버터를 매우 신속하게 가열하는 것이 가능하다. 상기 가열은 내연 기관의 시동 후 수 분까지 주기 동안 및 내연 기관이 작동하는 동안, 예컨대 온도 센서에 의해 촉매 컨버터의 온도가 변화 한계 이하로 감소된 것이 확인될 때 이루어진다.The exhaust gas flows from the combustion chamber 5 through the exhaust gas pipe 7 in the direction of the arrow. Therefore, it first passes through the exhaust gas pipe 10. Auxiliary air is supplied to the exhaust gases there through a supply pipe for auxiliary air. Therefore, the exhaust gas mixed with the auxiliary air passes through the catalytic converter waiting room 15, and the amount of heat is released by the heater plug 30 at a specific time in the catalytic converter waiting room. The exhaust gas then enters the catalytic converter 20. In the catalytic converter 20, which is usually formed of a three-stage catalytic converter, the CO, NOx and HC components of the exhaust gas react with the precipitates of the catalytic carrier which act catalytically. The catalytic converter 20 must have a temperature exceeding 300 ° C. in order to be able to react with the catalyst. This temperature is called the conversion limit. The catalytic converter 20 has not yet reached the conversion temperature at the start of the internal combustion engine. That is why it is necessary to heat the tentative converter. Heating of the catalytic converter is a simple way of heating the catalytic converter by the so-called exhaust gas combustion already mentioned at the beginning of the present description, and a high energy release is achieved. This makes it possible to heat the catalytic converter very quickly. The heating takes place during cycles up to several minutes after the start of the internal combustion engine and during operation of the internal combustion engine, for example, by a temperature sensor confirming that the temperature of the catalytic converter is reduced below the change limit.
분사된 연료량 및/또는 점호각의 영향으로 오일상의 배기 가스가 제공된다. 상기 배기 가스는 연소 가능한 배기 가스가 발생하도록 보조 공기 파이프(43)을 통해 보조 공기와 혼합된다. 배기 가스의 점화는 촉매 컨버터 대기실(13)의 전열기 플러그(30)에 의해 제공된 열의 양을 이용하여 제공된다. 배기 가스의 연소에 의한 발열 반응을 통해 발생하는 열의 양은 촉매 컨버터(20)의 가열에 이용한다. 상기 배기 가스 연소는 내연 기관 시동 이후 즉시 또는 변환 한계 이하가 되었음이 확인되면 수 분의 시간까지 실행된다. 연소를 보장하기 위해 전열기 플러그는 상기 주기로 작동된다. 커넥터(30)와 공급 파이프(40)를 통해 전열기 플러그(30)로 가열을 위해 필요한 전기 에너지가 제공된다. 상기 에너지는 도시되지 않은 내연 기관의전원 장치로부터 얻게 된다.The oily exhaust gas is provided under the influence of the injected fuel amount and / or the firing angle. The exhaust gas is mixed with the auxiliary air through the auxiliary air pipe 43 to produce a combustible exhaust gas. Ignition of the exhaust gas is provided using the amount of heat provided by the heater plug 30 of the catalytic converter waiting room 13. The amount of heat generated through the exothermic reaction by combustion of the exhaust gas is used for heating the catalytic converter 20. The exhaust gas combustion is carried out immediately after the start of the internal combustion engine or until a few minutes if it is confirmed that it is below the conversion limit. The heater plug is operated in this cycle to ensure combustion. The electrical energy required for heating to the heater plug 30 is provided through the connector 30 and the supply pipe 40. The energy is obtained from a power supply of an internal combustion engine, not shown.
전열기 플러그(30)는 전열기(44)를 구비하고 상기 전열기는 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치에 촉매 컨버터 대기실(15)을 향한 세라믹 성분으로 이루어진 외부층을 구비한다. 전열기 플러그의 온도에 의해 작동하지 않는 실링 없는 전열기의 플러그(30)를 구현하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 전열기 플러그는 배기 가스 후속 연소를 보조하기 위한 부가의 조치 없이 냉각에 사용된다. 또한 상기 전열기 플러그(30)는 높은 온도와 반응 가스에 대해 높은 안정성을 갖는다.The heater plug 30 is provided with a heater 44 and the heater has an outer layer of ceramic components facing the catalytic converter waiting room 15 in the exhaust gas treatment apparatus according to the invention. It is possible to implement a plug 30 of an unsealed heater that does not operate by the temperature of the heater plug. The heater plug of the exhaust gas treatment device according to the invention is thus used for cooling without additional measures to assist in exhaust gas subsequent combustion. In addition, the heater plug 30 has a high temperature and high stability to the reaction gas.
도 2는 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 촉매 컨버터 대기실용 전열기 플러그의 실시예를 종단면으로 대략적으로 도시한다. 상기 전열기 플러그(30)는 금속성 하우징(45)을 구비한다. 상기 하우징(45)의 중앙 원통형의 홀에 단말 기둥(50)이 배치되고 상기 기둥은 밀봉 부재(55)에 의해 고정된다. 상기 밀봉 부재(55)는 또한 전열기 플러그의 촉매 컨버터 대기실과 먼쪽의 단부를 밀봉한다. 바람직한 실시예에서는 촉매 컨버터 대기실쪽으로 탄성 부재, 주로 접촉 스프링 또는 분말 패킹으로 형성될 수 있는 연결 부재(60)가 배치된다. 하우징의 원통형 중앙홀에도 연결 부재 뒤의 촉매 컨버터 대기실 쪽으로 전열기(44)가 제공된다. 상기 전열기(44)는 하우징(45) 단부를 지나 촉매 컨버터 대기실(15)로 돌출되어 있다. 전열기에 존재하는 전기 저항 때문에 전열기 플러그(44)의 가열과 그것에 의해 점화된 배기 가스로 촉매 컨버터(20)의 가열이 이루어진다.Figure 2 shows schematically in longitudinal section an embodiment of a heater plug for a catalytic converter waiting room of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention. The heater plug 30 has a metallic housing 45. The terminal pillar 50 is disposed in the central cylindrical hole of the housing 45, and the pillar is fixed by the sealing member 55. The sealing member 55 also seals the end portion away from the catalytic converter waiting room of the heater plug. In a preferred embodiment, a connecting member 60, which can be formed of an elastic member, mainly a contact spring or powder packing, is arranged towards the catalytic converter waiting room. The cylindrical central hole of the housing is also provided with a heater 44 towards the catalytic converter waiting room behind the connecting member. The heater 44 protrudes through the end of the housing 45 into the catalytic converter waiting room 15. Because of the electrical resistance present in the heater, the catalytic converter 20 is heated by the heating of the heater plug 44 and the exhaust gas ignited by it.
전열기(44)는 제 1 전기 절연 층(90)과 제 2 전기 절연 층(95)로 이루어진다. 전기 절연 세라믹으로 구성된 양 전기 절연 층은 마찬가지로 세라믹 재료로 구성된 절연층(97)에 의해 분리된다. 전열기(44)의 촉매 컨버터 대기실 측 모서리에 제 1 전기 절연 층(90)과 제 2 전기 절연 측(95)이 영역(100)내에서 서로 연결된다. 상기 영역(100)도 세라믹 재료로 구성된다. 전기 접촉부는 연결 부재(60)와 제 1 전기 절연 층(90), 연결 영역(100)과 제 2 전기 절연 층(95)을 지나 하우징(45)에 이른다. 세라믹 재료로 이루어진 전기 절연 층(90,100)의 저항에 의해 전열기(44)의 가열이 이루어진다. 전열기는 오직 세라믹으로 구성, 즉 촉매 컨버터 대기실을 향한 층이 고체의 세라믹 재료로 구성되도록 형성된다. 따라서 전열기 내부에 산소에 대해 밀폐되어야 하는 다른 금속성 재료가 존재하지 않는다. 따라서 전열기의 밀폐 자체가 필수적이지 않으며 탄성 중합 밀봉체가 전열기에 사용될 필요가 없다. 또한 전열기의 세라믹 재료는 고온 및 반응 가스에 대해 높은 안정성을 갖는다.The heater 44 consists of a first electrically insulating layer 90 and a second electrically insulating layer 95. Both electrically insulating layers composed of electrically insulating ceramics are likewise separated by an insulating layer 97 composed of ceramic material. At the edge of the catalytic converter waiting room side of the heater 44, the first electrically insulating layer 90 and the second electrically insulating side 95 are connected to each other in the region 100. The region 100 is also made of ceramic material. The electrical contact extends through the connecting member 60 and the first electrically insulating layer 90, the connecting region 100 and the second electrically insulating layer 95 to the housing 45. Heating of the heater 44 is effected by the resistance of the electrically insulating layers 90 and 100 made of ceramic material. The heater is formed of only ceramics, ie the layer facing the catalytic converter waiting room consists of a solid ceramic material. Thus, there is no other metallic material inside the heater that must be sealed against oxygen. Thus, the sealing itself of the heater is not essential and the elastomeric seal need not be used for the heater. In addition, the ceramic material of the heater has high stability against high temperature and reaction gas.
전열기(44)의 구성은 오직 세라믹 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면 간단한 제조가 가능하고 재료의 열팽창 계수가 다양한 세라믹 재료의 조합 변형에 의해 조절 가능하기 때문이다.The configuration of the heater 44 is preferably made only of a ceramic material. This is because simple manufacture is possible and the coefficient of thermal expansion of the material is adjustable by the combination deformation of various ceramic materials.
도 3 에서는 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 촉매 컨버터 대기실(15)에 배치된 전열기 플러그(30)를 횡단면으로 개략적으로 도시된다. 구성은 전열기(44)까지는 도 2에서의 전열기 플러그의 구성과 유사하기 때문에 여기에서는 전열기 플러그의 상기 부분에 대해 상세화 되지 않는다. 동일한 부호는 동일한 부품을 의미한다.3 schematically shows, in cross section, a heater plug 30 arranged in a catalytic converter waiting room 15 of an exhaust gas treatment apparatus according to the invention. Since the configuration is similar to that of the heater plug in FIG. 2 up to the heater 44, it is not detailed here for this part of the heater plug. Like numbers refer to like parts.
도 3에 도시된 전열기(44)는 세라믹 매트릭스(70)에 금속성 가열 와이어가 매립되어 있다. 전열기(44)의 전력 공급은 공급 파이프(40)와 커넥터(35)(후자는 도 1에 도시되어 있다)에 의해 이루어진다. 상기 커넥터(35)는 단말 기둥(50)과 연결 부재(60)를 포함하는 전기 접촉부에 있다. 상기 연결 부재(60)는 재차 가열 와이어를 포함하는 전기 접촉부를 구비한다. 상기 가열 와이어는 도 2에 도시되어 있듯이 전열기에 의해 U 자 형태로 연장된다. 그것은 또한 상이한 저항력 및 저항 온도 특성을 가지는 다수의, 서로 연결된 가열 와이어 묶음으로 이루어진다. 또한 상기 가열 와이어는 접지된 하우징(45)을 포함하는 전기 접촉부 내부에 있다. 전열기(44)는 전열기의 촉매 컨버터 대기실과 먼쪽의 단부 일부로 금속관의 원통형 중앙홀에 배치되고 상기 금속관은 재차 하우징(45)의 중앙홀에 배치된다. 또한 가열 와이어의 커넥터(35)를 포함하는 전기 접촉부는 또 다른 실시예에서 연결 부재(60) 및 단말 기둥(50)대신 하우징(45)의 중앙홀에 측면으로 뻗어 있는 적어도 하나의 공급 파이프를 통해 이루어질 수 있다.In the heater 44 shown in FIG. 3, a metallic heating wire is embedded in the ceramic matrix 70. The electric power supply of the heater 44 is made by the supply pipe 40 and the connector 35 (the latter is shown in FIG. 1). The connector 35 is in an electrical contact comprising a terminal post 50 and a connecting member 60. The connecting member 60 again has an electrical contact comprising a heating wire. The heating wire is extended in a U shape by a heater as shown in FIG. It also consists of multiple, interconnected bundles of heating wires having different resistivity and resistance temperature characteristics. The heating wire is also inside an electrical contact comprising a grounded housing 45. The heater 44 is disposed in the cylindrical central hole of the metal tube with a part of the end far from the catalytic converter waiting room of the heater, and the metal tube is again disposed in the central hole of the housing 45. The electrical contact, which also comprises the connector 35 of the heating wire, is in another embodiment via at least one supply pipe extending laterally in the central hole of the housing 45 instead of the connecting member 60 and the terminal pillar 50. Can be done.
본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 촉매 컨버터 대기실용 전열기에 있어서 전열기의 촉매 컨버터 대기실을 향한 외부층이 세라믹 재료, 세라믹 매트릭스(44)로 구성되는 형성 방식이 장점이다. 금속성의 가열 와이어(75)는 고체의 세라믹 매트릭스(70)로 단단하게 클링커화 되고 따라서 전열기의 밀봉부에 사용할 필요가 없다.In the heat exchanger for the catalytic converter waiting room of the exhaust gas treating apparatus according to the present invention, the formation method in which the outer layer of the heater facing the catalytic converter waiting room is composed of a ceramic material and a ceramic matrix 44 is an advantage. The metallic heating wire 75 is firmly clinked into a solid ceramic matrix 70 and therefore does not need to be used in the seal of the heater.
도 4 에는 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 촉매 컨버터 대기실 내의 도 2에 따른 전열기 플러그용 전열기의 다양한 실시예를 개략적으로 도시된다. 도4a 에서 그러한 전열기가 종단면으로 도시된다. 상기 전열기는 도 2 의 전열기와 유사하게 형성되므로 반복해서 설명하지 않으며, 동일한 부호는 동일한 부품을 나타낸다. 도 b 에서 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 촉매 컨버터 대기실용 전열기 플러그의 전열기가 도시된다. 상기 횡단면은 촉매 컨버터 대기실의 전향측으로 연결 영역(100) 하부에 위치해야 한다. 제 1 전기 절연 층(90)과 제 2 전기 절연 층(95) 및 절연층(97)이 나타난다. 상기 횡단면은 장방형으로 형성된다. 도 4c 에서 전열기(44)의 다른 횡단면이 도시된다. 상기 횡단면은 도 4b와 같이 동일한 부품을 포함하며 횡단면의 형태로 둥글려진다. 도 4d 에는 유사한 횡단면이 도시되며, 도 4d 에서 상기 횡단면은 도 4c 처럼 둥글린 모서리를 가지지 않고 완전히 둥글려진 면이다. 도 4e 에 본 발명에 따른 또 다른 전열기가 도시되고 상기 전열기는 역시 도 4b 와 같이 동일한 부품을 구비한다. 여기에서 전열기의 총 단면은 타원의 형태를 갖는다. 각각 도 4b 내지 4e 에 있어서, 보다 크거나 동일한 길이를 갖는 더욱 짧은 면을 이루는 것이 가능하다. 또한 도 4e의 타원 형태는 원형으로 형성될 수 있다. 도 4b 내지 4e 에 도시된 서로 다른 횡단면에 의해 촉매 컨버터 대기실의 조건에서 전열기(44) 형태가 최적으로 조절될 수 있다. 또한 전열기(44)의 다른 횡단면 형태들을 생각할 수 있다.4 schematically shows various embodiments of the heater for the heater plug according to FIG. 2 in the catalytic converter waiting room of the exhaust gas treatment apparatus according to the invention. In Fig. 4a such a heater is shown in longitudinal section. The heater is formed similarly to the heater of FIG. 2 and is not described repeatedly, and like reference numerals denote like parts. In FIG. B the heater of the heater plug for the catalytic converter waiting room of the exhaust gas treating apparatus according to the invention is shown. The cross section should be located below the connection region 100 on the forward side of the catalytic converter waiting room. A first electrically insulating layer 90, a second electrically insulating layer 95 and an insulating layer 97 are shown. The cross section is formed in a rectangle. Another cross section of the heater 44 is shown in FIG. 4C. The cross section comprises the same parts as in FIG. 4B and is rounded in the form of a cross section. A similar cross section is shown in FIG. 4D, in which the cross section is a completely round face without rounded corners as in FIG. 4C. Another heater according to the invention is shown in FIG. 4E and the heater also has the same parts as in FIG. 4B. Here the total cross section of the heater has the shape of an ellipse. In each of Figs. 4B to 4E, it is possible to achieve shorter planes with greater or equal length. In addition, the elliptic shape of Figure 4e may be formed in a circular shape. The different cross sections shown in FIGS. 4b to 4e can optimally control the shape of the heater 44 in the conditions of the catalytic converter waiting room. Other cross sectional shapes of the heater 44 can also be envisioned.
도 5 에는 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 촉매 컨버터용 전열기(44)의 또 다른 실시예가 도시된다. 도 5a 는 종단면을 그와같은 전열기에 의해 개략적으로 도시한다. 전기 절연 층 및 절연층은 상기 실시예에서 원통형으로 배치된다. 제 1 전기 절연 세라믹 층(90)은 파이프 형태로 형성된 전기 절연 세라믹 층(97)을감싸는 내부 원통을 형성한다. 상기 층은 재차 전기 절연 층(95)에 의해 파이프 형태로 둘러싸여 있다. 역시 세라믹 재료로 구성된 제 1 전기 절연 층(90) 및 제 2 전기 절연 층(95)은 전열기(100)의 촉매 컨버터 측의 모서리 영역에서 서로 연결되어 있다. 전열기 플러그의 상기 구조는 실린더형으로 표시된다. 도 5b 에는 도 5a 에 도시된 전열기가 횡단면으로 도시된다. 상기 횡단면은 연결 영역(100) 하부에 위치한다. 제 1 전기 절연 층(90)이 내부에 위치하고 재차 전기 절연 층(95)에 의해 둘러싸인 절연층(95)에 의해 둘러싸여 있음을 확인할 수 있다. 따라서 상기 실시예는 외부 세라믹 층이 특징적이며, 온도 및 재생 가스의 작용에 대해서도 안전하다. 상기 실시예에서도 전열기(44)는 여러가지 고체 세라믹 층들로 구성되고 상기 층은 서로 석회화되어 있다. 따라서 상기 실시예에서 전열기(44) 내부는 산소에 대해 밀봉부에 의해 밀봉할 필요가 없다. 도 5c 에는 세라믹 전열기의 유사한 원통형의 실시예가 도 5b 처럼 횡단면으로 도시된다. 도 5c 는 도 5b 와 형태에 있어서 구분된다. 여기에서 층들은 장방형의 단면을 갖는다. 그러나 기본적으로 상기 구조는 도 5a 와 5b 에서 설명된 구조에 일치한다. 상기 구조는 생산 조건과 촉매 컨버터 대기실 내의 조건에 상응하여 조절될 수 있다.5 shows another embodiment of a heater 44 for a catalytic converter in an exhaust gas treatment device according to the present invention. 5a schematically illustrates the longitudinal section by such a heater. The electrically insulating layer and the insulating layer are arranged in a cylindrical shape in the above embodiment. The first electrically insulating ceramic layer 90 forms an inner cylinder surrounding the electrically insulating ceramic layer 97 formed in the form of a pipe. The layer is again surrounded by a pipe in the form of an electrically insulating layer 95. The first electrically insulating layer 90 and the second electrically insulating layer 95, which are also made of ceramic material, are connected to each other in the corner region of the catalytic converter side of the heater 100. The structure of the heater plug is indicated in a cylindrical shape. In FIG. 5B the heater shown in FIG. 5A is shown in cross section. The cross section is located below the connection region 100. It can be seen that the first electrically insulating layer 90 is located inside and surrounded by the insulating layer 95 which is again surrounded by the electrically insulating layer 95. The embodiment is thus characterized by an external ceramic layer and is safe for the action of temperature and regeneration gas. In this embodiment, the heater 44 is composed of various solid ceramic layers and the layers are calcified from each other. Thus, in this embodiment, the interior of the heater 44 does not need to be sealed by a seal against oxygen. In figure 5c a similar cylindrical embodiment of the ceramic heater is shown in cross section as in figure 5b. FIG. 5C is distinguished from FIG. 5B in the form. The layers here have a rectangular cross section. Basically, however, the structure is consistent with the structure described in Figures 5a and 5b. The structure can be adjusted according to the production conditions and the conditions in the catalytic converter waiting room.
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