KR20070007268A

KR20070007268A - 적어도 하나의 공간 절약 센서를 포함하는 하니컴 바디 및대응하는 람다센서

Info

Publication number: KR20070007268A
Application number: KR1020067013880A
Authority: KR
Inventors: 롤프 브뤼크; 카이트 알트훼프에르
Original assignee: 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2007-01-15
Also published as: RU2006124521A; WO2005056987A3; DE10357951A1; US20060257297A1; CN101069329A; JP2007517153A; EP1704305A2; WO2005056987A2

Abstract

본 발명은 유체, 특히 내연기관으로부터 나온 배기가스에 의해 적어도 부분적으로 횡단 방향(15)에 횡단될 수 있는 하니컴 바디(1)에 관한 것이다. 상기 바디는 하니컴 구조(2)를 형성하는 다수의 적어도 부분적으로 횡단가능한 캐비티(4)을 포함하며, 후자(2)는 케이스(3) 및 적어도 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)을 포함하는 적어도 하나의 센서(7)에 위치된다. 센서(7)의 적어도 제 2 소구역(9)은 하니컴 구조(2)으로 연장도고 그리고 적어도 캐비티(4)의 부분을 관통하고 그리고 적어도 제 1 소구역(8)은 케이스(3) 뒤에 연장된다. 상기 하니컴 바디는 제 1 및 제 2 소구역(8, 9)이 실질적으로 단단한 방식으로 배치되고 그리고 하니컴 바디(1)의 횡단 방향(15)을 둘러싸는 제 1 평면(18) 및 하니컴 바디(1)의 횡단 방향(15)과 직선을 이루는 제 2 평면(19)위에 180도에서 다른 각도(W)를 형성하는 것이 특징이다. 본 발명의 하니컴 바디(1)에서, 센서의 기울어진 구조는 상기 바디(1)가 적어도 하나의 센서(7)를 포함하는 공간 절약 구조를 갖는 것을 허용한다.

제 1 소구역, 제 2 소구역, 각도, 캐비티, 금속층

Description

적어도 하나의 공간 절약 센서를 포함하는 하니컴 바디 및 대응하는 람다센서{Honeycomb body comprising at least one space-saving sensor and corresponding lambda probe}

본 발명은 특히 내연기관으로부터 배기가스의 적어도 일부를 변환하기 위한 촉매 공급바디로써 사용할 수 있는 적어도 하나의 측정 센서를 갖는 하니컴 바디에 관한 것이다.

자동차의 내연기관으로부터 나온 배기가스의 성분은 오랫동안 건강 및 환경에 유해한 것으로 분류되어 왔다. 잠시 동안, 세계의 구석구석 많은 나라들은 이들 배기가스 성분들이 초과할 수 없는 법정 한계를 등록하였다. 이들 한계에 대한 응답은 배기가스의 적어도 일부의 촉매 변환에 의해 일반적으로 달성된다. 이것은 이 반응이 촉매 변환기를 수용하기 위한 가장 작은 가능한 공간 요구와 화합되어 발생할 수 있는 가장 큰 가능한 표면 영역을 요구한다. 이들 두 상태는 촉매 공급바디로써 역할을 하는 하니컴 바디로써 흔히 만족한다. 이들 하니컴 바디의 두 개 기본 형상은 일반적으로 세라믹 및 금속 하니컴 바디로 알려져 있다. 금속 하니컴 바디는 금속층으로부터 흔히 나선형으로 감싸거나 또는 적층되거나 또는 예컨대, S 형 또는 나선형으로 서로 얽히게 된다. 층들로 구성된 하니컴 바디는 이러한 종류 의 금속 하니컴 바디, 적어도 부분적으로 구성된 금속층 및 실질적으로 부드러운 금속층들로 적어도 부분적으로 형성되고, 하니컴 바디가 쌓여질 때 층들의 구성은 캐비티, 예컨대, 관통로를 형성한다. 배기가스는 하니컴 바디를 통하여 흐르기 위하여 이들 캐비티를 사용한다. 실시예를 통하여, 배기가스가 흐를 수 있는 관통로를 형성하기 위하여 세라믹 하니컴 바디는 그러한 방식으로 돌출된다. 촉매반응으로 활동적인 재료는 예컨대 귀금속 입자의 형태, 예컨대 세라믹 코팅 내 백금 또는 로듐 입자, 예컨대 워시코트(washcoat)와 같은 캐비티 벽에 적용된다.

많은 나라들에서 엄격한 방출 제한의 증가는 촉매 공급바디에 부과되는 요구를 증가하는 결과를 가져온다. 특히, 법령의 규제는 촉매 변환 및 촉매 공급바디의 기능성을 감시하기 위해 작동 중의 배기가스의 분석을 필요로 한다. 이런 종류의 배기가스 분석시스템(OBD, On-board system)은 배기가스의 특성 변수를 감시하기 위한 측정 센서의 사용을 필요로 한다. 이런 종류의 특성 변수는 예를 들어 람다센서를 사용하여 측정된 배기가스의 산소 함유량 또는 예컨대 산화질소(NOx) 등과 같은 배기가스 성분의 온도 및 비율을 포함한다. 그러므로 그 중에서도 배기가스 분석시스템(OBD) 때문에 하니컴 바디 내에 하나 이상의 측정 센서를 형성하는 경향이 있다. 그러나 동시에, 특히 현대의 자동차들의 경우에서, 촉매 공급바디용으로 이용가능한 매우 제한된 설치 공간만이 존재한다. 실시예에서, DE 88 16 154 U1은 금속의 주름진 스트립으로부터 일체로 형성된 하니컴 바디, 촉매 반응기용 공급바디를 기술하고 있다. 센서는 센서의 부분이 하니컴 바디의 내부로 연장되고 그리고 센서의 부분이 하니컴 바디의 외부로 연장되는 그러한 방식으로 공급바디에 배치된다. 하니컴 바디 외부에 놓인 센서의 부분이 하니컴 바디로부터 떨어져 상대적으로 장거리로 연장된 결과로 센서는 직선의 형태이다. 이러한 종류의 배치는 자동차의 배기 시스템에 설비하는 동안 상대적으로 큰 공간을 필요로 한다.

이러한 기초를 고려하여 본 발명의 목적은 혼합된 배기가스의 적어도 하나의 특성 변수의 측정을 허용하고, 동시에 하니컴 바디 및 측정 센서 또는 람다센서를 위한 매우 작은 공간 요구를 구비한 하니컴 바디 및 람다센서를 제안하기 위한 것이다.

본 발명의 이러한 목적은 제 1 항의 특징을 갖는 하니컴 바디 및 제 18 항의 특징을 갖는 람다센서에 의해 달성된다. 유리한 상세들이 각각의 종속항의 주제를 형성한다.

본 발명은 유체, 특히 내연기관으로부터 나온 배기가스가 관통흐름 방향으로 적어도 부분적으로 흐를 수 있는 하니컴 바디에 있어서, 관형 케이스 내에 수용되는 하니컴 구조를 형성하며, 유체가 적어도 부분적으로 흐를 수 있는 다수의 캐비티들과, 적어도 하나의 제 1 소구역 및 하나의 제 2 소구역을 갖는 적어도 하나의 측정 센서를 가지며,

이때 적어도 측정 센서의 제 2 소구역은 하니컴 구조 안으로 연장되고 그리고 캐비티들의 적어도 일부를 통하여 적어도 부분적으로 관통하며, 그리고 적어도 제 1 소구역은 관형 케이스 외부로 연장되는 하니컴 바디에 있어서,

제 1 소구역 및 제 2 소구역은 형상면에서 실질적으로 고정되고 그리고 하니컴 바디를 통한 흐름 방향을 둘러싸는 제 1 평면 내에서 그리고/또는 하니컴 바디를 통한 흐름 방향에 수직한 제 2 평면에서 180°가 아닌 각도(W)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디를 제공한다.

이 문맥에서, 용어 고정(rigid)은 소구역들이 하니컴 바디 내 측정 센서의 설치 중에 발생할 수 있는 힘들 및/또는 특히 촉매 공급바디로써 자동차의 배기 시스템의 하니컴 바디의 사용 중 발생할 수 있는 힘들 아래에서 실질적으로 변형가능하거나 탄력적이지 않다는 것을 의미한다. 관통흐름의 방향은 제1말단 측면에서 제2말단 측면까지 하니컴 바디를 통한 흐름에 의해 결정된다. 특히, 본 발명에 따르면, 유체, 특히 하니컴 바디 내 배기가스는 관통흐름 방향과 다른 방향에 지역적으로 흐르는 것이 가능하다.

하니컴 바디는 하니컴 구조 및 관형 케이스로 구성된다. 이 경우에, 하니컴 구조는 하니컴 바디의 캐비티를 포함하고 그리고 관형 케이스에 수용되며, 그리고 결합 기술, 바람직하게는 납땜 또는 용접에 의해 관형 케이스와 일반적으로 연결되지만, 만일 적절하다면 적어도 소구역에서, 예컨대, 주름진 피복 등과 같은 매개 요소를 통해 연결된다. 하니컴 바디는 원통형일 수 있지만, 그와 동시에 원뿔 또는 판 형태일 수 있으며, 뿐만 아니라 예컨대, 원형이 아닌 타원형 또는 다각형, 횡단면을 갖는 하니컴 바디일 수 있다.

제 1 및 제 2 소구역은 하니컴 바디를 통한 흐름 방향을 둘러싼 제 1 평면 및 또는 하니컴 바디를 통한 흐름 방향과 직각을 이루는 제 2 평면 내에 한 각도를 포함한다. 그러므로 그 각도는 측정 센서의 두 개의 소구역들 또는 서로에 대한 그들 소구역의 위치에 의해 정의된다. 이 경우에, 제 2 평면은 하니컴 바디를 통한 흐름 방향과 직각을 이루는 것에 의해 정의되고, 즉, 관통흐름 방향의 벡터는 제 2 평면에 수직이다. 제 1 평면은 제 2 평면과 직각을 이루고 그리고 관통흐름 벡터를 둘러싼다. 제 2 평면은 적어도 제 2 소구역의 축 또는 제 1 및 제 2 소구역들이 서로 연결된 접촉 영역에서의 제 2 소구역의 접선(tangent)을 둘러싸는 것이 바람직하다.

측정 센서는 유체의 적어도 하나의 특성 변수의 값들이 유체가 하니컴 바디를 통하여 흐를 때 받아들여지도록 허용하는 배치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이 경우, 특성 변수는 직접적으로 및/또는 간접적으로 측정될 수 있는 어떠한 소망의 물리적 및/또는 화학적 변수가 될 수 있다. 더욱이, 측정 센서는 어떠한 소망의 물리적 및/또는 화학적 측정 원리에 따라 작동될 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 측정 센서, 특히 두 개, 세 개 또는 네 개의 측정 센서들이 하니컴 바디 내에 형성되는 것이 가능하다.

측정 센서는 또한 적어도 하나의 특성 변수의 기록 값을 얻기 위해 사용될 수 있는 데이타 연결을 포함한다. 이 데이타 연결은 예를 들어 케이블 또는 케이블의 연결을 허용하는 플러그 연결의 형태일 수 있다. 특히, 데이타 연결은 제 1 소구역의 일 부분일 수 있다.

특히, 하니컴 바디의 캐비티들은 하니컴 바디의 제 1 말단 측면에서 제 2 말단 측면까지 연장되고 그리고 그것에 의해 유체를 안내하는 관통로일 수 있다. 그러나 다른 형태의 캐비티 예컨대 공간(voids)에 의해 단속적인 관통로를 형성하는 것이 또한 가능하다. 특히, 구멍 및 인접한 캐비티의 연결이 또한 가능하다. 캐비티들의 적어도 일부는 제 1 말단 측면 및 제 2 말단 측면에서 개방부를 각각 갖는 것이 가능하다. 예를 들어, 중간물이 적어도 부분적으로 흐를 수 있는 재료가 적당하다면, 보이지 않는 좁은길 흐름 또는 병목 흐름을 형성하도록, 캐비티는 적어도 부분적으로 폐쇄할 수 있다. 이런 종류의 측정은 구조물 개방 또는 폐쇄된 미립자의 필터에서 일어날 수 있다. 이들은 특히 자동차에서 나온 배기가스 내에 함유된 예턴대 발사된 미립자들과 같은 미립자들을 배기가스로부터 여과하기 위하여 사용된다. 이 문맥에서, 구분은 개방 및 폐쇄 미립자 필터 사이에서 끌어당긴다. 폐쇄된 미립자 필터의 경우, 모든 배기가스는 폐쇄된 관통로를 통하여 지날 수 있는 반면에, 개방된 미립자 필터의 경우는 중간물은 관통로를 통하여 실질적으로 자유롭게 흐를 수 있다. 이 경우, 예방조치는 배기가스 스트림(stream)이 다양하게 변환되고 그리고 그들을 통하여 유체가 흐르는 것을 적어도 부분적으로 허용하고 그리고 미립자가 축적되는 벽을 통하여 안내되는 것을 보증한다.

게다가, 본 발명에 따른 하니컴 바디는 특히 자동차의 배기 시스템에 촉매 공급바디로서 사용될 수 있다. 이런 목적을 위해, 촉매반응으로 활성 재료가 도입된 세라믹 코팅 예를 들어 워시코트(washcoat)를 적용하는 것이 가능하다. 이 세라믹 코팅은 촉매 공급바디의 반응 표면 영역에 그 이상의 증가의 원인이 된다. 더욱이, 본 발명에 따른 하니컴 바디는 배기가스의 적어도 하나의 성분용 저장 수단으로 사용되는 것을 허용하는 대응하는 코팅을 갖출 수 있다. 이것은 예를 들어 낮은 온도에서 산화질소를 흡수하고 그리고 높은 온도에서 그들을 탈착하는 코팅일 수 있다.

측정 센서는 특히 하니컴 바디의 다수개의 캐비티를 통하여 적어도 부분적으로 통과하는 그러한 방법으로 하니컴 바디로 안내되고 그리고 형성될 수 있다. 이것은 적어도 하나의 특성 변수가 흐름 또는 그들 캐비티를 통하여 흐를 수 있는 유체에서 측정된 결과를 갖는다. 동시에, 일반적으로 평균이 그들 캐비티를 통하여 흐르는 유체에서 얻어진다. 측정 센서 및 캐비티 경계 사이에 가장 짧은 가능한 거리가 형성되도록 하기 위하여, 본 발명에 따르면 그러므로 측정 센서를 수용하기 위한 하니컴 바디에 미립자 적용에 의존한 캐비티는 가능한 한 작게 만드는 것이 가능하다. 촉매 공급바디로서 사용될 때, 이것은 촉매반응으로 가능한 활성 표면 영역의 최소 손실을 이끈다. 다른 적용에서, 그러나, 이렇게 유체 예컨대, 자동차의 배기가스의 개선된 혼합을 허용하고 그리고 이러한 방식으로 유체의 상대적으로 큰 부분에 걸쳐 평균을 의미하는 측정된 값을 얻기 위하여, 측정 센서 주위에 일정한 자유 용적(free volume)을 제공하는 것이 유리할 수 있다.

측정 센서의 제 1 및 제 2 부품 사이의 각도가 소망한 대로 선택될 수 있으며 그리고 그에 따라 요구된 이용가능한 공간이 공간 상태에 적응될 수 있으므로, 본 발명에 따른 하니컴 바디는 유체의 적어도 하나의 특성 변수의 제어 및 감시를 유리하게 허용하며, 한편 동시에 측정 센서를 구비한 하니컴 바디의 설치를 위해 요구되는 공간이 작아진다. 이 경우 두 개의 부품 중 적어도 하나는 직선 형태이거나 또는 선택적으로 곡선을 그릴 수 있다. 그러므로 본 발명에 따르면 예를 들어 제 2 부품은 직선형이 가능하며, 한편 제 1 부품은 곡선이다. 이 경우, 제 1 부품의 곡선은 제 1 부품이 나타난 영역에 하니컴 바디의 곡선에 일치하는 것이 유리하게 가능하다. 이 경우, 각도는 제 1 및 제 2 소구역 사이 접촉 영역의 접선(tangent) 및 축 또는 두 소구역 사이에 접촉 영역에 다른 소구역의 접선 사이의 각도로서 측정된다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 유리한 형상에 의하면, 적어도 하나의 측정 센서는 람다센서로서 설계된다.

특히 자동차의 배기 시스템에 배기가스 분석시스템(OBD)의 경우, 람다센서는 연료/산소 비율의 결정을 허용하는 중요한 측정 센서를 형성한다. 더욱이, 관통흐름의 방향에서 도시된 바와 같이, 이 경우에 람다센서는 하니컴 바디의 상류 또는 바람직하게 하니컴 바디의 길이의 최초 20% 내에 하니컴 바디의 최초 영역에 형성되고, 그리고 다른 람다센서는 바람직하게 하니컴 바디의 길이의 마지막 20% 내에 말단 영역 또는 하니컴 바디의 하류에 형성되는 것이 유리하다.

추가의 유리한 구성에 따르면, 적어도 하나의 측정 센서는 뒤따르는 유체의 특성 변수들 중 적어도 하나를 포함한다:

a) 온도;

b) 유체의 적어도 하나의 성분의 비율.

본 발명에 따른 하니컴 바디가 자동차의 배기 시스템에 촉매 공급바디로 사용될 때, 배기가스가 일반적으로 높은 온도이고 그리고 더욱이 촉매 반응이 발열 되므로, 하니컴 또는 그것을 통해 흐르는 배기가스의 온도는 작동 상태 및 하니컴 바디의 일반적인 상태 그리고 촉매 반응으로 달성된 변환 등급을 위한 중요한 특성 변수가 된다. 게다가, 측정 센서는 예컨대, 산소 함유량, 산화질소 함유량, 암모니아 함유랑 및/또는 탄화수소 함유량과 같은 배기가스 내 적어도 하나의 성분 비율을 이롭게도 기록할 수 있다. 이렇게 기록된 측정값은 적어도 자동차의 배기 시스템을 제어 및 감시하는 것에 또한 유리하게 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면 예컨대, 한편 람다센서의 기능을 수행하며 다른 한편 온도 및/또는 배기가스 성분의 비율을 또한 추가로 기록을 겸비하는 측정 센서를 형성하는 것이 가능하다.

더 유리한 구성에 따르면, 적어도 하나의 측정 센서는 열전도를 지연하기 위한 수단을 가지며; 실시예에서 열적 절연층은 제 1 소구역 근처에서 그것을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다.

측정 센서의 기울어진(angled) 설계 때문에, 측정 센서의 제 1 소구역은 측정 센서의 기울어지지 않은 설계보다 하니컴 바디에 근접한다. 본 발명에 따른 하니컴 바디가 자동차의 배기 시스템 예를 들어 촉매 공급바디, 흡착바디, 미립자 필터, 미립자 트랩 또는 그것의 결합을 의미하는 결합된 요소로서 선택적으로 사용된다면, 하니컴 바디 및 그러므로 또한 측정 센서는 높은 온도 예컨대, 섭씨 1000℃ 및 그 이상에 노출되며, 그리고 내연기관에 대하여 하니컴 바디의 부분에 의존하는 그들 온도는 측정 센서의 미립자에 재료 위에 높은 열 압력을 부과한다. 본 발명에 따른, 이 효과는 특히 측정 센서의 제 1 소구역에 열적 절연층의 형성에 의해 고려된다. 이 열적 절연체는 높은 열 과도 현상 및/또는 발생하는 기울기에 적응되는 그러한 방식으로 형성되고 그리고 후자는 자동차의 배기 시스템 안에 사용조건하에 열 절연재에 급속히 마멸되는 것을 이끌지 않는다.

열 절연체를 위한 이러한 수단 이외에, 하우징의 관형 케이스 또는 열 구조(예를 들어 또한 열 방사를 통하여)로부터 측정 센서의 온도-민감 소구역까지 바람직하지 않은 열 공급을 지연시키거나 또는 예방하기 위하여 관련기술에서 숙련된 자에게 공지된 다른 수단을 사용하는 것이 또한 가능하다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 제 1 소구역 및 제 2 소구역에 의해 포함된 각도는 총 60 내지 120°, 바람직하게 75 내지 105°, 더 바람직하게는 85 내지 95°에 이른다.

특히 각도가 하니컴 바디를 통한 흐름 방향을 둘러싼 평면의 적어도 한 성분을 갖는 실시형태에서, 90°보다 작은 각도가 유리하다. 일반적으로, 90°의 각도는 측정 센서를 포함하는 하니컴 바디의 설치에 의해 점유되는 가능한 최소 공간을 허용한다. 각도가 관통흐름 방향을 둘러싼 방향의 적어도 한 성분을 갖더라도 90°보다 큰 각도가 또한 유리할 수 있다. 이런 종류의 각도는 제 1 부품 및 특히 제 1 소구역에 형성된 데이타 연결의 열에 의해 야기된 그들 영역에 마멸 문제를 감소시킨다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 제 1 소구역 및 제 2 소구역에 의해 포함된 각도는 실질적으로 90도가 된다.

실질적으로 직각 각도는 하니컴 바디 및 측정 센서의 공간 절약(space-saving)형 설치를 이끈다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 측정 센서의 적어도 하나의 소구역은 적어도 부분적으로 만곡된다.

특히 제 1 소구역이 곡선이라면, 예를 들어 제 1 소구역 및 측정 센서가 수용되는 위치에서 외부로 크기가 증가된 하니컴 바디의 관형 케이스의 외부 측면 사이에 자유 공간이 있는 그러한 방식으로 측정 센서가 곡선이 되므로, 이것은 추가 공간 절약 옵션을 허용한다. 이것은 또한 완화된 측정 센서의 열에 의해 야기되는 문제점을 역시 유리하게 허용한다. 더욱이, 하니컴 바디의 관형 케이스 외측에 대향하여 폐쇄를 지탱하는 그러한 방식으로 제 1 소구역의 만곡을 형성하는 것이 또한 가능하다. 그것과 같이, 측정 센서가 하니컴 바디에 자리잡으므로, 이것은 추가의 공간 절약을 이끈다. 이 경우, 충분한 열 절연체는 실질적으로 측정 센서에 대한 열 손실을 방지하도록 제공된다. 그러한 상태에서, 제 1 및 제 2 소구역에 의해 포함된 각도는 제 1 및 제 2 소구역 사이의 접촉 영역의 접선 및 축 또는 다른 소구역의 접선 사이의 각도로 측정된다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 만곡된 소구역의 만곡은 하니컴 바디의 만곡 및/또는 하니컴 바디의 기하학 상태에 일치된다.

이것이 최소 가능한 공간 절약을 이끄므로 하니컴 바디의 또는 하니컴 관형 케이스의 다른 만곡에 일치하는 제 1 소구역의 만곡이 유리하다. 더욱이, 하니컴 바디에 기하학 상태에 일치하는 제 2 소구역의 만곡은 측정 밸브가 측정 센서에 의해 기록된 유체 부분의 매우 제어된 선택을 허용한다. 예를 들어 나선형태로 서로 얽혀있는 하니컴 바디가 적어도 부분적으로 구성된 금속층 및 실질적으로 부드러운 금속층에서 형성된다면, 하니컴 바디의 기하학 상태에 부합하는 제 2 소구역이 또한 실질적으로 나선형이라는 것을 의미한다. 예를 들어, 측정 밸브가 기록된 특정(specific) 부분 흐름을 선택하는 것이 특히 가능하다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 하니컴 바디는 적어도 하나의 금속층에서 적어도 부분적으로 형성된다.

금속층 예를 들어, 시트-금속층 및/또는 금속 섬유층, 바람직하게는 열에 의해 안정 및 부식 저항금속 예컨대, 열에 의해 안정 시트로부터 형성한 하니컴 바디는 자동차의 배기 시스템에 부닥친 거친 상태조차 저항할 수 있는 하니컴 바디를 조립하는 것이 유리하게 가능하다. 더욱이, 금속층으로 형성한 하니컴 바디는 하니컴 바디의 캐비티의 미립자에 매우 가변적인 구성을 허용한다. 현재의 문맥 및 다음에 오는 본문에서, 금속층은 단일 재료로 구성된 층 즉, 예를 들어 시트 금속층 또는 유체가 적어도 부분적으로 흐르는 층, 예를 들어 금속 섬유재료의 층 뿐만 아니라 다수의 재료 또는 영역으로 구성된 층, 예를 들어, 시트 금속에서 만든 영역 및 금속 섬유재료에서 만든 영역을 갖는 층도 둘러싼다고 간주한다. 이것은 특히 시트 금속의 적어도 하나의 스트립에 의해 보강되는 금속 섬유층을 또한 둘러싸거나 또는 촉매반응으로 코팅된 단지 각각의 영역을 또한 갖는다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 하니컴 바디는 다수의 적어도 부분적으로 구성된 금속층 및 실질적으로 적층되고 서로 얽히거나 또는 나선형인 부드러운 금속층으로 구성된다.

이 경우, 예를 들어 적어도 부분적으로 구성된 하나, 실질적으로 부드러운 다른 하나로 된 두 개의 금속층은 나선형으로 감기는 것이 유리하다. 두 개의 층이 나선형으로 감긴 경우, 실질적으로 부드러운 금속층을 구비한 구조의 상호작용은 하니컴 바디의 전체 길이에 걸쳐 연장된 다수의 관통로를 발생시킨다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 부분적으로 구성된 층은 적어도 하나의 실질적으로 부드러운 층과 함께 적층되고 그리고 적어도 하나의 적층체을 감는 것이 또한 가능하다. 두 개의 적층체가 예를 들어 S형 반대 방향으로 서로 얽히거나 또는 3개의 적층체가 나선형으로 서로 얽히는 것이 이런 방식으로 가능하다.

실질적으로 부드러운 층은 임의의 미세구조를 가질 수 있는 층, 그러나 적어도 부분적으로 구성된 금속층의 구조 크기보다 바람직하게 현저하게 작은 크기를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 하니컴 바디는 적어도 하나의 부분적으로 구성된 금속층 및 적절하다면 적어도 하나의 실질적으로 부드러운 금속층에서 감기게 된다.

특히, 본 발명은 적어도 부분적으로 구성된 한 개 금속층을 단지 나선형으로 감음으로써 쌓아 올려진 나선형으로 감긴 하니컴 바디를 허용한다. 이 경우, 예를 들어 층은 하나의 반으로 구성되고 그리고 나머지 반으로 부드럽게 구성될 수 있다. 층은 중간에서 접히고 그리고 그 다음에 접힌 층은 감기게 된다. 감는 작동 동안 구조가 서로에 미끄러지지 않는 것을 보장하는 것이 필요한 경우에 금속층의 전체가 구성되고 그리고 그때에 이 층이 감기는 것이 동일하게 가능하다. 이것은 예를 들어 서로에 대한 미끄럼에서 구조를 예방하는 작은 스페이서(spacer)에 의해 보장될 수 있다. 이 경우, 하니컴 바디의 캐비티는 실질적으로 부드러운 금속층 및 적어도 부분적으로 구성된 층의 구성에 의해 범위가 정해지지 않지만, 그러나 오히려 구성된 층의 구성에 의해 단독으로 형성된다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 적어도 일부 및/또는 금속층의 적어도 일부에서 금속층은 유체가 적어도 부분적으로 흐를 수 있는 재료로, 바람직하게는 섬유 재료로 구성된다.

이것은 캐비티의 적어도 일부의 벽이 유체가 흐르는 적어도 부분적으로 구성된 재료에서 조립된 미립자 필터를 조립하는 것이 가능하다. 본 발명에 따르면, 이러한 관계에 있어서 하니컴 바디는 유체가 실질적으로 흐를 수 없는 약간의 시트 금속층에 의해 형성된 금속층을 포함하는 것이 가능하며, 한편 적어도 부분을 적당히 관통한다면, 다른 것은 그것을 통하여 유체가 부분적으로 흐르는 것을 허용하는 재료로 형성된다. 실시예에서, 금속 섬유재료, 특히 소결된 금속 섬유재료는 중간물이 부분적으로 흐를 수 있는 재료로 사용될 수 있다.

더욱이, 관통흐름 방향에서 도시된 바와 같이, 유체가 그들을 통해 흐름을 허용하는 캐비티의 적어도 일부의 벽 영역 및 실질적으로 유체가 흐를 수 없는 다른 영역을 갖는 하니컴 바디를 조립하는 것이 본 발명에 따라 가능하다. 하니컴 바디를 통한 흐름 방향에서와 같이, 이것은 예를 들어 하나의 영역이 시트 금속으로 형성되고 다른 영역이 금속 섬유재료에서 형성되어 구성된 두 개 영역의 적어도 약간의 금속층에 의해 달성될 수 있다. 더욱이, 실시예에서 본 발명에 따라 섬유 재료의 금속층은 소구역에서 시트 금속 스트립으로 보강하는 것이 가능하다.

구성 반복 길이를 구비한 적어도 부분적으로 구성된 적어도 부분적으로 층으로 이루어진 본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 적어도 구성 반복 길이보다 긴 일부 경우에서 바람직하게 구성 반복 길이 보다 상당히 긴 치수의 홀들이 층들의 적어도 일부의 소구역에 형성된다.

이 경우, 적어도 하나의 공간 방향에서 구성 반복 길이 보다 큰 두배 및 열배, 바람직하게는 두배 및 다섯배 사이인 홀의 치수를 사용하는 것이 바람직하다. 실질적으로 둥근 홀을 도입하고 그리고 제 1 방향에 제 1 길이 및 다수의 제 1 길이인 제 1 방향과 직각을 이루는 제 2 방향에 제 2 길이를 갖는 타원의 홀을 도입하는 것이 가능하다. 홀의 어떠한 소망의 다른 형태 및 하니컴 바디를 통한 흐름 방향에 대한 홀의 특별한 방향이 또한 본 발명에 따라서 가능하다.

층들 또는 일부 층들의 구성 반복 길이보다 긴 치수를 갖는 홀 형태의 결과로서, 유체 흐름이 하니컴 바디를 통해 그 통로로 소용돌이치게 감고 또는 서로 얽힌 후에 공백 같은 캐비티를 형성하는 것이 가능하다. 예를 들어 자동차 배기 시스템에 촉매 공급바디로써 사용될 때, 층류 경계 흐름이 이 방식을 피하므로, 이것은 배기가스의 철저한 혼합을 이끌고 그리고 그러므로 촉매 변환의 좋은 등급을 이끈다. 더욱이, 촉매 공급바디는 이 방식으로 동일한 변환 효율을 달성하는 동안 재료의 감소된 사용을 갖고 보다 경량화될 수 있다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 바람직하게는 관통흐름 방향에 대한 한 각도로, 더 바람직하게는 실질적으로 관통흐름 방향에 대한 직각 각도로, 뒤집힌(turned-over) 형태의 미세구조 및/또는 구성 반복 길이보다 작은 치수를 갖는 홀이 층들의 적어도 일부에서 형성된다.

미세구조는 구조 크기가 적어도 부분적으로 구성된 금속층의 구조 크기보다 상당히 작다는 사실에 의해 두드러지게 된다. 미세구조는 유체 흐름 위로 소용돌이를 초래한다. 본 발명에 따른 하니컴 바디가 자동차의 배기 시스템 예를 들어, 촉매 공급바디로 사용될 때, 이런 종류의 미세구조는 배기가스의 혼합을 통해 안전하게 하고 그리고 층류 경계면 흐름을 방지한다. 이러한 미세구조는 관통흐름 방향의 각도에서 바람직하게 90° 각도에서 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 다른 각도는 그리고 본 발명에 따르면 예컨대 30, 45 또는 60°에서 또한 가능하다.

본 발명에 따르면, 뒤집힌 형태에서 형성되는 것이 또한 가능하다. 그들은 캐비티 벽에 틈과 상호작용함으로써 인접한 캐비티 사이의 흐름의 교환을 초래하는 흐름 안내면이다. 캐비티에 유체 흐름 변환 외에 흐름을 소용돌이치고, 따라서 층류 경계면을 피하거나 또는 소용돌이친다. 예를 들어 하니컴 바디가 촉매 공급바디로서 사용된다면, 그들의 변환 효율이 감소하므로, 하니컴 바디가 자동차의 배기 시스템에 사용된다면 층류 경계면 흐름이 일반적으로 바람직하지 않다.

예컨대, 흡착제로 사용된 경우에, 흡착 비율은 층류 경계면 흐름에 의해 감소되고, 한편 미립자 필터로 사용된 경우, 여과 비율은 감소한다.

흐름에 영향을 주는 앞서 말한 옵션은 즉, 예를 들어 구성의 구성 반복 길이보다 작은 치수를 갖거나 또는 뒤집힌(turned-over) 형태 및/또는 미세구조를 갖는 홀을 갖는 구성의 구성 반복 길이보다 큰 치수를 갖는 홀을 결합함으로써 누적적으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 하니컴 바디는 세라믹 금속으로 형성된다.

세라믹 금속으로부터 하니컴 바디의 형성은 다양한 방법으로 가능하다. 실시예에서, 하니컴 바디는 밀어내거나 또는 세라믹 파우더로부터 층으로 형성할 수 있다. 캐비티 벽으로 적절히 설계 및/또는 적절히 코팅함으로써, 세라믹 하니컴 바디는 자동차의 배기 시스템 내 촉매 공급바디, 흡착 바디 또는 미립자 필터로써 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 하니컴 바디의 추가 유리한 구성에 따르면, 하니컴 바디는 돌출된 형태이다.

이러한 경우에, 특히 본 발명은 돌출된 세라믹 또는 금속 하니컴 바디의 사용을 허용한다.

이런 종류의 하니컴 바디 제작을 위한 추가 공정은 응고(solidify)시킬 수 있고 그리고 온도 또는 빛에 의해 반복적으로 구부러지는 재료의 적층 공정을 포함할 수 있다. 이 방법으로 언더컷과 같은 높이로, 어떤 원하는 복잡한 구조를 제작하는 것이 가능하다. 석판인쇄물로부터 유도된 이러한 공정은 일부 경우에서 이미 일련의 제품에서 사용중이다.

본 발명의 컨셉의 추가 양태는 하니컴 바디에 사용을 위해 람다센서를 제안하고, 람다센서는 180°가 아닌 한 각도를 포함하는 제 1 소구역 및 제 2 소구역을 갖는다.

본 발명에 따른 람다센서는 대응하는 하니컴 바디에서 배기가스에 산소 함유량을 감지하기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 이 목적을 위해, 람다센서는 제 2 소구역을 통해 대응하는 하니컴 바디의 수용부로 안내된다. 본 발명에 따른 기울어진 람다센서는 람다센서가 배기가스의 산소 함유량을 감지하기 위해 사용될 수 있는 하니컴 바디의 공간 절약 구조를 유리하게 허용한다.

본 발명에 따른 람다센서의 유리한 구성에 따르면, 적어도 하나의 소구역은 구부러진다.

두 개의 소구역들 중 적어도 하나의 구부러진 형태는 예를 들어, 하니컴 바디의 곡률에 부합할 수 있는 람다센서의 형성을 허용한다.

본 발명에 따른 람다센서의 추가 유리한 구성에 따르면, 람다센서는 바람직하게는 제 1 소구역 영역에 열적으로 절연층을 갖는다.

람다센서가 하니컴 바디 내에 설치될 때, 제 1 소구역이 하니컴 바디의 관형 케이스 외부에 있으므로, 예를 들어 자동차의 배기가스의 중대한 온도 상태 때문에, 본 발명에 따른 열 손실에서 람다센서를 유리하게 보호하는 추가 열 절연이 여기에 제공된다.

하니컴 바디 내 측정 센서를 위해 상술한 상세 및 이점들이 본 발명에 따른 람다센서에 동일한 방식으로, 그리고 그 반대로 적용되고, 이는 측정 센서를 구비한 하니컴 바디용으로 기술된 이점 및 상세가 람다센서를 위해, 그리고 그 반대로 동일하게 기술된다는 점을 의미한다.

본문은 다음 도면을 참조하여 본 발명의 추가 이점 및 바람직하게 전형적인 실시형태의 설명을 제공하고, 그로부터 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 1 실시형태를 통한 단면도를 개략적으로 묘사한다.

도 2는 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 1 실시형태의 사시도를 개략적으로 묘사한다.

도 3은 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 2 실시형태를 통한 단면도를 개략적으로 묘사한다.

도 4는 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 3 실시형태를 통한 단면도를 개략적으로 묘사한다.

도 5는 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 4 실시형태를 통한 단면도를 개략적으로 묘사한다.

도 6은 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 5 실시형태를 통한 단면도를 개략적으로 묘사한다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 하니컴 바디 2: 하니컴 구조

3: 관형 케이스 4: 캐비티

5: 실질적으로 부드러운 층 6: 적어도 부분적으로 구성된 층

7: 측정 센서 8: 제 1 소구역

9: 제 2 소구역 10: 수용부

11: 연결 조각 12: 접촉영역

13: 제 1 말단 측면 14: 제 2 말단 측면

15: 관통흐름 방향 16: 제 1 길이 축

17: 제 2 길이 축 18: 제 1 평면

19: 제 2 평면 20: 열적 절연체

21: 접선

W: 각도

W1: 제 1 평면 내 각 성분

W2: 제 2 평면 내 각 성분

도 1은 하니컴 구조(2) 및 관형 케이스(3)를 포함하는 본 발명에 따른 하니컴 바디(1)의 대표적인 제 1 실시형태를 통한 단면도를 개략적으로 묘사한다. 하니컴 구조(2)는 유체가 흐를 수 있고 그리고 실질적으로 부드러운 금속층(5) 및 본 실시예에서 주름진 형태로 적어도 부분적으로 구성된 금속층(6)으로 형성된 캐비티(4)를 갖는다.

이러한 문맥에 있어서, 금속층들(5, 6)은 금속재료의 층 특히 시트 금속층, 유체가 적어도 일부분으로 흐를 수 있는 금속층 예를 들어 금속 섬유층 또는 소결재료, 및 그것의 화합물 예컨대 시트 금속 스트립 또는 얇은 금속영역을 갖는 섬유층 보강물을 의미하는 것으로서 상식적으로 이해하면 된다. 세라믹 금속, 예를 들어 세라믹 섬유재료를 부분적으로 포함하는 합성재료는 용어(term) 금속층에 의해 덮어짐으로써 본 발명의 전후관계(배경, context)를 이해할 수 있다. 일반적으로, 금속층들(5, 6)은 다른 재료로 또한 형성될 수 있다; 실시예에 의해, 실질적으로 부드러운 층(5) 및/또는 적어도 부분적으로 구성된 금속층(6)은 일부분 시트 금속층 및 일부분 금속 및/또는 세라믹 섬유재료로 형성될 수 있다. 이 방식으로 구성된 하니컴 바디는 자동차의 배기 시스템에서 다양한 구성요소 특히 촉매 공급바디, 흡착바디 및/또는 미립자 필터로 유리하게 사용될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 금속층들(5, 6)은 나선형으로 서로 얽힌 3개의 적층체를 형성하도록 적층되어야 한다. 세라믹으로부터 하니컴 구조(2)의 형성 또는 돌출된 금속 구조와 같이, 감긴 또는 서로 얽힘의 다른 형태 예를 들어 반대편 또는 2개 적층체의 꼬불한 S 형 또는 나선형으로 감긴 하나 이상의 층(5, 6)이 본 발명에 따라 동일하게 가능하다. 적어도 부분적으로 구성되는 적어도 약간의 하나 이상의 금속층으로부터 하니컴 구조(2)의 플레이트형 구조가 본 발명에 따라 또한 가능하다. 층(5, 6)은 서로 연결되고, 그리고 하니컴 구조(2)는 적어도 소구역에서 결합 기술 특히 납땜 및/또는 용접에 의해 관형 케이스(3)와 연결된다.

하니컴 바디(1)는 또한 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)을 포함하는 측정 센서(7)를 갖는다. 본 발명에 따르면, 다수의 측정 센서(7)가 형성되는 것이 또한 가능하다. 요즘에는, 제 1 실시형태에서, 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)은 각각 직선의 형태이다. 이 경우에 제 2 소구역(9)은 하니컴 구조(2)의 내부에 수용부(10)로 수용된다. 수용부(10)는 하니컴 구조(2)의 내부에 대응하는 캐비티 및 관형 케이스(3)에 대응하는 연결부분(11)에 의해 형성된다. 측정 센서(7)의 제 2 소구역(9)은 이 수용부(10)에 수용되고, 따라서 측정 센서(7)의 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)의 사이에 접촉영역(12)은 연결부분(11)에 형성된다. 제 1 소구 역(8) 및 제 2 소구역(9)은 접촉영역(12) 내에서 한 각도(W)를 포함한다. 이 각도(W)는 일반적으로 60 내지 120°의 범위이고, 바람직하게는 70 내지 105°, 특히 바람직하게는 85 내지 95°가 바람직하다. 각도(W)에 대한 바람직한 추가 값은 실질적으로 90°이다. 각도(W)는 도 2에서 볼 수 있는 것처럼 두 개의 평면에 대하여 실질적으로 정의된다.

도 2는 본 발명에 따른 하니컴 바디(1)의 제 1 실시형태의 측면도를 도시한다. 비록 층들(5, 6) 및 캐비티(4)가 명백화를 위하여 도시되지 않았지만, 하니컴 바디(1)는 제 1 말단 측면(13) 및 제 2 말단 측면(14)을 갖는다. 하니컴 바디(1)는 예를 들어. 자동차의 배기 시스템에 설치되며, 배기가스는 관통흐름(through-flow)의 방향(15)으로 제 1 말단 측면(13)에서 제 2 말단 측면(14)까지 하니컴 바디(1)를 통하여 흐른다. 배기가스의 금속층들(5, 6)의 설계에 의존하는 위치상으로 다른 배기가스의 흐름 방향이 하니컴 구조(2)에 나타날 수 있지만, 그러나 이것은 관통흐름의 방향(15)과 관련이 없다. 그러나 관통흐름 방향(15) 내 흐름 방향이 하니컴 바디(1)의 소구역에 존재하고, 그리고 관통흐름 방향(15)과 실질적으로 반대 방향인 흐름 방향이 다른 소구역에 존재하도록, 역류를 위한 제 2 말단 측면(14)의 아래로의 역류를 초래하는 수단(미도시)이 형성되는 것이 동일하게 가능하다.

접촉영역(12)에서 보는 것처럼 각 경우에서, 각도(W)는 극 좌표의 형태로 표현되는 두 개의 평면 예컨대, 제 1 소구역(8)의 제 1 세로축(16) 및 제 2 소구역(9)의 제 2 세로축(17)의 벡터로 간주되는 두 개의 성분으로 나뉠 수 있다. 제 1 평면(18)은 관통흐름 방향(15)을 에워싸는 평면이다. 하나의 가능한 제 1 평면(18)이 도 2에 도시된다. 제 2 평면(19)은 관통흐름 방향(15)의 벡터가 표면 법선 즉, 하니컴 바디(1)를 통한 흐름 방향(15)에 수직함을 의미하는 평면이다. 제 2 평면(19)이 마찬가지로 도 2에 도시된다. 그러므로 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)에 의해 포함된 한 각도(W)는 제 1 평면(18) 및/또는 제 2 평면(19)에 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 제 1 실시형태에서, 각도(W)는 단지 제 2 평면(19)에 있다. 각도(W)가 제 1 평면(18)에 있는 제 1 성분(W1) 및 제 2 평면(19)에 있는 제 2 성분(W2)으로 분리된다면, 본 실시형태에서 제 2 성분(W2)은 각도(W)와 일치하지만, 반면 제 1 성분(W1)은 0이 된다.

측정 센서(7)는 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)에 고정되게 설계된다. 이 문맥에 있어서, 용어 고정(rigid)은 특히 소구역(8, 9)이 하니컴 바디(1)에 측정 센서(7)의 설치 동안 발생할 수 있는 힘 또는 자동차의 배기 시스템 내 하니컴 바디(1)의 사용 중에 발생할 수 있는 힘에 의해 실질적으로 변형가능하지 않고 및/또는 탄력이 없다는 것을 의미한다. 본 발명의 실시형태에 측정 센서(7)는 람다센서이다. 그러나 선택적으로 또는 추가로, 측정 센서(7)는 온도 및/또는 유체 성분 예컨대 흐르는 유체의 어떤 다른 원하는 특성 변수 뿐만 아니라 자동차로부터 나오는 배기가스의 질소산화물(NOx)의 비율(proportion)을 또한 기록할 수 있다.

본 발명에 따른 하니컴 바디(1)는 하니컴 바디(1)를 통하여 흐르는 유체, 바람직하게 자동차의 내연기관으로부터 나오는 배기가스의 적어도 하나의 특성 변수 의 제어를 유리하게 허용하지만, 한편 동시에 예를 들어 자동차의 배기 시스템에 하니컴 바디(1)의 설치를 위한 작은 공간을 요구한다. 이것은 기울지 않은 즉 직선의 측정 센서보다 상당히 적은 설치공간을 채택하는 각도(W)로 기울어진 측정 센서(7)의 설계 때문이다. 측정 센서(7)의 기울어진 설계 때문에, 제 1 소구역(8)은 기울어지지 않은 설계의 경우보다 관형 케이스(3)에 상당히 가깝게 형성된다. 하니컴 바디(1)가 내연기관의 배기 시스템에 설치된다면, 배기가스의 높은 온도는 측정 센서(7)의 기울어진 설계에 의해 악화되고, 사용된 재료의 열 안정에 높은 손상을 부과한다. 하니컴 바디(1)가 촉매 공급바디로서 사용된다면, 열 증감 및/또는 과도현상 뿐만 아니라, 온도에 추가된 증가는 촉매 변환의 발열 특성으로 기인한다. 기울어진 설계 때문에, 제 1 소구역(8)이 관형 케이스(3)에 가깝게 위치되고 그리고 그러므로 높은 온도에 영향받으므로, 열적 절연체(20)는 공지된 열 저항 및/또는 열적으로 절연하는 재료로 형성된다. 이 열적 절연체(20)는 측정 센서(7) 특히 제 1 소구역(8)에 열 손상을 유리하게 방지한다.

도 3은 본 실시형태의 하니컴 구조(2)가 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 하니컴 구조(2)의 구성에 대한 어떤 상세한 설명 없이, 본 발명에 따른 하니컴 바디(1)의 제 2 실시형태를 단면도를 개략적으로 묘사한다. 이 실시형태 및 뒤에 오는 실시형태들에서, 기술의 명료함을 위해 제 1 실시형태의 경우와 동일한 상세한 설명은 제공되지 않으며, 그러므로 다음 본문에서 참조는 위에 개시된 기술에 대하여 따른다. 제 2 실시형태에서, 측정 센서(7)의 제 1 소구역(8)은 곡선 형태이다. 접촉영역(12)에서, 접촉영역(12)의 제 1 소구역(8)의 접선(21; tangent) 및 제 2 소구역(9)의 제 2 축(17)에 의해 형성된 각도(W)가 다시 한 번 있다. 제 2 실시형태에서, 각도(W)는 제 2 평면(19)에 형성된다.

도 4는 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 3 실시형태를 통한 단면도를 개략적으로 묘사한다. 이 실시형태에서, 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)은 직선 형태이다. 두 소구역들(8, 9)은 그들이 제 3 실시형태에서 실질적으로 90°가 되는 각도(W)를 포함하는 접촉영역(12)과 연결된다. 제 3 실시형태에서, 각도(W)는 제 2 평면(19)에 위치된다. 실질적으로 90°인 각도(W)는 하니컴 바디(1) 및 측정 센서(7)의 공간 절약 구조를 유리하게 허용하는 것이 바람직하다.

도 5는 하니컴 구조(2) 및 관형 케이스(3)를 포함하는 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 4 실시형태의 단면도를 개략적으로 묘사한다. 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)을 갖고, 접촉영역(12)과 연결되는 측정 센서(7)가 하니컴 바디(1)에 있다. 제 1 소구역(8)은 만곡된 형태이고, 제 1 소구역(8)의 만곡은 제 소구역(8)이 기대는 영역에 관형 케이스(3)의 곡률에 대응한다. 제 2 소구역(9)의 제 2 축(17)을 갖는 접촉영역(12)에 제 1 소구역(8)의 접선(21)에 의해 포함되는 각도(W)는 실질적으로 90°이다. 제 1 소구역(8)의 곡률에 관련하여, 이것은 측정 센서(7)를 구비한 하니컴 바디(1)의 부분적으로 공간 절약 설계를 달성한다.

도 6은 본 발명에 따른 하니컴 바디의 대표적인 제 5 실시형태의 단면도를 개략적으로 묘사한다. 하니컴 바디(1)는 배기가스가 관통흐름 방향(15)으로 하니컴 바디(1)를 통하여 흐를 수 있는 제 1 말단 측면(13) 및 제 2 말단 측면(14)을 갖는다. 하니컴 바디(1) 외부 즉, 관형 케이스(3)의 외부에 놓인 제 1 소구역(8) 및 하니컴 구조(2) 내부에 놓인 제 2 소구역(9)을 갖는 측정 센서(7)가 하니컴 바디(1)에 형성된다. 접촉영역(12)에서, 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)은 제 1 평면(18)에 놓인 각도(W)를 포함한다. 위에 설명에서와 같이, 이 제 1 평면(18)은 하니컴 바디(1)를 통하여 흐름방향(15)을 둘러싼다.

여기에 도시된 실시형태는 제 1 평면(18) 또는 제 2 평면(19)에 놓인 각도(W)를 각각 갖는다. 그러나 본 발명에 따라 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)이 제 1 평면(18) 및 제 2 평면(19)에 놓인 각도(W)를 둘러싸는 것이 동일하게 가능하다.

본 발명에 따른 하니컴 바디(1)는 측정 센서(7)의 기울어진 구조에 의하여 적어도 하나의 측정 센서(7)를 구비한 하니컴 바디(1)의 공간 절약 설비를 유리하게 허용한다.

본 발명은 적어도 하나의 특성 변수의 배기가스의 측정을 허용하는 하니컴 바디 및 람다센서를 제안하는 동시에 측정 센서 또는 람다센서를 위한 매우 작은 공간 필요를 구비한 하니컴 바디를 제공한다.

Claims

유체, 특히 내연기관으로부터 나온 배기가스가 관통흐름 방향(15)으로 적어도 부분적으로 흐를 수 있는 하니컴 바디(1)에 있어서,

관형 케이스(3) 내에 수용되는 하니컴 구조(2)를 형성하며, 상기 유체가 적어도 부분적으로 흐를 수 있는 다수의 캐비티들(4)과,

적어도 하나의 제 1 소구역(8) 및 하나의 제 2 소구역(9)을 갖는 적어도 하나의 측정 센서(7)를 가지며,

이때 적어도 상기 측정 센서(7)의 제 2 소구역(9)은 상기 하니컴 구조(2) 안으로 연장되고 그리고 상기 캐비티들(4)의 적어도 일부를 통하여 적어도 부분적으로 관통하며, 그리고 적어도 상기 제 1 소구역(8)은 상기 관형 케이스(3) 외부로 연장되는 하니컴 바디에 있어서,

상기 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)은 형상면에서 실질적으로 고정되고 그리고 상기 하니컴 바디(1)를 통한 흐름 방향을 둘러싸는 제 1 평면(18) 내에서 그리고/또는 상기 하니컴 바디(1)를 통한 흐름 방향(15)에 수직한 제 2 평면(19)에서 180°가 아닌 각도(W)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 측정 센서(7)는 람다 센서로써 설계되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 측정 센서(7)는 다음의 유체의 특성 변수들:

a) 온도;

b) 상기 유체의 적어도 하나의 성분의 비율;

중 적어도 하나를 기록하는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 측정 센서(7)는 열전도를 방지하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 소구역(8) 및 상기 제 2 소구역(9)에 의해 포함된 각도(W)는 60 내지 120°, 바람직하게는 75 내지 105°, 특히 바람직하게는 85 내지 95°가 되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 소구역(8) 및 상기 제 2 소구역(9)에 의해 포함된 각도(W)는 실질적으로 90°가 되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 측정 센서(7)의 적어도 하나의 소구역(8, 9)은 적어도 부분적으로 만곡되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 7 항에 있어서,

상기 만곡된 소구역(8, 9)의 곡률은 상기 하니컴 바디(1)의 만곡 및/또는 상기 하니컴 바디(1) 내 기하 조건에 부합되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 1 항 내 지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하니컴 바디(1)는 적어도 하나의 금속층(5, 6)으로부터 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 9 항에 있어서,

사이 하니컴 바디(1)는 적층되고 감겨지고 또는 서로 꼬여 합쳐지는 적어도 부분적으로 구성된 금속층들(6) 및 실질적으로 부드러운 금속층들(5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 9 항에 있어서,

상기 하니컴 바디(1)는 적어도 하나의 적어도 부분적으로 구성된 금속층(6) 및 적절하다면 적어도 하나의 실질적으로 부드러운 금속층(5)으로부터 감겨지는 것 을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

적어도 일부분에서, 및/또는 상기 금속층들(5, 6)의 적어도 일부에서 상기 금속층들(5, 6)은 유체가 적어도 부분적으로 흐를 수 있는 하나의 재료, 바람직하게는 섬유 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

구성 반복 길이를 갖고 적어도 부분적으로 구성된 층들(6)로 적어도 부분적으로 이루어지고,

적어도 일부 경우에서 상기 구성 반복 길이보다 큰, 바람직하게는 상기 구성 반복 길이보다 현저하게 큰 치수의 홀들이 적어도 일부의 층들(5, 6)의 적어도 소구역들에서 형성되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

미세구조, 바람직하게는 관통 흐름의 방향(15)에 대한 각도에서, 특히 바람직하게는 관통 흐름 방향(15)에 대해 실질적으로 직각인 각도에서, 뒤집힌 형태 및/또는 구성 반복 길이보다 작은 치수를 갖는 홀은 상기 층들(5, 6)의 적어도 일부에서 형성되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하니컴 바디(1)는 세라믹 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
제 1 항 내지 제 8 항 및 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하니컴 바디는 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는 하니컴 바디(1).
하니컴 바디(1)에 사용하기 위한 람다센서에 있어서,

상기 람다센서는 180°가 아닌 각도(W)를 포함하는 제 1 소구역(8) 및 제 2 소구역(9)을 갖는 것을 특징으로 하는 람다센서.
제 17 항에 있어서, 상기 소구역들(8, 9) 중 적어도 하나는 만곡된 것을 특징으로 하는 람다센서.
제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 람다센서는 바람직하게는 상기 제 1 소구역(8)의 구역 내에 열 절연층(20)을 갖는 것을 특징으로 하는 람다센서.