KR20130041163A - 배기 가스 처리 장치 - Google Patents

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KR20130041163A
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reducing agent
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카르스텐 크루제
토마스 나겔
조르그 스프루테
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폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
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Abstract

본원 발명은 배기 가스 처리 구성요소(2)를 구비한 배기 가스 처리 장치(1)에 관한 것으로서, 상기 배기 가스 처리 장치를 통하는 유동이 유입 측(4)으로부터 유출 측(5)까지의 유동 방향(3)으로 통과할 수 있으며, 이 경우 상기 유동 방향(3)의 유출 측(5)의 하류에 상기 배기 가스 처리 장치(1)로 환원제를 미터링하는 미터링 장치(6)가 제공된다. 상기 미터링 장치(6)는 유동 방향(3)에 적어도 부분적으로 반대인 미터링 방향(7)을 갖는다. 배기 가스 처리 구성요소(2)의 유출 측(5)은 다공성 레이어(8)에 의해 적어도 부분적으로 걸쳐지고, 그리고 미터링 장치(6)와 상기 배기 가스 처리 구성요소(2) 사이에 분사된 환원제(10)가 상기 다공성 레이어(8)에 도달하도록 간격(9)이 선택된다.

Description

배기 가스 처리 장치{Exhaust-Gas Treatment Device}
본 발명은 환원제용 미터링 장치(metering device)를 포함한 배기 가스 처리 장치에 관한 것이다. 미터링 장치를 구비한 이러한 배기 가스 처리 장치는 (이동가능한) 자동차에서의 내연 기관으로부터의 배기 가스를 세정하기 위해 최근에 점차 사용이 증대되고 있다.
환원제를 배기 가스 처리 장치에서의 내연 기관의 배기 가스에 미터링함으로써, 특히 종종 배기 가스의 완전하고 효과적인 세정이 달성될 수 있다. 환원제를 미터링하는 이러한 단계가 사용되는 하나의 방법은 예를 들면 SCR(selective catalytic reduction)이고 이러한 SCR에서 배기 가스의 아산화 질소 화합물이 환원된다. SCR 방법은 린-버언 내연 기관에 특히 적당하고 상기 린-버언 내연기관에서는 연소를 위해 과도한 공기가 화학량적인 연료-공기 혼합물과 관련하여 존재한다. 이러한 내연 기관으로부터의 배기 가스는 특히 고 비율의 아산화 질소 화합물을 갖는다. SCR 공정에 있어서, 배기 가스의 아산화 질소는, 예를 들면, 환원제와 같은 암모니아를 사용하여 환원된다. 충분한 온도에서, 암모니아와 함께 아산화 질소 화합물은 물 및 질소와 같은 무해한 성분으로 환원된다.
암모니아를 배기 가스 시스템에 제공하기 위하여, 통상적으로 상기 암모니아는 자동차에 직접적으로 저장되지는 않지만, 전구체의 형태로 탱크에 제공된다. 이러한 전구체는 환원제 전구체나 또는 환원제 전구체 용액이라 불린다. 암모니아가 얻어질 수 있는 이러한 환원제 전구체 용액은 예를 들면, 요소-물 용액이다. 자동차 분야(sector)에서 사용하기 위하여, 예를 들면, 32.5%의 요소-물 용액이 사용되는데, 이러한 요소-물 용액은 AdBlue라는 상표명으로 상업적으로 판매되어 사용가능하다. 이러한 환원제 전구체는 예를 들면, 열적으로 및/또는 배기 시스템에서나 또는 배기 가스 외측의 반응 장치에서의 배기 가스 유동 내측의 촉매를 사용하여 환원제로 변환될 수 있다.
배기 가스 시스템으로 미터링될 환원제에 대하여, 상기 환원제는 또한 배기 가스 처리 장치에 액상의 형태로 분사된다. 배기 가스의 열은 환원제를 기화시킴과 동시에 상기 환원제를 변환시킨다. 이러한 구성을 효율적으로 그리고 신뢰성 있게 달성하기 위하여, 환원제가 초-미세한 액적의 형태로 배기 가스 유동에 존재할 필요가 있고 가능한 미세하게 분포될 필요가 있다. 큰 액적의 환원제는 규칙적으로 충분히 빠르게 증발하지 못한다는 문제점이 있다.
더욱이 분사된 환원제가 배기 가스 처리 장치의 차가운 표면과 접촉하지 않게 된다는 것이 보장될 수 있다. 다른 하나의 공통의 문제점은 환원제가 이러한 차가운 표면상에서 응축되고 특정 환경 하에서 바람직하지 못한 퇴적물을 형성한다는 것이다.
예를 들면 WO 2009/127449 A1와 같은 종래 기술은 배기 가스 파이프에 배치된 포집 매체(capture medium)를 개시하고 있고 상기 배기 가스 파이프 상에 분사된 환원제가 위치하고 완전하게 증발된다. 이러한 포집 매체는 배기 가스 파이프의 외측 차가운 벽부와 열적으로 단열된다. 본 발명에서 포집 매체는 단지 실질적인 기술적인 복잡성을 가져서 장착될 수 있고 중요하지 않은 정도가 아닌 정도로 진동에 노출될 수 있다.
이러한 종래 기술로부터 시작하여, 본 발명의 목적은 환원제용 미터링 장치를 구비한 개량된 배기 가스 처리 장치를 제공하는 것이다. 종래 기술로부터 지적된 문제점이 본원 발명에 의해 적어도 부분적으로 해결된다.
이들 목적은 청구항 제1항의 특징부에 따른 배기 가스 처리 장치로써 달성된다. 배기 가스 처리 장치의 또 다른 유리한 실시예가 종속청구항에 주어졌다. 본원발명의 청구범위에서 개별적으로 기재된 특징은 임의의 자의적이고 기술적으로 의미있는 방식으로 합쳐질 수 있고 본원발명의 상세한 설명에 기재된 예시적인 설명에 의해 보충될 수 있으며, 본원 발명의 또 다른 실시예가 지시된다.
본 발명은 배기 가스 처리 구성요소를 포함한 배기 가스 처리 장치에 관한 것이며, 상기 배기 가스 처리 구성요소를 통하여 유동이 유입 측으로부터 유출 측까지 유동 방향으로 통과할 수 있고, 상기 유동 방향에 있어서 상기 유출 측 하류에 환원제를 상기 배기 가스 처리 장치로 미터링 하기 위한 미터링 장치가 제공되고, 이 경우 상기 미터링 장치는 상기 유동 방향에 적어도 부분적으로 반대로 뻗어있는 미터링 방향을 갖는 상기 배기 가스 처리 장치에 있어서, 상기 배기 가스 처리 구성요소의 상기 유출 측은 다공성 레이어에 의해 적어도 부분적으로 걸쳐지고(span) 그리고 상기 미터링 장치와 상기 배기 가스 처리 구성요소 사이에 분사된 환원제가 상기 다공성 레이어에 도달하도록 선택된 간격이 존재한다.
배기 가스 처리 구성요소는 예를 들면, 산화 촉매나 또는 파티클 필터일 수 있다. 이러한 필터는 특히 주름진 금속의 레이어와 매끈한 금속의 레이어의 적어도 하나의 적어도 부분적으로 구성된 레이어로 스택되거나 말리거나 감길 수 있는 금속의 캐리어 구조체로 만들어질 수 있다. 배기 가스 세정 구성요소는 또한 세라믹, 특히 압출된 캐리어일 수 있다.
배기 가스 세정 구성요소는 바람직하게는 채널 벽부에 의해 서로 분리된, 유입 측으로부터 유출 측까지 뻗어있는 복수의 채널을 구비한다. 채널 벽부는 배기 가스 처리 구성요소 내에서 상이한 채널을 통해 유동하는 배기 가스가 혼합될 수 있도록 구역에서 중단될 수 있다. 배기 가스 세정 구성요소는 단일체(monolith) 및/또는 허니콤 몸체로 설계되는 것이 바람직하다.
배기 가스 처리 장치를 통과하는 유동 방향은 내연 기관으로부터 시작하여 본원 발명에 따른 상기 배기 가스 처리 장치를 구비한 완벽한 배기 가스 처리 시스템을 통해, 배기 가스 시스템으로부터의 유출구까지 향한다.
미터링 장치는, 예를 들면, 환원제를 분사하기 위한 인젝터일 수 있다. 이러한 인젝터는 가압된, 바람직하게는 액상의 환원제를 배기 가스 처리 장치로 스프레이한다. 미터링 방향(달리 말하자면, 환원제가 공급되는 제트의 방향)은 배기 가스 처리 장치에서의 환원제의 가능한 미세한 분포를 보장하도록 설계된다. 미터링 장치에 의해 발생된 개별 환원제 액적은 가능한 작을 수 있다. 바람직하게는 미터링 장치에 의해 발생된 환원제 액적의 평균 직경은 200 ㎛이하, 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 강한 배기 가스 유동에 조차에서도 다공성 레이어 쪽으로의 환원제 액적의 목표한 공급을 보장하기 위하여, 평균 직경이 50 ㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.
배기 가스 처리 구성요소의 유출 측은 다공성 레이어에 의해 적어도 부분적으로 걸쳐진다. 이러한 구성은 특히 다공성 레이어가 유출 측을 적어도 부분적으로 커버한다는 것을 의미한다. 배기 가스 처리 구성요소로부터 나오는 배기 가스는, 유동 방향으로 배기 가스 처리 장치로 더욱 유동하기 위하여, 다공성 레이어를 적어도 반드시 부분적으로 통과하여야 한다. 본원 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에 있어서, 유출 측은 다공성 레이어에 의해 완전하게 걸쳐지거나 커버된다. 이후 배기 가스 처리 구성요소를 통해 유동하는 배기 가스는 또한 다공성 레이어를 반드시 완전하게 통과해야만 한다.
또한 적용되는 분야에서, 즉, 레이어 복합물(composite)로 설계될 수 있는 다공성 레이어는 특히, 함께 연결된 수개의 레이어를 포함한다. 레이어는 형상부의 강성 및/또는 다공성과 관련하여 상이하게 설계될 수 있다. 또한 모든 레이어가 서로 (완전하게) 커버하는 것이 바람직하다면, 또한 상기 레이어 복합물의 적어도 하나의 부품의 세그먼트가 다른 하나의 부품의 세그먼트보다 많은 레이어를 포함한다는 점에서 레이어 복합물이 형성될 수 있다.
배기 가스 처리 구성요소와 미터링 장치 사이의 간격은 배기 가스 처리 장치의 작동부에 공급된 환원제가 다공성 레이어에 도달하도록 선택된다. 바람직하게는 모든 분사된 환원제가 다공성 레이어에 도달한다. 따라서 간격은 배기 가스 유동 속도 및 분사된 환원제의 속도나 또는 배기 가스와 상기 분사된 환원제의 특성에 따라 결정된다. 따라서 간격은 배기 가스의 저 유동 속도에 대해 증가될 수 있거나 또는 그 반대일 수 있으며 - 당업자가 종래의 배기 가스를 사용한 간단한 실험으로부터 용이하게 만들어질 수 있는 설계가 자동차에 대해 테스트 된다. 브릿지(bridge)될 수 있는 거리에 중요한 분사된 환원제의 특성은 공급된 환원제 액적의 크기이다. 작은 액적은 배기 가스 유동에서의 마찰에 의해 빠르게 속도저하되고 그리고 단지 배기 가스의 유동 방향에 대한 거리나 짧은 섹션 내내 이동할 수 있다. 보다 큰 액적은, 그 질량 관성 때문에, 더욱 느리게 감속되고 이에 따라 배기 가스의 유동 방향에 대한 거리나 또는 보다 긴 섹션 내내 이동할 수 있다. 간격은 특히 50 mm이고, 바람직하게는 30 mm 이하이며 특히 바람직하게는 20 mm 이하이다. 따라서, 특히 환원제가 배기 가스 세정 구성요소를 나온 이후에 배기 가스의 층류 유동 프로파일로 미터링 되는 것이 달성될 수 있다.
본원 발명에 따른 장치는 정위된 공급에 적당한 배기 가스 처리 장치의 구역에서 배기 가스와 접촉하기 위한 환원제의 저장을 가능하게 한다. 더욱이 배기 가스 유동으로의 환원제의 구체적인 적용은 이에 따라 예를 들면, 유동하는 배기 가스(배기 가스 질량 유동 및/또는 배기 가스 온도 등)의 공간 분포에 적용된 환원제의 양에 의해 가능하다. 결론적으로 다공성 레이어로 배기 가스 처리 구성요소를 떠나는 (국부) 부분 배기 가스 유동의 구체적인 배급에 의해, 환원제가 보다 목표로 하는 방식으로 더욱 효율적으로 사용될 수 있기 때문에 더욱 경제적으로 미터링될 가능성이 열려있다.
본원 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 다른 유리한 실시예에 있어서, 다공성 레이어는 유출 측과 적어도 부분적으로 평행하게 배치된다. 유출 측에 대한 다공성 레이어의 (특히 완벽하게) 평행한 배치에 의해 유출 측에서, 특히 또한 상기 유출 측 하류의 층류 유동 구역에서 다공성 레이어의 특히 간단한 위치결정과 공간-절감이 가능하게 된다. 동시에 이러한 배치는 배기 가스 처리 구성요소로부터 다공성 레이어까지 신속한 열 전달을 가능하게 한다. (촉매작용으로 활성적인) 배기 가스 처리 구성요소는 다공성 레이어를 (직접적으로 및/또는 배기 가스 유동을 통해) 가열할 수 있는 온도 공급원을 통상적으로 구성한다. 이 결과 다공성 레이어 상에 놓여있는 환원제가 특정 효율로 열적으로 변환될 수 있게 된다.
더욱이 다공성 레이어가 금속의 패브릭 또는 금속의 플리스(fleece)를 포함한다면 본원 발명에 따른 장치는 유리하다. 이러한 플리스는 정확하게 형성된 열적 특성 및 형성된 유동 저항을 갖도록 설계될 수 있다. 유동 저항 및 열적 특성은, 상기 필라멘트의 두께를 선택함으로써 및/또는 플리스나 또는 패브릭의 밀도와 두께를 선택함으로써, 상기 플리스나 또는 상기 패브릭의 금속의 개별 필라멘트의 재료를 선택하여 형성될 수 있다. 적용가능한 분야에서 패브릭은 (단지) 지지하는 작용을 수행할 수 있고 그리고 플리스는 환원제를 일시적으로 저장할 수 있다. (와이어 필라멘트의 규칙적인 구조를 갖는) 패브릭 및 (와이어 필라멘트로써 무질서적인 구조체나 또는 확률적인 구조체를 갖는) 플리스는 또한 다공성 레이어의 복합 형상 부를 만들도록 함께 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치의 바람직한 실시예에 있어서, 금속의 플리스는 전기적으로 가열될 수 있다. 플리스나 또는 패브릭용 재료는 특히 전기 전도성을 가지므로, 적당한 접촉을 통해, 상기 플리스나 또는 상기 패브릭은 전류로써 가열될 수 있다. 접촉은 별도로 제공되거나 또는 배기 가스 처리 구성요소를 통해 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치는 다공성 레이어가 티타늄 와이어로 적어도 부분적으로 만들어진다면 더욱 유리하다. 산화 매체(oxidizing media)가 존재하여, 티타늄 옥사이드 레이어(titanium oxide layer)가 티타늄 와이어를 형성한다. 내연 기관으로부터의 배기 가스는 이러한 산화 매체이다. 티타늄 옥사이드 레이어는 환원제 전구체 용액의 환원제나 또는 암모니아로의 변환을 향상시킨다. 티타늄 옥사이드 레이어는 다공성 레이어로 처리되기 전에 조차도 티타늄 와이어에서 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치는, 다공성 레이어가 배기 가스 처리 구성요소 상에서 지지 구조체로써 지지된다면, 더욱 유리하다. 특히 매우 바람직하게는 본원발명에 있어서 다공성 레이어가 배기 가스 처리 구성요소와 단지 접촉한다. 이러한 지지 구조체에 의해, 결정된 거리가 다공성 레이어와 배기 가스 처리 구성요소의 유출 측 사이에 설정될 수 있다. 지지 구조체는 예를 들면, 배기 가스 처리 구성요소의 채널 내로 부분적으로 뻗어있는 지지 핀의 형태로 설계될 수 있다. 더욱이, 지지 링은 배기 가스 처리 구성요소의 주변부 상에 제공될 수 있고 그리고 적어도 하나의 다공성 레이어용 클램핑 프레임을 형성할 수 있다. 이러한 지지 구조체는 열 에너지를 배기 가스 처리 구성요소로부터 다공성 레이어로 전달할 수 있는 열 전도성(예를 들면, 금속의 재료 때문)을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다.
따라서 다공성 레이어는 배기 가스 처리 장치에 특히 실용적으로 중앙에 배치될 수 있고 그리고 동시에 배기 파이프의 외측 벽부로의 열 브릿지(bridge)가 피해질 수 있다. 다공성 레이어가 배기 가스 처리 구성요소에 부착되기 때문에, 상기 다공성 레이어로부터 (보다 차가운) 배기 가스 처리 장치의 외측 벽부나 또는 외측 파이프로의 열의 유동은 가능하지 않거나 또는 적어도 실질적으로 방지된다. 바람직하게는 다공성 레이어는 배기 가스 처리 장치의 외측 벽부와 직접적으로 접촉하지 않는다. 또한 다공성 레이어는 배기 가스 처리 구성요소의 유출 측에만 부착되는 것이 바람직하다.
본원 발명에 따른 배기 가스 처리 장치는, 다공성 금속의 레이어가 환원제용 미터링 장치의 스프레이 패턴에 적용되고 평면을 벗어나는 형상부를 구비한다면, 더욱 유리하다.
미터링 장치의 스프레이 패턴은 상기 미터링 장치를 빠져나오는 환원제로의 유동 방향, 유동 속도, 미터링 방향, 및/또는 액적 분포에 의해 특히 결정된다. 다공성 레이어의 형상부는 무엇보다도 다공성 레이어에 의해 형성된 영역의 형상이라는 것을 의미한다. 이는 결론적으로 특히 또한 (예를 들면, 부분적으로 볼록한 및/또는 오목한) 만곡될 수 있다. 형상부를 스프레이 패턴에 적용하기 위하여, 상기 형상부는 예를 들면 만곡될 수 있어, 미터링 장치로부터 빠져나오는 환원제가 상기 미터링 장치로부터의 유출 방향과는 무관하게 다공성 레이어에 실질적으로 동일한 거리를 커버한다.
예를 들면, 임의의 자의적인 미터링 방향에 대하여, 미터링 장치의 스프레이 콘의 구역에서 상기 미터링 장치로부터 다공성 레이어까지의 거리가 최대 40% 만큼 상이하고, 바람직하게는 최대 20% 만큼 상이하고 가장 바람직하게는 최대 10% 만큼 상이하도록, 형상부가 선택될 수 있다.
형상부를 스프레이 패턴에 적용하는 경우에, 배기 가스 유동에 의해 공급된 환원제의 편향이 또한 고려될 수 있다. 예를 들면, 형상부는 배기 가스 속도가 5 m/s와 20 m/s의 사이에서 변화할 때, 각각의 경우에 있어서 환원제의 적어도 60%, 바람직하게는 환원제의 적어도 80% 그리고 특히 바람직하게는 환원제의 적어도 90%가 다공성 레이어에 도달하도록, 선택될 수 있다. 이를 위하여 바람직하게는 다공성 레이어의 형상부는 미터링 장치 쪽 방향으로 만곡되도록 설계된다.
더욱이 다공성 레이어의 형상부는 적어도 하나의 오목부를 배기 가스 처리 구성요소 쪽으로 형성하는 것이 바람직하다. 달리 말하자면 이는 특히 형상부가 적어도 하나의 오목부를 만들어서, 다공성 레이어의 한 부분이 환원제의 접촉 구역 둘레의 돌출부나 또는 한 타입의 칼라형 세그먼트(collar segment)를 형성한다는 것을 의미한다. 칼라형 세그먼트나 또는 돌출부는, 간단하게 말하자면 예를 들면 편자(horseshoe), 액적, 원 또는 이와 유사한 형상의 방식으로, 다공성 레이어 상에 만곡부를 형성할 수 있다. 통상적으로 오목부의 갯수를 미터링 장치의 갯수에 적용하는데 적당하므로 하나의 미터링 장치 제공시, 정확하게 하나의 오목부가 제공된다.
더욱이 미터링 장치가 유출 측으로부터 시작하는 유동 방향으로 뻗어있는 이론적인 실린더 외측에 놓여있도록 배치된다면 유리하다. 따라서 미터링 장치는 배기 가스 처리 장치를 통과하는 배기 가스의 주 유동 방향에 측방향으로 오프셋되고 이에 따라 상기 배기 가스 처리 장치를 통과하는 배기 가스 유동을 방해하지 않는다. 그러나, 유출 측 상의 다공성 레이어는 환원제가 배기 가스 처리 장치에 공급될 때, 특히 다공성 레이어의 형상부가 - 상기 기재한 바와 같이 - 미터링 장치의 스프레이 패턴에 적용된다면, 상기 환원제에 대한 적당한 목표 영역을 만들 수 있다.
또한 명확하게도 다공성 레이어는, 요소가 환원제로 사용되는 경우에 있어서, 예를 들면, 가수분해 코팅과 같은, 환원제의 변환을 위한 코팅을 구비할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 자동차는, 내연 기관으로부터의 배기 가스를 세정하기 위하여 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치 및 상기 내연 기관을 포함하여 제공된다.
본 발명은 또한 유출 측에서 적어도 하나의 다공성 레이어로 설계된 배기 가스 처리 구성요소에 관한 것이다. 이는 특히 배기 가스가 유입 측으로부터 유출 측까지의 유동 방향으로 통과해 유동할 수 있는 배기 가스 처리 구성요소를 의미하고, 이 경우 상기 배기 가스 처리 구성요소의 상기 유출 측은 다공성 레이어에 의해 적어도 부분적으로 걸쳐진다. 다공성 레이어의 설계 및/또는 배기 가스 처리 구성요소 상의 그 고정부와 관련하여, 상기 기재된 바와 같은 본원발명의 바람직한 실시예와 설명을 참조하기 바란다. 이러한 사항은 특히 환원제용 미터링 장치의 스프레이 패턴에 적용된 다공성 레이어의 형상부 및/또는 상기 다공성 레이어의 구조체에 관한 특징에 관한 것이다. 더욱이, 특히 이러한 배기 가스 처리 구성요소의 사용은 특히 자동차의 배기 가스 처리 장치에 있어서, 액상의 환원제용 포집 부재로 제안된다.
본 발명 및 기술 분야는 아래에서 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명되어 있고, 이 경우 상기 도면은 특히 본원 발명의 바람직한 실시예를 나타내고 있는 것으로서, 본원 발명이 본원 발명의 도면에 도시된 사항만으로 한정되는 것은 아니다. 도면은 특히 단지 설명을 위해 예시적으로 도시되었으며 축척이 맞춰져 있는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본원 발명에 따른 배기 가스 처리 장치를 도시한 도면이고,
도 2는 본원 발명에 따른 배기 가스 처리 장치를 포함한 자동차를 도시한 도면이며,
도 3은 본원 발명에 따른 배기 가스 처리 구성요소에 대한 특정 실시예의 다공성 레이어를 도시한 도면이다.
도 1은 본원 발명에 따른 배기 가스 처리 장치(1)를 도시한 도면이다. 본원 발명에 따른 배기 가스 처리 장치(1)는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함하고 상기 배기 가스 처리 장치를 통해 배기 가스가 유입 측(4)으로부터 유출 측(5)까지의 유동 방향(3)으로 유동할 수 있다. 상기 유동 방향(3)에서의 유출 측(5) 하류에서, 미터링 장치(6)가 상기 유출 측(5)으로부터 간격(9)이 제공된다. 다공성 레이어(8)가 유출 측(5)에 제공된다. 미터링 장치(6)는 유동 방향(3)에 적어도 부분적으로 반대로 뻗어있는 미터링 방향(7)을 갖는 배기 가스 처리 장치(1)에 환원제(10)를 공급한다. 미터링 장치(6) 자체는 유동 방향(3)에 대해 경사져 배치될 수 있지만, 그러나 또한 예를 들면, 상기 미터링 장치(6)가 배기 가스를 이송하는 라인에 수직하여 배치될 수 있고 그리고 (예를 들면, 상기 미터링 장치의 연장 축선에 대해 적어도 10°의 각도나 또는 적어도 15°의 각도에서) 경사진 미터링 방향(7)을 달성하는 유동 편향 수단에 통합될 수 있다.
다공성 레이어(8)는 배기 가스 처리 구성요소(2)의 유출 측(5)에서 지지 구조체(13)에 의해 지지된다. 다공성 레이어(8)는 미터링 장치(6)의 스프레이 패턴(15)에 적용되는 형상부(14, form)를 구비한다. 미터링 장치(6)는 배기 가스 처리 장치(1)의 구역을 부분적으로 돌출하여 형성되며, 상기 배기 가스 처리 장치의 구역에서 배기 가스가 주로 유동한다. 특히 미터링 장치(6)는 배기 가스 처리 구성요소(2)의 유출 측(5)으로부터 시작하는 유동 방향(3)으로 뻗어있는 이론적인 실린더(16) 외측에 배치된다. 이 결과 미터링 장치(6)로부터의 부가적인 유동 저항이 피해질 수 있디. 형상부(14)는 미터링 장치(6)의 스프레이 패턴(15)에 적용되어, 상기 미터링 장치(6)로부터 다공성 레이어(8) 상의 임의의 자의적인 지점까지의 거리(18)가 실질적으로 일정하다. 다공성 레이어(8)는 바람직하게는 미터링 장치(6)로부터 실질적으로 일정한 거리로 상기 미터링 장치(6)로부터 뻗어있는 콘(cone)을 교차한다.
미터링 장치에 의해 공급된 환원제(10)는 바람직하게는 배기 가스 처리 장치(1)(또는 배기 파이프)의 외측 파이프(17)(또는 외측 벽부)에 도달하지 않으므로, 상기 외측 파이프(17)에 환원제(17)의 응축이 발생하지 않는다. 외측 파이프(17)는 장치가 작동하는 동안에 외부 온도 때문에 상대적으로 차갑다.
도 2는 본원 발명에 따른 배기 가스 처리 장치(1)와 내연 기관(12)을 포함한 자동차(11)를 도시한 도면으로서, 상기 배기 가스 처리 장치는 내연 기관(12)으로부터의 배기 가스를 세정하도록 설계된다.
도 3은 본원발명에 따른 배기 가스 처리 구성요소에 대한 특별 실시예의 다공성 레이어(8)를 도시한 도면이다. 다공성 레이어(8)는 도 3에서 3개의 상이한 시점으로 도시되어 있으며, 상기 도면에서 각각의 화살표로 지시된 바와 같은 시점을 따른다. 다공성 레이어(8)는 한 지점에서 개구(21)를 구비하고 오목부(20)를 둘러싸는 주변 돌출부(19)를 구비한다. 개구(21)는 환원제용 미터링 장치(6)에 가장 가깝게 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 다공성 레이어(8)의 형상부(14)는 미터링 장치(6)의 스프레이 패턴(15)에 적용된다. 돌출부(19)는 미터링 장치(6)의 스프레이 패턴(15)을 실질적으로 둘러싸거나 또는 다공성 레이어(8)상의 환원제의 접촉 구역을 실질적으로 둘러싼다.
1 배기 가스 처리 장치 2 배기 가스 처리 구성요소
3 유동 방향 4 유입 측
5 유출 측 6 미터링 장치
7 미터링 방향 8 다공성 레이어
9 간격 10 환원제
11 자동차 12 내연 기관
13 지지 구조체 14 형상부
15 스프레이 패턴 16 이론적인 실린더
17 외측 파이프 18 거리
19 돌출부 20 오목부
21 개구

Claims (8)

  1. 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1)로서,
    상기 배기 가스 처리 장치를 통해 유입 측(4)으로부터 유출 측(5)까지 유동이 유동 방향(3)으로 통과할 수 있고, 상기 유동 방향(3)에서 상기 유출 측(5)의 하류에 환원제를 상기 배기 가스 처리 장치(1)로 미터링하기 위한 미터링 장치(6)가 제공되고, 상기 미터링 장치(6)는 상기 유동 방향(3)에 적어도 부분적으로 반대로 향하는 미터링 방향(7)을 구비하는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1)에 있어서,
    상기 배기 가스 처리 구성요소(2)의 상기 유출 측(5)은 다공성 레이어(8)에 의해 적어도 부분적으로 걸쳐지고, 그리고 상기 미터링 장치(6)와 상기 배기 가스 처리 구성요소(2) 사이에, 분사된 환원제(10)가 상기 다공성 레이어(8)에 도달하도록 선택된 간격(9)이 존재하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 레이어(8)는 상기 유출 측(5)에 적어도 부분적으로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1).
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 다공성 레이어(8)는 금속의 패브릭이나 또는 금속의 플리스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1).
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공성 레이어(8)는 상기 배기 가스 처리 구성요소(2) 상의 지지 구조체(13)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1).
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공성 레이어(8)는 평면으로부터 벗어나는 형상부(14)를 구비하고, 그리고 환원제용 상기 미터링 장치(6)의 스프레이 패턴(15)이 적용되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 다공성 레이어(8)의 상기 형상부(14)는 적어도 하나의 오목부(20)를 상기 배기 가스 처리 구성요소(2) 쪽으로 형성하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1).
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공성 레이어(8)는 적어도 부분적으로 티타늄 와이어로 만들어지는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 구성요소(2)를 포함한 배기 가스 처리 장치(1).
  8. 내연 기관(12)으로부터의 배기 가스를 세정하기 위해 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 배기 가스 처리 장치(1)와 상기 내연 기관(12)을 포함한 자동차(11).
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