KR20130101079A

KR20130101079A - 연소 기관에서 나온 배기 가스에 액매를 도입시키는 장치

Info

Publication number: KR20130101079A
Application number: KR1020137011773A
Authority: KR
Inventors: 페테르 로만
Original assignee: 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2013-09-12
Also published as: BR112013005628A2; CN103154457A; JP2013540230A; SE535219C2; SE1051048A1; RU2528933C1; US9194267B2; EP2625398A4; JP5562489B2; US20130167516A1; EP2625398A1; WO2012047159A1; EP2625398B1

Abstract

본 발명에 의한 장치는, 혼합 도관(2)과, 상기 혼합 도관에서 제1 배기 와류를 생성하는 제1 유동 안내 수단(3)과, 제1 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 제1 회전 방향으로 회전시키도록 상기 제1 배기 와류의 중심에서 배기 유동의 혼합 도관으로 안내되는 배기 가스에 미세하게 나누어진 분무 형태의 액매를 주입하는 주입 수단(5)과, 제2 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로 회전시키도록 혼합 도관 내에 제1 배기 와류와 동심으로 그 제1 배기 와류 주위의 외부에 제2 배기 와류를 생성하는 제2 유동 안내 수단(4)을 포함한다.

Description

연소 기관에서 나온 배기 가스에 액매를 도입시키는 장치{ARRANGEMENT FOR INTRODUCING A LIQUID MEDIUM INTO EXHAUST GASES FROM A COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 특허청구범위의 청구항 제1항의 전제부에 기재된 연소 기관에서 나온 배기 가스에 액매(liquid medium), 일례로 요소를 도입시키는 장치에 관한 것이다.

오늘날의 자동차는 보편화되고 있는 배기 정화 요건에 부합되도록 하기 위해 배기 가스 중의 환경 유해 성분들을 환경적으로 덜 유해한 물질로 촉매 변환시키는 촉매를 배기관 내에 구비하는 것이 일반적이다. 효과적인 촉매 변환을 달성하기 위해 채택되고 있는 방법은 촉매의 상류측에서 배기 가스에 환원제를 주입시키는 것에 기반을 두고 있다. 환원제의 일부를 형성하거나 환원제에 의해 형성되는 환원 물질은 배기 가스에 의해서 촉매 안으로 운반되어 촉매 내의 활성 시트(active seat)에 흡수되고, 그 결과 촉매 내에 환원 물질이 축적된다. 축적된 환원 물질은 배기 물질과 반응하여 그 배기 물질을 환경에 영향을 적게 미치는 물질로 변환시킨다. 이러한 환원 촉매에는 예를 들면 SCR(선택 촉매 환원: selective catalytic reduction) 타입이 있다. 이러한 타입의 촉매를 이하에서는 SCR 촉매라 부른다. SCR 촉매는 배기 가스 중의 질소산화물(NO_x)을환원시킨다. SCR 촉매의 경우에는, 일반적으로, 요소 용액 형태의 환원제를 촉매의 상류측에서 배기 가스에 주입시킨다. 배기 가스 안으로 요소를 주입하게 되면, SCR 촉매에서의 촉매 변환을 돕는 환원 물질 역할을 하는 암모니아가 형성된다. 암모니아는 촉매 내의 활성 시트에 흡수됨으로써 촉매 내에 축적되고, 배기 가스에 존재하는 NOx는 촉매와 접촉하여 그 촉매 내의 활성 시트에 축적된 암모니아와 접촉하게 되면 질소 가스와 물로 변환된다.

요소가 환원제로 사용되는 경우, 요소는 주입 수단을 통해 액상 요소 용액의 형태로 배기관 안으로 주입된다. 상기 주입 수단은 노즐을 포함하는데, 이 노즐을 통해 요소 용액이 가압 하에서 미세하게 나누어진 분무 형태로 주입 수단 안으로 주입된다. 디젤 엔진의 많은 작동 상태에서, 배기 가스는 요소 용액을 기화시켜서 암모니아가 형성되게 할 수 있을 정도로 충분히 높은 온도에 있다. 그러나 공급되는 요소 용액의 일부가 기화되지 않은 상태로 배기관의 내벽에 접촉하여서 부착되는 것을 방지하는 데에는 어려움이 있다. 주위 공기와 접촉해서 그 주위 공기에 의해 냉각되는 배기관의 온도는 배기관 내의 배기 가스의 온도보다 낮다. 연소 기관이 소정 시간 동안 균일하게 작동하는 경우, 즉 정상-상태 작동 조건에서, 배기 유동에는 뚜렷한 변화가 발생하지 않고, 따라서 배기 가스 안으로 주입되는 요소 용액은 상기한 소정 시간 동안에는 실질적으로 동일한 배기관 영역에 도달하게 된다. 비교적 차가운 요소 용액이 배기관의 그 영역에 국부 온도 저하를 유발하고, 이에 의해 배기관의 그 영역에 요소 용액 막이 형성된다. 이 용소 용액 막이 배기관 내에서 소정 거리만큼 이동하면 요소 용액 내의 물이 고온 배기 가스의 영향을 받아 비등하게 된다. 이렇게 되면 고체 요소가 남게 되고 그 고체 요소는 배기관 내의 열에 의해 서서히 기화된다. 고체 요소가 기화하는 양보다 많이 공급되면, 배기관에 고체 요소가 축적된다. 만일 최종 요소 층이 충분히 두껍다면, 요소와 그의 분해물이 서로 반응하여 요소 덩어리(urea lump)라고 알려진 요소기 원시 중합체(urea-based primitive polymer)를 형성한다. 이와 같은 요소 덩어리는 시간이 지남에 따라 배기관을 폐색시킨다.

따라서, 주입되는 요소 용액이 배기관의 실질적으로 동일한 영역에 도달하지 않도록 하기 위해, 주입되는 요소 용액을 배기 가스 내에 골고루 분산시키는 것이 바람직하다. 요소 용액을 배기 가스 내에 양호하게 흩뿌리게 되면 요소의 기화도 용이해진다. 액적(drop)의 크기가 감소됨에 따라 기화 속도가 증가되기 때문에 상기 주입된 용액은 가능한 한 작은 액적으로 부서지는 것이 바람직하다.

특허청구범위의 청구항 제1항의 전제부에 따른 장치는 이미 국제 공개 WO 2009/012885A1호에 공지되어 있다. 이 공지 장치에 있어서, 제1 배기 유동은 배기 가스가 제1 배기 유동에서 혼합 도관의 중앙선을 중심으로 회전을 발생시켜서 혼합 도관에 배기 와류(vortex)가 생기는 방식으로 혼합 도관으로 안내된다. 주입 수단은 액매를 관형 주입 챔버에 주입하기 위해 제공되고, 이에 의해서 주입된 액매는 주입 챔버를 통과하는 제2 배기 유동과 접촉된다. 다음에 배기 가스와 주입 챔버 내에 형성된 주입된 액매의 혼합이, 배기 가스 내에서 액매의 양호한 분포를 달성하도록 상기 배기 와류의 중심에 있는 혼합 도관에서 일어난다.

본 발명의 목적은 상기한 유형의 장치를 더욱 향상시키기 위한 것으로, 적어도 몇 가지 특징들이 상기 종래의 장치와는 대별되는 이점을 제공하는 구성을 갖는 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따르면 본 발명의 목적은 특허청구범위의 청구항 제1항에 정의된 특징들을 보이는 장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 장치는,

배기 가스가 관통하여 유동하는 혼합 도관과,

상기 혼합 도관 내에 제1 배기 와류를 생성하는 제1 유동 안내 수단으로서, 제1 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 제1 회전 방향으로 회전시키도록 구성된 제1 유동 안내 수단과,

상기 제1 배기 와류의 중심에서 배기 유동의 혼합 도관으로 안내되는 배기 가스에 미세하게 나누어진 분무 형태의 액매를 주입하는 주입 수단과,

혼합 도관 내에 상기 제1 배기 와류와 동심으로 그 제1 배기 와류 주위의 외부에 제2 배기 와류를 생성하는 제2 유동 안내 수단으로서, 제2 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로 회전시키도록 구성된 제2 유동 안내 수단을 포함한다.

제1 배기 와류는 액매가 제2 배기 와류와 접촉하도록 외부의 반경 방향으로 액매를 원심력이 가해지도록 도와준다. 제1 배기 와류와 제2 배기 와류가 반대 방향으로 회전한다는 사실에 의해, 이들이 서로 접촉하는 경우에 매우 격한 난류(turbulent flow)를 초래하게 된다. 이 난류는 배기 가스에서 액매를 외부로 확산시키도록 도와준다. 따라서, 그 결과물인 액매의 작은 액적들이 상기 도관의 임의의 벽 표면에 도달하는 기회를 갖기 전에 혼합 도관의 배기 가스에서 외부로 잘 퍼지게 되고, 이에 의해서 앞에서 언급된 덩어리 형성의 위험을 제거하거나 또는 적어도 실질적으로 감소시킨다. 상기 난류는 또한 액매의 액적을 좀더 신속하게 기화될 수 있는 더 작은 액적으로 부수는 데에도 도움을 준다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주입 수단은 혼합 도관의 상류에 위치된 주입 챔버에 액매를 주입하도록 구성되었으며, 상기 챔버는 배기 가스가 관통하여 유동하고, 주입 챔버에서 수용된 배기 가스가 제1 배기 와류의 중심에서 배기 유동 내의 혼합 도관으로 안내되는 방식으로 혼합 도관에 연결되어 있다. 상기 주입 챔버에서, 제1 양의 배기 가스 중의 액매의 초기 확산은 액매가 혼합 도관의 와류들과 접촉하기 전에 발생된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 주입 챔버는, 배기 가스가 관통공들을 통하여 주입 챔버에 들어갈 수 있게 하기 위해 케이싱 주변부 둘레에 분포된 다수의 유동 관통공이 구비된 케이싱에 의해 반경 반향으로 경계가 지워진다. 상기 케이싱의 관통공을 통과하는 배기의 유동은 상기 액매를 주입 챔버 내에서 주입 챔버의 중심을 향하여 밀어내고, 이에 따라 액매가 주입 챔버의 벽의 표면에 도달하는 것이 방지된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 장치는, 혼합 도관 내에 상기 제2 배기 와류와 동심으로 그 제2 배기 와류 주위의 외부에 제3 배기 와류를 생성하는 제3 유동 안내 수단으로서, 제3 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 상기 제1 회전 방향으로 회전시키도록 구성된 제3 유동 안내 수단을 포함한다. 제2 배기 와류와 제3 배기 와류가 반대 방향으로 회전한다는 사실에 의해, 이들이 서로 접촉하는 경우에 매우 격한 난류(turbulent flow)를 초래하게 된다. 이 난류는 배기 가스에서 액매를 외부로 더욱 퍼지도록 하고 더욱 액적들을 부수는 데에 기여한다.

본 발명에 따른 장치의 다른 유리한 특징들은 종속청구항들과 이하의 설명에 기재되어 있다.

이하에서는 하기의 첨부 도면을 참고한 여러 실시예들에 기초하여 본 발명을 더욱더 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 장치를 관통한 개략적인 종단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 장치의 혼합 도관을 관통하는 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 따른 장치의 부품들에 대한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 장치를 관통한 개략적인 종단면도이다.
도 5는 도 4에 따른 장치의 혼합 도관을 관통하는 개략적인 단면도이다.

도 1 및 도 4는 연소 기관에서 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키기 위한 본 발명의 2개의 다른 실시예에 따른 장치(1)를 도시하고 있다. 본 발명의 장치는, 예를 들면, SCR 촉매의 상류측 배기 도관 안으로 요소 또는 암모니아 형태의 액체 환원제를 도입시키기 위하여 SCR 촉매의 상류측 배기 도관에 위치시키거나, 혹은 배기 가스 후처리 장치를 형성하는 SCR 촉매의 상류측에 요소 또는 암모니아 형태의 액체 환원제를 도입시키기 위하여 배기 가스 후처리 장치에 위치시킬 수 있다.

본 발명의 장치(1)는 연소 기관에서 나온 배기 가스를 수용하고 배기 가스를 SCR 촉매 형태의 배기 가스 후처리 장치를 향해 보내는 혼합 도관(2)을 포함한다. 따라서, 상기 혼합 도관(2)은 배기 가스가 관통하여 유동할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 장치(1)는 혼합 도관(2)의 제1 배기 와류(V1)(도 2 및 도 5참조)를 생성하는 제1 유동 안내 수단(3)과, 혼합 도관(2) 내에 상기 제1 배기 와류와 동심으로 그 제1 배기 와류 바로 외부에 제2 배기 와류(V2)(도 2 및 도 5참조)를 생성하는 제2 유동 안내 수단(4)을 추가로 포함한다. 상기 유동 안내 수단(3)은 제1 배기 와류(V1)의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 제1 회전 방향(도 2의 화살표 P1으로 표시됨)으로 회전시키도록 구성되고, 제2 유동 안내 수단(4)은 제2 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향(도 2의 화살표 P2로 표시됨)으로 회전시키도록 구성된다. 따라서, 상기 2개의 배기 와류는 상기 제1 배기 와류(V1)의 배기 가스가 제2 배기 와류(V2)의 배기 가스와 충돌하여 상기 배기 와류 간의 경계 영역에서 난류가 발생되도록 상호 반대 방향으로 회전시킨다.

본 발명의 장치(1)는 제1 배기 와류(V1)의 중심에서 배기 유동의 혼합 도관(2)으로 안내되는 배기 가스를 가압 하에서 미세하게 나누어진 분무 형태로 주입하도록 구성된 주입 수단(5)을 추가로 포함한다. 상기 주입수단(5)은 예를 들어 주입 노즐을 포함할 수 있다.

도 1 및 도 4에 도시된 실시예에서, 본 발명의 장치(1)는 혼합 도관(2)의 상류에 위치되어 배기 가스가 관통해서 유동하는 주입 챔버(6)를 추가로 포함한다. 주입 챔버(6)에서 수용된 배기 가스가 제1 배기 와류(V1)의 중심에서 배기 유동의 혼합 도관(2)으로 안내되는 방식으로 이 주입 챔버(6)는 혼합 도관(2)과 연결되어 있다. 상기 주입 수단(5)은 액매를 주입 챔버(6)에 주입하도록 구성되어 있다. 상기 주입 챔버(6)는 배기 가스가 관통공(8)을 통하여 주입 챔버(6)들어갈 수 있게 하기 위해 케이싱 주변부 방향으로 다수의 유동 관통공(8)이 구비된 케이싱에 의해 반경 반향으로 경계가 지워진다. 관통공(8)은 상기 케이싱의 중심선(9)에 관하여 대칭으로 분포된다. 각각의 관통공(8)은 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들어 케이싱의 축 방향으로 연장하는 슬릿의 형태를 취할 수 있다. 상기 관통공(8)은 또한 대안적질 수 있다. 예시된 실시예에서, 케이싱(7)은 주입 챔버의 단부 하류 쪽으로 넓어지는 절두 원추의 형태를 취한다.

예시된 실시예에서, 주입 챔버(6)는 폐쇄된 후방 단부(10)와 개방된 전방 단부(11)를 구비한다. 상기 주입 챔버(6)는 그의 개방된 전방 단부(11)를 통하여 혼합 도관(2)에 연결되어 있다. 상기 케이싱(7)은 챔버의 후방 단부와 개방된 전방 단부(11)의 사이에서 연장되어 있다. 주입 수단(5)은 액매를 챔버의 개방 단부(11) 쪽으로 주입하도록 상기 챔버의 후방 단부(10)의 중앙에 위치된다. 예시된 실시예에서, 주입 수단(5)은 챔버의 후방 벽(10)을 통하여 상기 주입 챔버(6)에 연장되어 있다.

유동 안내 수단(3)은 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 하나의 원 내에 서로 간격을 두고 위치된 한 세트의 제1 안내 플랩의 형태를 취하고 있다. 예시된 실시예에서, 이들 안내 플랩(3)들은 케이싱(7)을 주위의 외부에 위치된 카울(cowl)(14)의 제1 환형 표면(13)에 위치되어 있다. 상기 카울(14)은 상기 케이싱(7)의 전방에 연결되어 있다. 제1 환형 표면(13)은 주입 챔버의 개방 단부(11) 둘레에서 연결되어 있다. 상기 안내 플랩(3)들은 제1 환형 표면의 중심 둘레에서 등간격으로 분포되어 있고, 그 각각은 제1 환형 표면(13)에서 이들 각각의 관통공(15)을 가로질러 외부를 향하여 각지게 연장되어 있다. 예시된 실시예에서, 제2 안내 수단(4)은 하나의 원 내에 서로 간격을 두고 위치된 한 세트의 제2 안내 플랩의 형태를 취하고 있다. 예시된 실시예에서, 안내 수단(4)들은 카울(14)의 제2 환형 표면(17)에 위치되어 있다. 상기 안내 플랩(4)들은 제2 환형 표면의 중심 둘레에서 등간격으로 분포 되어 있고, 그 각각은 제2 환형 표면(17)에서 이들 각각의 관통공(18)을 가로질러 외부를 향하여 각지게 각각 연장되어 있다. 예시된 실시예에서, 제1 안내 플랩(3)은 각이 지게 반시계 방향인 반면에, 제2 안내 플랩(3)은 각이 지게 시계 방향이다. 제2 환형 표면(17)은 제1환형 표면(13)과 동심이고, 제1 환형 표면(13)의 외부 직경보다 내부 직경이 더 크다. 절두 원추 형태의 벽(19) 제1 환형 표면(13)과 제2 환형 표면(17) 사이에 연장되어 있다. 카울(14)은, 그 전방 단부(21)에서 제2 환형 표면(17)의 외부 가장자리에 연결된 외부 벽(20)을 추가로 구비하고 있다. 이 외부 벽(20)은 상기 벽의 전방 단부(21)로부터 상류의 그 후방 단부(22)를 향하여 넓어지는 절두 원추의 형태를 취하고 있다.

수집 챔버(23)는 케이싱(7)과 카울(14) 사이에 위치된다. 이 챔버(23)는 케이싱(7)을 둘러싸고 있다. 상기 수집 챔버(23)는 배기 라인(25)으로부터 배기 가스를 받아 들이는 인입구(24)를 구비하고, 배기 가스가 이들 케이싱의 관통공(8)을 통하여 수집 챔버(23)로부터 주입 챔버(6)안으로 흘러 들어갈 수 있도록 케이싱 관통공(8)을 통하여 주입 챔버(6)에 연결되어 있다. 상기 수집 챔버(23)는 또한 배기 가스가 이들 관통공(8)을 통하여 수집 챔버(23)로부터 혼합 도관(2)으로 들어가서 상기 배기 와류(V1, V2)를 발생시킬 수 있도록 카울 관통공(15, 18)을 통하여 혼합 도관(2)에 연결되어 있다.

예시된 실시예에서, 우회 도관(26)은 수집 챔버(23)의 통과 없이 배기 가스를 혼합 도관(2)에 안내하기 위한 혼합 도관(2)의 상류에 형성되어 있다. 상기 우회 도관(26)은 상기 수집 챔버(23)를 둘러싸고 있고, 카울(14)에 의해 수집 챔버(23)로부터 경계 지어진다. 상기 우회 도관(26)은 상기 카울(14)을 둘러싸고 있고, 카울의 외부를 따라서 연장되어 있다.

상기 수집 챔버의 인입구(24)는 흐름이 돌려진 배기 가스가 수집 챔버(23)로 들어갈 수 있도록 배기 라인(25)을 통과하는 배기 가스의 일부의 흐름을 돌리도록 구성되지만, 상기 우회 도관(26)은 상기 흐름이 돌려진 배기 가스와 혼합되게 하기 위해 배기 라인(25)을 통과하는 또 다른 일부의 배기 가스를 혼합 도관(2)으로 안내하도록 구성된다. 주입 수단(5)에 의해 주입 챔버(6)에 주입된 액매의 분무는 이 분무에 대해서 실질적으로 대칭적인 유동으로 케이싱의 관통공(8)을 통하여 주입 챔버에 들어가는 배기 가스와 주입 챔버(6)에서 접촉한다. 주입 챔버(6)에 들어가는 배기 가스는, 상기 분무의 액매가 케이싱(7)의 내부와 접촉하는 것을 방지하고, 액매가 배기 와류(V1, V2)와 접촉하고, 액매가 부서져서 배기 가스 안으로 확산되어, 액매가 배기 가스의 열에 의해 기화되는 혼합 도관(2) 안으로 액매를 운반한다.

도 1 및 도 4에 예시된 실시예에서, 본 발명의 장치(1)는 케이싱의 상부 측으로부터 돌출된 케이싱(7)을 갖는 불룩 부분(bulging portion)(27)을 포함한다. 수집 챔버(23)는 상기 불룩 부분(27)과 케이싱(7)과 카울(14) 사이에 형성된다. 이 경우에, 수집 챔버의 인입구(24)는 환형이고, 불룩 부분(27) 둘레에서 연장된다. 수집 챔버의 인입구(24)의 상류측에서, 배기 라인(25)은 불룩 부분(27) 둘레에서 연장하는 환형 공간(28)을 구비한다.

도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서, 본 발명의 장치(1)는 또한 혼합 도관(2) 내에 상기 제2 배기 와류(V2)와 동심으로 그 제2 배기 와류(V2) 주위의 바로 외부에 제3 배기 와류(V3)를 생성하는 제3 유동 안내 수단(30)을 포함한다. 이들 제3 유동 안내 수단(30)은 제3 배기 와류(V3)의 배기 가스를 상기 혼합 도관(2)에서 하류로 이동하는 중에 상기 제1 회전 방향으로 회전시키도록 구성된다. 따라서, 상기 제2 배기 와류(V2)와 제3 배기 와류(V3)는 제2 배기 와류(V2)의 배기 가스가 제3 배기 와류(V3)의 배기 가스와 충돌하여 상기 배기 와류들 간의 경계 영역에서 난류가 발생되도록 상호 반대 방향으로 회전시킨다. 상기 제3 유동 안내 수단(3)은 예를 들면 상기 설명된 유형의 안내 플랩의 형태를 취한다.

필요한 경우, 본 발명의 장치는 서로에 대해서 배기 와류와 동심으로 그 배기 와류 주위의 외부에서 혼합 도관(2) 내에 임의의 원하는 수의 배기 와류를 생성하는 유동 안내 수단을 추가로 포함하여, 와류들을 시계 방향과 각각의 중간의 와류들을 반시계 방향으로 교대로 회전시킨다.

본 발명에 따른 장치는 일례로 버스, 트랙터 유닛 또는 트럭 등과 같은 대형 차량에 사용하기 위하여 특별히 의도된다.

본 발명은 이상에서 설명한 실시예에 어떤 형태로든지 간에 제한되지 않는데, 그 이유는 첨부된 특허청구범위에 정의된 본 발명의 기본 개념에서 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 수정할 수 있는 가능성이 다양하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서는 자명하기 때문이다.

Claims

배기 가스가 관통하여 유동하는 혼합 도관(2)과,
상기 혼합 도관(2)에서 제1 배기 와류(V1)를 생성하는 제1 유동 안내 수단(3)으로서, 제1 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 제1 회전 방향으로 회전시키도록 구성된 제1 유동 안내 수단(3)과,
제1 배기 와류(V1)의 중심에서 배기 유동의 혼합 도관(2)으로 안내되는 배기 가스에 미세하게 나누어진 분무 형태의 액매를 주입하는 주입 수단(5)을 포함하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매, 예를 들어 요소를 도입시키는 장치에 있어서,
혼합 도관(2) 내에 제1 배기 와류(V1)와 동심으로 그 제1 배기 와류(V1) 주위의 외부에 제2 배기 와류(V2)를 생성하는 제2 유동 안내 수단(4)으로서, 제2 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로 회전시키도록 구성된 제2 유동 안내 수단(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키는 장치.
제1항에 있어서,
혼합 도관(2)의 상류에 위치된 주입 챔버(6)로서, 배기 가스가 관통하여 유동하고, 주입 챔버(6)에 수용된 배기 가스가 제1 배기 와류(V1)의 중심에서 배기 유동 내의 혼합 도관(2)으로 안내되는 방식으로 혼합 도관(2)에 연결되어 있는 주입 챔버(6)를 포함하고,
주입 수단(5)이 상기 주입 챔버(6)에 액매를 주입하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키는 장치.
제2항에 있어서,
주입 챔버(6)는, 배기 가스가 관통공(8)들을 통하여 주입 챔버(6)에 들어갈 수 있도록 케이싱의 둘레 방향으로 분포된 다수의 유동 관통공(8)이 구비된 케이싱(7)에 의해 반경 반향으로 경계가 지워지는 것을 특징으로 하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키는 장치.
제3항에 있어서,
케이싱의 관통공(8)이 케이싱의 중심선(9)의 주위에 대칭적으로 분포되어 있는 것을 특징으로 하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키는 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
주입 챔버(6)는 후방 단부(10)와 개방된 전방 단부(11)를 구비하고, 상기 개방된 전방 단부(11)를 통하여 혼합 도관(2)에 연결되고,
주입 수단(5)은 상기 주입 챔버(6)의 후방 단부(10)의 중심에 위치되고, 상기 챔버의 개방된 전방 단부(11) 쪽으로 액매를 주입하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키는 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 유동 안내 수단(3)이 하나의 원 내에 서로 간격을 두고 위치된 한 세트의 제1 안내 플랩의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 유동 안내 수단(4)이 하나의 원 내에 서로 간격을 두고 위치된 한 세트의 제2 안내 플랩의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키는 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
혼합 도관(2) 내에 제2 배기 와류(V2)와 동심으로 그 제2 배기 와류(V2) 주위의 외부에 제3 배기 와류(V3)를 생성하는 제3 유동 안내 수단(30)으로서, 제3 배기 와류의 배기 가스를 상기 혼합 도관에서 하류로 이동하는 중에 상기 제1 회전 방향으로 회전시키도록 구성된 제3 유동 안내 수단(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연소 기관으로부터 나온 배기 가스 안으로 액매를 도입시키는 장치.