(57)【要約】ａ）少なくとも一種類の還元剤、ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を供給するための本発明に基づく装置（１）は、少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液（４５）の貯蔵槽（２０）を有し、水溶液（４５）がその貯蔵槽（２０）から搬送手段（１９）によって放出開口（３）付きの少なくとも１本の供給管（２）に搬送される。本発明に基づいて、供給管（２）を加熱するための手段（４）が配置され、この加熱手段（４）によって、少なくとも１本の供給管（２）が、水の沸点より高い臨界温度を超えて加熱される。本発明に基づく装置（１）および本発明に基づく方法は、有利に、尿素を含む水溶液の完全蒸発を可能とし、続いて、アンモニアを含む混合気への加水分解を可能とする。その混合気は、有利に、ＳＣＲ触媒コンバータ（１８）に還元剤として供給される。排気管系の外側での蒸発の実施は、かなり小形の加水分解触媒コンバータ（１７）の形成を可能とし、これによって、本発明に基づく装置は、窒素酸化物の選択触媒還元に対する還元剤を供給するための従来通常の装置に比べて、所要場所および経費がかなり節減される。
2009537726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液（４５）の貯蔵槽（２０）を有し、該貯蔵槽（２０）から水溶液（４５）が搬送手段（１９）によって少なくとも１本の放出開口（３）付き供給管（２）に搬送され、
ａ）少なくとも一種類の還元剤、
ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を供給する装置（１）であって、
供給管（２）を加熱する加熱手段（４）が配置され、該加熱手段（４）によって、少なくとも１本の供給管（２）が、水の沸点より高い臨界温度を超えて加熱されることを特徴とする混合気の供給装置。
【請求項２】
供給管（２）の内側面が８〜１２μｍの平均表面あらさ（Ｒｚ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
供給管（２）が、２００Ｗ／ｍＫ（W=ワット、m=メートル、K=ケルビン）より大きな熱伝導率の材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
供給管（２）が９０°以上の少なくとも１つの方向転換部を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
加熱手段（４）が、
ａ）電気抵抗加熱器、
ｂ）少なくとも１つの他の構成要素の廃熱を利用する熱伝達手段、
ｃ）少なくとも１個のペルチェ素子、
ｄ）燃料を燃焼する手段、
の少なくともいずれか１つの構成要素を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
供給装置（１）は、運転中において供給管（２）の長さにわたる温度が平均温度の上下たかだか２５℃であるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
供給管（２）がアルミニウムを含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
供給管（２）が少なくとも１５０Ｊ／Ｋ（J=ジュール、K=ケルビン）の熱容量を有していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
供給管（２）が少なくとも部分的に、還元剤先駆物質を還元剤に加水分解する触媒の被覆を備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
供給管（２）と加水分解触媒コンバータ（１７）が、加熱可能な共通のハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも一種類の還元剤先駆物質の水溶液（４５）が貯蔵槽（２０）から供給管（２）に搬送され、
ａ）少なくとも一種類の還元剤、
ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を供給する方法であって、
供給管（２）は、水溶液（４５）が完全に蒸発して混合気を形成するように加熱されることを特徴とする混合気の供給方法。
【請求項１２】
供給管（２）における温度が３８０℃〜４５０℃の平均温度にあることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
供給管（２）の長さにわたる温度が平均温度の上下たかだか２５℃であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
供給管（２）が少なくとも１つの９０°方向転換部を有していることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
供給管（２）は、水溶液（４５）の完全蒸発が行われる臨界温度より高い第２温度に加熱されることを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
供給管（２）の加熱が電気抵抗加熱器を介して実施され、その加熱の開始前にその電気抵抗加熱器の抵抗が検出され、求められた抵抗に関係して、供給管（２）の加熱が行われることを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還元剤および／または還元剤先駆物質を含む混合気の供給方法および供給装置に関する。本発明に基づく方法および本発明に基づく装置は、特に内燃機関の排気ガス内の窒素酸化物を還元するために還元剤を供給するために有利に採用される。
【０００２】
内燃機関の排気ガスは大気への放出が望まれない物質を含んでいる。例えば多くの国々で、内燃機関の排気ガス内に或る限界値までしか窒素酸化物（ＮＯｘ）を含むことができない。内燃機関の有益で適切な運転点の選択によって窒素酸化物の放出を低減させる内燃機関側処置のほかに、窒素酸化物の放出を一層低減することを可能とする再処理方式も既に確立されている。
【０００３】
窒素酸化物の放出を一層減少する方式はいわゆる選択触媒還元法（ＳＣＲ、selective catalytic reduction）である。この場合、還元剤を利用して窒素分子（Ｎ2）への窒素酸化物の選択還元が行われる。その有益な還元剤はアンモニア（ＮＨ3）である。アンモニアは通常、アンモニアの形では貯蔵できず、必要に応じてアンモニアに転換されるアンモニア先駆物質が貯蔵される。有益なアンモニア先駆物質は例えば尿素（（ＮＨ2）2ＣＯ）、カルバミン酸アンモニウム、イソシアン酸（ＨＣＮＯ）、シアヌル酸などである。特に尿素が単純に貯蔵できることが分かっている。好適には、尿素は尿素水溶液の形で貯蔵される。尿素と特に尿素水溶液は健康上において害がなく、簡単に分配および貯蔵することができる。かかる尿素水溶液は商品名「AdBlue」で市販されている。
【０００４】
独国特許出願公開第１９９１３４６２号明細書において、尿素水溶液が内燃機関の排気ガスの部分流に加水分解触媒コンバータの上流で注入される方法が知られている。運転中において、加水分解触媒コンバータへの衝突によって、アンモニアへの尿素の加水分解および熱分解が生じ、そのアンモニアは下流に置かれたＳＣＲ触媒コンバータで還元剤として利用される。そこに記載された方法は、加水分解触媒コンバータが尿素水溶液の蒸発によって冷やされるという欠点がある。そのため、特に多量のアンモニアが必要とされるとき、少なくとも加水分解触媒コンバータの部位がそこではもはや加水分解反応がほとんどあるいは全く進行しないほど強く冷却されてしまう。
【０００５】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法とその装置を、従来知られた欠点が少なくとも軽減されるように改良することにある。
【０００６】
この課題は特許請求の範囲の独立請求項に記載の方法と装置によって解決される。本発明の有利な実施態様はそれらの従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明に基づく装置は、
ａ）少なくとも一種類の還元剤、
ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を供給するために使われる。その場合、少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液の貯蔵槽が配置され、この貯蔵槽から水溶液が搬送手段によって少なくとも１本の放出開口付き供給管に搬送される。また、供給管を加熱する加熱手段が配置され、この加熱手段によって、供給管が水の沸点より高い臨界温度を超えて加熱される。
【０００８】
ここで還元剤とは、窒素酸化物の選択触媒還元の枠内で採用される還元剤を意味する。特にその還元剤はアンモニアである。還元剤先駆物質とは、還元剤を水解するか、他の物質と還元剤を放出しながら反応する物質を意味する。即ち、例えば尿素のようなアンモニア先駆物質は、アンモニアに水解するか、あるいはアンモニアを放出しながら反応する。ここで水溶液とは、還元剤先駆物質の水溶液を意味し、その水溶液は他の内容物質を含むことができる。放出開口とは、混合気が放出される開口を意味する。特に臨界温度は、その温度以上で水溶液の完全蒸発が行われる温度である。ここで完全とは、水溶液の少なくとも９０重量％、好適には少なくとも９５重量％、特に好ましくは９８重量％が蒸発することを意味する。臨界温度は特に、３００°より高く、好適には３５０°により高く、それどころか４００°により高く、特に約４２０°あるいはさらには４５０°である。好適には、多量の蒸気が必要とされる場合、例えばトラックの排気管系に複数の供給管が配置される。供給管とは、壁で境界づけられた貫流可能な容積を意味する。それはここでは特に管あるいは壁で境界づけられた通路である。この場合、その通路は大きな部品に形成することもできる。
【０００９】
本発明に基づく装置は、還元剤先駆物質の水溶液例えば尿素水溶液の蒸発を有利に可能とする。その蒸発の際、一方では、還元剤先駆物質の蒸発が行われ、他方では、選択された温度に応じて、少なくとも一部の還元剤先駆物質の還元剤への熱分解も行われる。好適には、その下流に加水分解触媒コンバータが配置され、この加水分解触媒コンバータで還元剤先駆物質の還元剤への転換が行われる。加水分解触媒コンバータは、特に好ましくは供給管と共に共通のハウジング内に配置されている。これによって、供給管と加水分解触媒コンバータとの間で相互に熱伝導が行われるので、供給管および／または加水分解触媒コンバータの調温が達成される。好適には、そのハウジングおよび従って供給管と加水分解触媒コンバータは、少なくとも１個の電気発熱抵抗を有する１個あるいは複数の発熱カートリッジによって加熱される。本発明に基づく装置は、特に有利に、内燃機関の排気ガス内の窒素酸化物を還元するＳＣＲ触媒コンバータの一部でよい。特に好適には、本発明に基づく装置は、例えばオートモービルのような自動車、自動二輪車、水上車および航空機の排気管系に利用される。
【００１０】
貯蔵槽と加熱可能な供給管との間に搬送管が配置され、この搬送管は加熱されないか、あるいは臨界温度より低い温度に調温される。かかる搬送管を８０℃までの温度に加熱することが特に有利である。搬送管と供給管および場合によっては下流に配置された加水分解触媒コンバータの温度制御は、有利に、別個にあるいは共通の制御ループにおいて行われる。
【００１１】
本発明に基づく装置の有利な実施態様において、搬送手段はポンプを有している。
【００１２】
特にそのポンプは、供給管に水溶液をバッチ供給するために、即ち、１回の分量だけ供給するために利用される。好適にはこの場合、搬送手段としてバッチ供給ポンプが配置される。ここでバッチ供給ポンプとは特に、単位時間当たりあるいはポンプ行程当たり所定体積の搬送を可能とするポンプを意味する。そのバッチ供給ポンプは特に１２５ｍｌ／ｍｉｎまでの、特に３０ｍｌ／ｍｉｎまでの最大搬送出力を有している。このバッチ供給ポンプは定格流量のたかだか５％しか変動しない連続体積流量を有利に可能とする。このバッチ供給ポンプは、特に通常の搬送出力に類似した体積流量で貯蔵槽への逆搬送を可能とするように有利に形成されている。そのバッチ供給ポンプは有利に絶対圧力６バールまで、特に絶対圧力２バールまでの搬送圧力を可能とする。
【００１３】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、搬送手段と供給管との間に水溶液をバッチ供給する（すなわち１回の分量だけ供給）ための弁が配置されている。
【００１４】
かかる実施態様において、ポンプは水溶液を所定圧力あるいは設定可能圧力に永続的に保つことができ、その場合、弁の開閉によってバッチ供給が行える。
【００１５】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、加熱手段は、
ａ）電気抵抗加熱器、
ｂ）少なくとも１つの他の構成要素の廃熱を利用する熱伝達手段、
ｃ）少なくとも１個のペルチェ素子、
ｄ）燃料を燃焼する手段、
の少なくともいずれか１つの構成要素を有している。
【００１６】
ここで他の構成要素とは、特に臨界温度より高い温度を有する部品、例えば自動車の部品を意味する。それは例えば排気管あるいは排気管系の一部、特に触媒担体である。それは、油のような熱伝達媒体で貫流される部品などでもよい。電気抵抗加熱器とは、オーム抵抗に起因して熱を発生する通常の加熱器を意味する。特に電気抵抗加熱器とは、正の温度係数（ＰＴＣ）の材料から成る少なくとも１個の加熱要素も意味する。正の温度係数の材料、いわゆるＰＴＣ抵抗とは、特に温度に伴って電気抵抗が増大する導電性材料を意味する。これは特にいわゆる自己制御発熱要素の形で採用され、特にセラミックス材料、特にチタン酸バリウム・セラミックスで形成されている。あるいはまた、ポリマー材料、特にすす粒子が添加されたポリマー材料から成るＰＴＣ抵抗も採用できる。
【００１７】
ペルチェ素子とは、給電時にいわゆるペルチェ効果に由来する温度差が発生される電気部品を意味する。ペルチェ素子は、好適には、導電材料を介して互い違いに接続されたｐ形半導体とｎ形半導体から成る１個あるいは複数の素子を有している。その温度差の符号は電流の流れ方向に左右され、これによって、ペルチェ素子による冷却も加熱も実現できる。
【００１８】
電気抵抗加熱器を場合によっては他の構成要素の廃熱の利用と組み合わせて採用することが特に有利である。電気抵抗加熱器は、放出すべき混合気量を非常に動的に、即ち、非常に迅速に反応制御できる非常に動的な制御回路を構成することを特に有利に可能とする。特に、加熱手段例えば抵抗加熱器は、これが与えるべき水溶液蒸発エンタルピーのほかに、装置の場合による損失熱を補償するためのバッファ出力を有するように設計されている。抵抗加熱器は例えば発熱線の形および／または棒状加熱要素の形で配置される。燃料とは、特に炭化水素および／または水素を意味する。その燃焼は無炎でも行える。
【００１９】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、この装置は、運転中において供給管の長さにわたる温度が平均温度の上下たかだか２５℃であるように形成されている。
【００２０】
これは特に供給管の構造的形成によって達成される。特に供給管が電気抵抗加熱器の発熱線に、要求された一定した温度分布が得られるように、その発熱線が供給管に接触しているように結合されている。これは例えば、供給管が発熱線によって密集ターン（密巻回）で取り囲まれているか、あるいは供給管と発熱線が一緒に例えばスパイラル状に巻回されることによって行われる。発熱線と供給管との材料結合も有利である。またこれは、供給管が搬送管に接続ユニットによって接続されていることによって保証される。その接続ユニットは、供給管から搬送管への熱損失を最小にするか、その熱損失が抵抗加熱器によって補償されるほどの小さな範囲にとどめることができる。ここでは特に有利に、搬送管と供給管との間の接続ユニットの範囲に、そこで運転状態に応じて生ずる熱損失を局所的に補償するために、第２抵抗加熱回路が配置されている。この場合特に、接続ユニットに隣接する供給管部位に、接続ユニットから離れた供給管部位よりも大きな熱放出が存在するように、直径が変化している発熱線が採用される。また、特に有利に、例えば排気管との接触によって基本加熱が達成される。その接触は特に、熱伝導体による熱伝導接触に存在するか、あるいは、相応の装置が排気管に結合されるか排気管にあるいはその内部に設けられることによっても得られる。
【００２１】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、供給管はたかだか２０ｍｍ2の貫流開口断面積を有している。
【００２２】
その貫流開口断面積は、好適には、供給管の長さにわたって一定している。あるいはまた、供給管は、その横断面が円形である場合、１〜３ｍｍの直径を有している。この貫流開口断面積は、有利に、比較的僅かな使用エネルギで完全蒸発を可能とし、同時に、副生成物により貫流開口断面が塞がれる確率が低下される。ここで提案された最大貫流開口断面積は、さらに有利に、発生蒸気量の非常に動的な制御を可能とし、これによって、かかる装置は内燃機関の排気管系に特に有利に採用される。その代わりにあるいはそれに加えて、貫流開口断面積は０．２ｍｍ2より大きくされる。貫流開口断面積がこの最小貫流開口断面積より小さいとき、運転中に供給管の周縁に生ずる堆積物によって配管が閉塞され、例えばそこに尿素が沈着する。この供給管の閉塞は、例えば強い加熱によって再び溶解除去される。動的状況に応じて、かかる強い加熱が行えないか、あるいはその際に生ずる放出還元剤量を低下させる。
【００２３】
本発明に基づく装置の有利な実施態様において、供給管は、
ａ）銅、
ｂ）アルミニウム、
ｃ）ニッケル基合金、
ｄ）クロム・ニッケル鋼、
ｅ）特殊鋼、
の少なくともいずれか１つの物質を含む材料で構成されている。
【００２４】
良好な熱伝導を可能とする材料が特に有利である。ここでは特に、特殊鋼、クロム・ニッケル鋼および／またはニッケル基合金あるいは相応の合金の利用が、これらの材料が還元剤先駆物質（例えば尿素）から成る溶液に対しておよびギ酸に対しても十分な耐食性を有するので有利である。その材料は好適には、独国スチール記号における材料番号１．４４０１、１．４３０１、１．４８２８、２．４６４６、２．４８１６および／または２．４６３３、特には２．４８１６である。供給管の少なくとも内側表面を形成するためにアルミニウムあるいはアルミニウム含有材料の利用が有利である。その内側表面上に生ずる酸化アルミニウムはアンモニアへの尿素の熱分解および／または加水分解を促進し、これによって、たとえ加水分解を触媒する補助被覆が配置されていなくとも、還元剤先駆物質から還元剤への転換率が、他の材料に比べて有利に高められる。
【００２５】
本発明に基づく搬送手段は、特に好適には、相応して形成されたポンプである。このポンプによって、供給管内で蒸発可能な水溶液の流量が制御される。本発明に基づく装置の停止時、搬送装置は有利に、例えば排気管系の停止の際に逆搬送に対して利用される。その場合、供給管内におけるまだ蒸発されていない水溶液残量が貯蔵槽に戻される。これは有利に、還元剤先駆物質の大気への放出が有効に防止されるようにする。
【００２６】
好適には、発生還元剤量の制御は、搬送手段の出力制御を介して行われる。本発明に基づいて、例えば与えるべき加熱出力、供給管への水溶液の供給を調節する弁の開閉などのような他の制御も可能である。特に搬送出力の増大時に加熱出力が増大されるように、搬送手段の出力制御が加熱出力制御と組み合わされることが特に有利である。
【００２７】
本発明に基づく装置の有利な実施態様において、供給管は０．１〜５ｍの長さを有している。
【００２８】
供給管の長さは、予測される最大搬送出力をもとに、即ち、内燃機関の排気ガス内の最大窒素酸化物濃度に関係して決定される。増大した最大窒素酸化物濃度に伴って、供給管の長さも増大する。０．２〜０．８ｍ特に好適には０．５ｍの搬送管長さが有利である。
【００２９】
本発明に基づく装置の有利な実施態様において、供給管は０．１〜０．５ｍｍの壁厚を有している。
【００３０】
この壁厚は、これが良好な加熱を可能とし、同時に十分大きな熱容量を有するので、特に有利である。即ち、蒸発すべき水溶液量が大きく増加した場合、供給管の加熱手段が十分大きな加熱出力を放出するまで、まずその高い熱容量に基づいて蒸発が行われる。
【００３１】
本発明に基づく装置の有利な実施態様において、供給管は少なくとも１５０Ｊ／Ｋの熱容量を有している。この熱容量は、加熱出力の大きな過渡時に供給管の加熱手段の慣性を補償するために有利に用いられる。そのうえに、熱容量が少なくとも２００Ｊ／Ｋである形態が有利である。
【００３２】
好適には、供給管は特に少なくとも９０°の少なくとも１つの方向転換部を有している。これによって、膨張気体体積により加速された液滴が、供給管の壁への衝突によって分解され、さらに蒸発する。また、かかる方向転換が少なくとも２回行われることが有利である。供給管の表面あらさＲｚは好適には８〜１２μｍ（マイクロメートル）である。ここで表面あらさＲｚとは特に、規定表面から被測定面までの距離の測定によって求められる平均表面あらさを意味し、その場合、５つの個別測定範囲でそれぞれ最大距離と最小距離が検出され、これらの最大値と最小値から差が形成される。平均表面あらさはそれら５つの差の平均値から生ずる。その表面あらさは、熱伝達を促進し、これによって蒸発効率を高めるので有利である。供給管を形成している材料の熱伝導率は、好適には、０℃において少なくとも２００Ｗ／ｍＫ（W=ワット、m=メートル、K=ケルビン）である。供給管の表面の少なくとも１つの部分部位は、還元剤先駆物質の還元剤への加水分解特にアンモニアへの尿素の加水分解を促進するアルミニウム、チタンおよび／またはバナジウムの酸化物を含んでいる。
【００３３】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、供給管およびこの供給管の加熱手段は、少なくとも１つの部分部位が相対的に少なくとも以下のいずれか１つの形で配置されている。即ち、
ａ）供給管およびこの供給管の加熱手段は、少なくとも１つの部分部位が互いに同軸的に  配置されている。
ｂ）供給管およびこの供給管の加熱手段は、少なくとも１つの部分部位が互いに同心的に  配置されている。
ｃ）供給管およびこの供給管の加熱手段は、少なくとも１つの部分部位が互いに並べて配  置されている。
ｄ）供給管の少なくとも１つの部分部位は、供給管の加熱手段の周りにねじれて配置され  ている。
ｅ）供給管の加熱手段の少なくとも１つの部分部位は、供給管の周りにねじれて配置され  た棒状加熱要素となっている。
ｆ）供給管は状加熱要素に通路を形成している。
【００３４】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、供給管およびこの供給管の加熱手段が少なくとも１つの部分部位において互いに材料結合されている。
【００３５】
特に供給管およびこの供給管の加熱手段は互いに硬ろう付け（brazed）および／または溶接されている。
【００３６】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、供給管が少なくとも部分的に、還元剤先駆物質を還元剤に加水分解する触媒の被覆を備えている。
【００３７】
即ち、供給管の全体あるいは一部が、還元剤先駆物質を加水分解するために利用される。
【００３８】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、この装置は供給管の温度を検出する少なくとも１個の測定センサを有している。
【００３９】
特に供給管の加熱手段は、これが電気抵抗加熱器を有しているとき、抵抗の測定によって温度測定に利用される。その代わりにあるいはそれに加えて、少なくとも１個の測定センサが例えば熱抵抗の形で配置される。
【００４０】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、測定センサは電源に接続される。
【００４１】
その測定センサは、供給管が弱ってしまっているときに、例えば緊急プログラムの形態で抵抗加熱器としても利用される。この緊急プログラムの枠内で、供給管は臨界温度より高い温度に、好適には、臨界温度よりかなり高い温度に加熱される。好適には、その温度は５５０℃以上、特に６００℃である。
【００４２】
本発明の他の課題に応じて、
ａ）少なくとも一種類の還元剤、
ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を供給する方法を提案する。少なくとも一種類の還元剤先駆物質の水溶液が貯蔵槽から少なくとも１本の供給管に搬送される。その少なくとも１本の供給管は、水溶液が完全に蒸発して混合気を形成するように加熱される。
【００４３】
ここで完全蒸発とは特に、水溶液あるいは水が供給管からほとんど液滴の形で出ないことを意味する。特に完全蒸発とは、水溶液の９０重量％以上、好適には９５重量％以上、特に好ましくは水溶液の９８重量％以上が蒸発することを意味する。特に好適には、還元剤はアンモニアであり、好適な還元剤先駆物質は尿素である。多量の蒸気が必要とされる場合、複数の供給管が例えばトラックの排気管系に配置される。
【００４４】
内燃機関の排気ガス内の窒素酸化物を選択触媒還元する以下の方法も特に有利である。即ち、尿素が水溶液の形で存在し、貯蔵槽から供給管に搬送され、その供給管は、水溶液が、実質的に完全に蒸発して、
ａ）特にアンモニアのような還元剤、
ｂ）特に尿素のような少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を形成するように加熱され、その混合気がＳＣＲ触媒コンバータの上流で排気管系に注入される。特に好適には、混合気の供給部とＳＣＲ触媒コンバータとの間に加水分解触媒コンバータが配置されている。
【００４５】
本発明の枠内で触媒とは、相応の触媒被覆を有する担体を意味する。その担体は、特に好適には、セラミックス材料や金属材料から成るハニカム体、相応して被覆された管、金網担体などである。即ち、加水分解触媒コンバータは少なくとも一種類の還元剤先駆物質特に尿素の加水分解を触媒する触媒担体であり、特に相応して配置された被覆を有している。またＳＣＲ触媒コンバータは、窒素酸化物の選択触媒還元（selective catalytic reduction）を触媒する被覆を有する触媒担体である。
【００４６】
この場合、還元剤先駆物質が水溶液の形で供給されるとき、その水溶液が特にその凍結点を下げる他の成分を含んでいることが特に有利である。特にその水溶液はアンモニウムギ酸塩を、即ち、ギ酸の相応の塩および／またはギ酸を含むことができる。その溶液は商品名「Denoxium」で市販されている。
【００４７】
本発明に基づく方法が利用される排気管系の形態に応じて、および特に、供給管や水溶液の形態に関係して、特に還元剤先駆物質および還元剤の選択に関係して、異なった温度が必要とされ、供給管はその温度に加熱されねばならない。その温度は、例えば商品名「AdBlue」や「Denoxium」で市販されている水溶液が利用される場合、３５０℃以上、およびそれどころか特に４００〜４５０℃、特に約４２０℃が有利である。
【００４８】
本発明に基づく方法の有利な実施態様において、
Ａ）混合気、
Ｂ）水溶液、
の少なくともいずれか一方の成分に、
ａ）尿素、
ｂ）アンモニウムギ酸塩、
の少なくともいずれか１つの還元剤先駆物質が含まれている。
【００４９】
即ち、本発明に基づく方法は、尿素および場合によっては既にアンモニアも含む混合気を形成させる。特に好適には、その混合気は、一層加水分解するためおよび従ってアンモニアを形成するために、下流に置かれた加水分解触媒コンバータに導かれる。好適にはこれによって、運転中に還元剤へのほぼ完全な転換、特に９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上、特に９８重量％以上の転換が達成される。
【００５０】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、供給管における温度は３８０〜４５０℃である。
【００５１】
この温度は、一方では、水溶液をほぼ完全に蒸発させ、他方では、供給管の内部における堆積物の過大形成を有効に防止するので、特に有利である。供給管における温度が約３８０℃であることが有利である。
【００５２】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、供給管の長さにわたる温度は平均温度の上下たかだか２５℃である。
【００５３】
この温度一定性は有利に、堆積物の形成が特に効果的に防止されるようにする。その実験の結果、堆積物を形成するために一種類の物質の凝縮温度より低い温度点が決して存在しないことが新たに確認されている。むしろ供給管の比較的僅かな温度変化がはやくも低温箇所で特に尿素の沈着を生じさせることが確認され、その沈着は、供給管の閉塞あるいは供給管の貫流開口断面積の低下による搬送出力の低減を生じさせる。供給管の長さにわたる有益な一定温度が存在する運転過程は、堆積物がほとんど形成されないので有利であることが確認されている。特にその運転過程は、約５０℃の変動範囲、即ち、供給管の長さにわたる平均温度の上下たかだか２５℃の温度が超過されないように定められる。
【００５４】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、加熱時に５００Ｗ／ｓまで変化される加熱出力が採用される。
【００５５】
かかる加熱出力は、有用な混合気量が相応の排気管系の要件に特に有利に迅速に適合させられる特に動的排気管系が有利に形成されるようにする。
【００５６】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、水溶液が供給管に０．５ｍｌ／ｓまでの流量で搬送される。
【００５７】
その流量は、混合気あるいは例えばその混合気に含まれる還元剤の高いピーク需要も負担するために十分であることが確認されている。
【００５８】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、供給管はたかだか２０ｍｍ2の貫流開口断面積を有している。
【００５９】
かかる最大貫流開口断面積は、一方では、非常に動的な運転過程を可能とし、これによって、多量の混合気が非常に短時間に用立てられ、他方では、小形でコンパクトな排気管系の構成を可能とし、その排気管系は、非常に小さな所要場所で、正に走行車用に、例えば自動車の排気管系にも採用できる。
【００６０】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、供給管は、水溶液の完全蒸発が行われる臨界温度より高い第２温度に加熱される。
【００６１】
これは特に、供給管が閉塞されたとき、供給管における堆積物を溶解除去するためおよび／または反応させるために行われる。その第２温度は、６００℃まで、好適には８００℃まで、特に好ましくは９００℃までの温度である。供給管がアルミニウムで形成されている場合、その第２温度は５００℃であることが有利である。
【００６２】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、蒸発の開始前に、供給管の温度が検出され、他の既知の温度と比較される。
【００６３】
ここでは特に、他の構成要素の温度を検出する測定センサの測定値、例えば外気温度計、冷却水温度を検出するための温度計などの測定値が利用される。
【００６４】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、供給管の加熱が電気抵抗加熱器を介して、好適には発熱線を介して実施され、その加熱の開始前にその電気抵抗加熱器の抵抗が検出され、求められた抵抗に関係して、供給管の加熱が行われる。
【００６５】
特にそのようにして、電気抵抗加熱器の故障時に、使用者に警報などを発することができる。
【００６６】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、供給管の加熱時に加熱出力が監視される。
【００６７】
この場合好適には、或る時間幅にわたる加熱出力値が蒸発すべき水溶液量に関する値より低いとき、加熱が中止される。
【００６８】
これは、制御が行われる場合、供給管における閉塞あるいはその貫流開口断面の縮小が存在することを表示する。この場合、緊急処置が開始され、例えば供給管の加熱手段の第２温度段階への運転が開始され、そのようにして、供給管がその中における堆積物の溶解除去および／または反応によって浄化される。
【００６９】
自動車において、供給管の加熱手段が電気抵抗加熱器を有しているとき、給電は自動車の発電機によって行われ、例えば点灯用発電機（ダイナモ）によって行われ、その場合、そこには通常高い電圧が存在するので、電流は、好適には、点灯用発電機の電圧制御前にタップで取り出される。
【００７０】
本発明に基づく装置で開示された詳細および利点は本発明に基づく方法に転用でき利用できる。本発明に基づく方法に対して開示された詳細および利点は本発明に基づく装置に転用でき利用できる。
【００７１】
以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこの図示された実施例に限定されない。
【００７２】
図１は、
ａ）少なくとも一種類の還元剤、
ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気の供給装置１を概略的に示している。特にその還元剤はアンモニアであり、還元剤先駆物質は尿素である。供給装置１は放出開口３付きの供給管２を有している。また供給管２を加熱する加熱手段４が配置され、供給管２はこの加熱手段４によって水の沸点より高い第１臨界温度を超えて加熱できる。さらに供給装置１は、供給管２に流れ技術的に接続された貯蔵槽（図示せず）を有している。即ち特に、貯蔵槽に貯えられ、例えば少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液のような流体が、運転中、供給管２を通して放出開口３に向けて流れる。この供給装置１によって、少なくとも一種類の還元剤および／または少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む混合気が供給される。
【００７３】
この実施例において、供給管２の加熱手段４は、供給管２と共にスパイラル状に巻回されている。これによって、供給管２を通して流れる流体は加熱され、最終的に蒸発する。これによって、少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む混合気が放出開口３を通して放出される。しかも供給管２の加熱手段４の温度選択に応じて、供給管２内において既に還元剤先駆物質の少なくとも部分的な熱分解が生じ、これにより、放出開口３を通して放出される混合気が、例えば尿素のような還元剤先駆物質のほかに、既に例えばアンモニアのような還元剤を含んでいるようにできる。
【００７４】
さらに供給装置１は、供給管２の少なくとも一箇所で温度を測定する温度センサ５も有している。この温度センサ５は通常の熱電対あるいは通常の熱抵抗である。供給装置１および／または電気接続端子を必要とする個々の構成要素は、好適には、電気接続端子を実現するためのケーブル端末を有している。ここでケーブル端末とは特に、長さが少なくとも０．５ｍ、好適には、少なくとも１ｍのケーブル継手を意味する。これは、特に自動車においてしぶきや落石などのような外的影響を僅かしか受けない部位にコンセントを配置することを可能とする。
【００７５】
図２は図１における供給装置１を断面図で示している。運転中に少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液が流れる供給管２並びにその供給管２の加熱手段４が、この図から明らかに理解できる。供給管２は一定の横断面積を有するが、その横断面積はこの実施例の場合のように変化させることもできる。もっともこの場合、供給管２の貫流開口断面積は、好適には、０．７５ｍｍ2〜２０ｍｍ2であり、特にその貫流開口断面積は約３ｍｍ2の範囲にある。この貫流開口断面積は、一方では、かかる貫流開口断面積において水溶液の迅速でほぼ完全な蒸発が可能であり、他方では、供給管２の内部における堆積物の形成をほとんど回避する大きさであるので有利である。図２は供給管２の温度を検出するための温度センサ５も示している。
【００７６】
供給管２の加熱手段４は、運転中において供給管２の長さにわたる温度が、平均温度の上下たかだか２５℃であるように作動させられる。その平均温度はほぼ第１臨界温度に相当している。供給管２は特に銅合金で作られている。
【００７７】
図３は、運転中に供給管２を貯蔵槽（ここでは図示せず）に接続する搬送管６を概略的に示している。この搬送管６は調温手段７を有している。この実施例において、この調温手段７はそれぞれ複数のペルチェ素子８とラジエータ９とを有している。各ペルチェ素子８はそれぞれ電気接続端子１０を備え、これらの電気接続端子１０を介してペルチェ素子８に給電される。その電流の極性に応じて、ペルチェ素子８は加熱あるいは冷却に利用され、従って、ペルチェ素子８によって搬送管６の基本調温が達成される。ラジエータ９は特に、搬送管６がペルチェ素子８によって冷却されるとき、熱エネルギを放出するために利用される。
【００７８】
搬送管６は接続ユニット１１を介して他の構成要素に接続される。その構成要素は、供給装置の形態に応じて、上述した供給管２あるいは一般的に蒸発装置１２である。供給管２は蒸発装置１２の一部である。接続ユニット１１は一般に、少なくとも部分的に１０Ｗ／ｍＫ（W=ワット、m=メートル、K=ケルビン）より小さな熱伝導率の材料で作られている。接続ユニット１１は特にセラミックス材料および／またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で作られている。接続ユニット１１は特に、接続ユニット１１の長さ５７にわたって４０Ｋ／ｍｍ（K=ケルビン 、mm=ミリメートル）以上の温度勾配が保たれるように構成されている。これは、蒸発装置１２および／または供給管１２が搬送管６よりかなり高い温度を有する運転過程を可能とする。例えば蒸発装置１２は３００℃以上、あるいは４００℃以上、あるいは４２０℃以上の温度を有し、そのようにして、蒸発装置１２の内部において水溶液のほぼ完全蒸発を生じさせ、他方で、水溶液が搬送管６内でまだ蒸発しないことを保証するために、搬送管６は７０℃以上、あるいは８０℃以上、あるいは９０℃以上の温度しか有していない。
【００７９】
図４は、内燃機関（図示せず）の排気ガス１３の処理装置１５を概略的に示している。内燃機関の排気ガス１３は排気管１４を通して流れる。内燃機関の排気ガス１３の処理装置１５は、還元剤溶液蒸発器１６と、加水分解触媒コンバータ１７と、ＳＣＲ触媒コンバータ１８を有している。還元剤先駆物質を含む水溶液は還元剤溶液蒸発器１６において蒸発する。特に還元剤先駆物質として尿素が利用される。この実施例において、還元剤溶液蒸発器１６は、供給管２の加熱手段４によって加熱される供給管２を含む蒸発装置１２を有している。その供給管２は接続ユニット１１を介して搬送管６に接続されている。この搬送管６は、例えば上述したように１個あるいは複数のペルチェ素子８および／またはラジエータ９を有する搬送管６の調温手段７によって取り囲まれている。少なくとも一種類の還元剤先駆物質の水溶液が、搬送手段１９を介して、その貯蔵槽２０から搬送管６に搬送される。例えば尿素のような少なくとも一種類の還元剤先駆物質および場合によっては既に尿素から熱分解で生じたアンモニアを含む気体が、蒸発装置１２において供給される。この混合気は還元剤溶液蒸発器１６の下流に配置された加水分解触媒コンバータ１７に導かれる。この加水分解触媒コンバータ１７は、それに設けられた相応の触媒活性被覆によって特に尿素がアンモニアに加水分解されるように形成されている。一般に、加水分解触媒コンバータ１７は還元剤先駆物質を還元剤に加水分解するために用いられる。還元剤を含み還元剤混合気とも呼ばれる加水分解触媒コンバータ１７から出た気体は、注入管２１を介して排気管１４に供給される。注入管２１は、ＳＣＲ触媒コンバータ１８の上流に位置する注入開口２２で排気管１４に開口している。注入開口２２の下流およびＳＣＲ触媒コンバータ１８の上流に、還元剤混合気と排気ガス１３との混合を生じさせるバッフル板の形態の混合手段２３が配置されている。
【００８０】
これによって、還元剤と排気ガス１３との混合気がＳＣＲ触媒コンバータ１８に到達し、その混合気が排気ガス１３に含まれる窒素酸化物を還元させる。その場合、好適には、ＳＣＲ触媒コンバータ１８において排気ガス１３に含まれる窒素酸化物のできるだけ完全な転換を生じさせる量の還元剤混合気が供給される。
【００８１】
図５は蒸発装置１２の異なった実施例を概略的に示している。この図は蒸発装置１２を横断面図で示している。この蒸発装置１２は、実質的に密閉された容積を有する蒸発室２４を有している。この実施例において、蒸発室２４は、水溶液を搬送する搬送管６（ここでは図示せず）を接続するための第１開口２５と、混合気を排出する供給管２（ここでは図示せず）を接続するための第２開口２６としか有していない。その第１開口２５に、蒸発室２４の中に水溶液４５を噴射供給する手段としてノズル６２が配置されている。このノズル６２によって、水溶液４５が蒸発室２４の中に噴射注入される。蒸発装置１２は補助的に蒸発室２４の加熱手段を有している。この実施例において、その加熱手段は、蒸発室２４に接触している発熱線２７によって形成されている。図示されているように、この発熱線２７は非対称に配置され、即ち、第１開口２５とは反対側の領域において、第１開口２５側の領域におけるより、単位面積当たり大きな発熱線密度で配置されている。またその加熱手段は、ここではそれに加えて、例えばバーナのような炭化水素の燃焼手段６３を有している。炭化水素の無炎燃焼を実行するようなバーナも適用できる。
【００８２】
蒸発室２４は、好適には、ａ）銅、ｂ）アルミニウム、ｃ）特殊鋼、ｄ）ニッケル基合金、ｅ）クロム・ニッケル鋼の少なくともいずれか１つの成分を含む材料で作られている。蒸発室２４の容積は、好適には、１．５〜１０ｃｍ3である。運転中、発熱線２７は、好適には、毎秒約１ｋＷまでの発熱電力で運転され、その最大発熱電力は用途に関係して決定される。その最大発熱電力は、好適には、乗用車の場合、約５００〜７００Ｗ／ｓであり、トラックの場合、約１２００〜１５００Ｗ／ｓである。蒸発室２４の熱容量は、好適には、１２０Ｊ／Ｋ以下であり、特に１００〜１１０Ｊ／Ｋである。第１開口２５と第２開口２６は互いに、好適には、３０〜７０°の角度を成している。水溶液４５は蒸発室２４の中に、好適には、１５０ｍｌ／ｍｉｎまでの、好ましくは、１００ｍｌ／ｍｉｎまでの、特に３０ｍｌ／ｍｉｎまでの流量で注入される。好適には、蒸発室２４は第２開口２６の部位に、第２開口２６への液滴の侵入を防止する手段を有している。それは特に、液滴と蒸発室２４の壁との間に位置する気体膜を壊す手段である。ここではそれは特に壁における突起などである。この部位に構造物２８も配置できる。
【００８３】
また、蒸発室２４は内部に、水溶液の蒸発のために大きな表面を発生させる１つあるいは複数の構造物２８を有している。この実施例において、その構造物２８は比較的大きく示されているが、例えば蒸発室２４の内側表面上への被覆の設置によって得られる構造化された表面でもよい。その代わりにあるいはそれに加えて、この構造物２８は、数ｍｍ以上の構造物振幅を持つミクロ構造物を有することもできる。一般的にその構造物２８は、蒸発室２４の表面におけるぬらし性を高める手段と解することができる。
【００８４】
図６は、蒸発室２４の第１実施例における排気管１４への接続部を概略的に示している。その蒸発室２４はケース２９を設けられている。このケース２９は、好適には、周囲への熱損失を減少する熱絶縁体で形成されている。蒸発室２４の加熱手段２７は発熱線接続端子３０を介して電源（図示せず）に接続される。
【００８５】
蒸発装置１２は第２開口２６を介して加水分解触媒コンバータ１７に接続されている。加水分解触媒コンバータ１７はこの加水分解触媒コンバータ１７の調温手段３１を有し、この実施例において、その調温手段３１は、加水分解触媒コンバータ１７に巻き付けられた発熱線から成っている。加水分解触媒コンバータ１７の周りにケース３２が配置され、このケース３２は、発生熱損失をできるだけ最小にするために、特に周囲に対する加水分解触媒コンバータ１７の熱絶縁体となっている。この実施例において、加水分解触媒コンバータ１７は排気管１４に直結され、これにより排気管１４の中に突出している。加水分解触媒コンバータ１７ないしそのケース３２ができるだけ気密にはめ込まれる孔が排気管１４に設けられている。加水分解触媒コンバータ１７と排気管１４との有益な気密接続は相応の接続手段３３によって形成されている。また、受動的混合手段としてバッフル板３４が配置され、このバッフル板３４によって、加水分解触媒コンバータ１７から出る還元剤混合気３５が排気管１４内を流れる排気ガスと混合される。
【００８６】
運転中、還元剤先駆物質として尿素を含む水溶液から、蒸発装置１２によって混合気が発生される。蒸発装置１２で生ずる混合気は、少なくとも尿素を含み、場合によっては、その尿素の熱分解で生じたアンモニアも既に含んでいる。この混合気は第２開口２６を介して加水分解触媒コンバータ１７に導入され、この加水分解触媒コンバータ１７において、アンモニアへの尿素のほぼ完全な加水分解が行われる。この場合、加水分解触媒コンバータ１７でアンモニアを含む還元剤混合気３５が生ずる。特に最終的に尿素の９８％以上がアンモニアに転換される運転過程が有利である。
【００８７】
図７は図５と図６の蒸発装置の異なった実施例を概略的に示している。上述の図示された第１実施例と異なり、この蒸発装置は補助的に第３開口３６を有している。運転中、この第３開口３６を通して排気ガスが連続してあるいは拍動的に蒸発室２４に導入される。これによって第１実施例に比べて、発生ガス内における尿素の良好な分布が達成される。さらに、後で加水分解触媒コンバータ１７において尿素をアンモニアに加水分解するために利用される水が、第３開口３６を通して導入された内燃機関の排気ガスにより蒸発室２４に入れられるので、かかる蒸発装置１２は固形尿素を気化するためにも採用できる。
【００８８】
図８は、注入装置４６の一部としての排気管１４への注入管２１の開口部位を概略的に示している。その注入管２１は発熱線３８によって取り囲まれ、この発熱線３８は排気管１４への注入管２１の開口の周りにも配置されている。
【００８９】
図９は、還元剤を含む混合気の供給装置１の異なった実施例を第１断面点の断面図で概略的に示している。この供給装置１は供給管２を有し、この供給管２は、供給管２の加熱手段４を巻き付けられているか、その加熱手段４と共に巻回されている。供給管２と加熱手段４とは一緒にケース２９の中に配置されている。供給管２の巻回コイルの内部に第１温度センサ３９が配置されている。この第１温度センサ３９は第１接続要素４０を介して制御装置（ここでは図示せず）に接続される。蒸発装置１２は供給管２の放出開口３を介して加水分解触媒コンバータ１７に接続されている。この加水分解触媒コンバータ１７は、アンモニアへの尿素の加水分解を触媒する被覆を有している。加水分解触媒コンバータ１７はその加水分解触媒コンバータの調温手段３１で取り囲まれ、この調温手段３１は相応して形成された発熱線を有している。加水分解触媒コンバータ１７の調温手段３１は第１発熱線接続端子４１を介して電源に導電的に接続される。これは供給管２の加熱手段４にも当てはまり、その加熱手段４は第２発熱線接続端子４２を介して電源に接続される。加水分解触媒コンバータ１７は第２温度センサ４３を有し、この第２温度センサ４３は第２接続要素４４を介して制御装置（図示せず）に接続される。第２温度センサ４３によって、加水分解触媒コンバータ１７の温度あるいはその内部温度が検出される。
【００９０】
運転中、水溶液４５が供給管２に搬送される。供給管２の加熱手段４によって、供給管２の加熱、従って尿素水溶液４５の蒸発が行われ、および場合によっては、調温に応じてアンモニアへの含有尿素の少なくとも部分的な熱分解が行われる。放出開口３を通して、その混合気が加水分解触媒コンバータ１７に供給され、そこで、含有アンモニアへの尿素の加水分解、好適には、ほぼ完全加水分解が行われる。その加水分解触媒コンバータ１７から、内燃機関の排気管１４に導入される還元剤混合気３５が出る。この場合、蒸発装置１２および／または加水分解触媒コンバータ１７の温度が温度センサ３９、４３によって監視され、その蒸発装置１２および加水分解触媒コンバータ１７がそれらの加熱ないし調温手段４、３１によってそれぞれ加熱される運転過程が有利である。
【００９１】
図１０は、少なくとも一種類の還元剤を含む混合気３５の供給装置１を概略的に示している。この供給装置１は一続きに搬送管６を有し、この搬送管６によって、水溶液が貯蔵槽（図示せず）から蒸発装置１２に搬送される。この蒸発装置１２に加水分解触媒コンバータ１７が続き、この加水分解触媒コンバータ１７に、排気管１４（図示せず）に混合気を注入する注入管２１が、あるいは還元剤混合気を排気管１４に注入する注入装置４６が続いている。蒸発装置１２は第３温度センサ４７を有している。この第３温度センサ４７によって搬送管６における温度が測定される。注入管２１および／または注入装置４６が随意に第４温度センサ４８を有し、この第４温度センサ４８によって、注入管２１および／または注入装置４６の温度あるいは注入管２１内および／または注入装置４６内の温度が検出される。蒸発装置１２は供給管２の加熱手段４および／または蒸発室２４の加熱手段２７を有している。随意にあるいはそれらの加熱手段４、２７の代わりにあるいはそれに加えて、加水分解触媒コンバータ１７がその調温手段３１を有している。随意にあるいはその代わりにあるいはそれに加えて、搬送管６が調温手段４９を有し、この調温手段４９によって搬送管６が調温される。特にここでは本発明に基づいて、１個あるいは複数のペルチェ素子が有利に利用される。注入管２１および／または注入装置４６はその注入管２１および／または注入装置４６を調温する調温手段５０を有している。ここでも少なくとも１個のペルチェ素子が有利に利用される。
【００９２】
配置されたすべての加熱ないし調温手段４、２７、３１、４９、５０および配置されたすべての温度センサ３９、４３、４７、４８は制御装置５１に接続されている。この制御装置５１によって、少なくとも１個の加熱ないし調温手段４、２７、３１、４９、５０および少なくとも１個の温度センサ３９、４３、４７、４８を有する制御ループにおける温度調節が行われる。好適には、温度センサ３９、４３、４７、４８の数は構成要素６、２、２４、１７、２１、４６を調温するための手段４、２７、３１、４９、５０の数より多い。制御装置５１は、好適には、内燃機関の制御装置に接続されているか、あるいはそれと一体化されている。内燃機関の制御装置のデータおよび内燃機関の運転パラメータは、蒸発装置１２についての蒸発および／または搬送の制御の際に有利な様式で考慮される。
【００９３】
図１１は混合気供給装置の一部を概略的に示している。排気管１４においてＳＣＲ触媒コンバータ１８の上流にハニカム体５２が配置されている。このハニカム体５２は流体が貫流でき相応の混合手段５３の一部である多数の通路を備えている。ハニカム体５２は、排気ガスがハニカム体５２を少なくとも部分的に排気ガスの主流れ方向に対して角度を成して流れるように形成されている。その主流れ方向５４は図１１に矢印で示されている。この実施例において、ハニカム体５２は円錐状に形成されている。このハニカム体は通路が存在しない大きな切欠き５５を有している。この切欠き５５に注入装置４６の一部としての注入管２１が開口し、運転中、この注入管２１を通して還元剤混合気３５が入れられる。
【００９４】
図１２は、排気管１４に還元剤混合気を供給する注入管２１を備えた注入装置４６の実施例を概略的に示している。その注入管２１は湾曲状態で排気管１４の壁を貫通している。注入管２１はその排気管１４の中に突出した部位に多数の小穴５６を有している。注入管２１が湾曲して排気管１４の中に突出することは必ずしも必要ではなく、注入管２１を垂直ないし真っ直ぐに排気管１４の中に突出することも良好に行える。ここでは補助的に、排気管１４内における還元剤混合気と排気ガス１３との一層良好な混合を生じさせるバッフル板２３が配置されている。
【００９５】
図１３は、内燃機関（図示せず）の排気ガスの処理装置１の実施例を概略的に示している。この場合、第１排気管部分５８に蒸発装置１２と加水分解触媒コンバータ１７が配置されている。第１排気管部分５８と第２排気管部分５９への排気ガスの分配が、流れ案内手段６０によって達成される。第１排気管部分５８の第２排気管部分５９への開口６１の下流にＳＣＲ触媒コンバータ１８が配置されている。
【００９６】
蒸発装置１２が液滴分離手段６４を有していることが有利であり、その液滴分離手段６４は例えば注入管２の内部に配置されるか、あるいは蒸発室２４の第２開口２６の中あるいはその下流に配置される。図１４はかかる液滴分離手段６４の実施例を示している。この手段６４は注入管２に、あるいは一般に蒸気が流れる配管６５に接続されている。この実施例において、蒸気になお液滴が存在するとき、その液滴は慣性作用によって分離される。その手段６４に、流れに強制的に方向転換６７を生じさせる１枚あるいは数枚の衝突板６６が配置されている。その衝突板６６および／または液滴分離手段６４のハウジング６８は、分離された液滴も蒸発するように加熱される。ここで図示された液滴分離手段６４の代わりにあるいはそれに加えて、他の処置を講ずることもでき、例えば注入管２や配管６５が部位的に狭められた横断面、突起、方向転換部などを有するようにもできる。
【００９７】
図１５は、供給管２がその加熱手段４によって加熱できる蒸発装置１２の実施例を概略的に示している。その供給管２の加熱手段４は、ここでは、電気接続端子７０を介して電源に接続される棒状加熱要素６９を有している。棒状加熱要素６９との接触によって加熱される液滴分離手段６４が供給管２に配置されている。
【００９８】
図１６は、供給管２がホースの形で棒状加熱要素６９の周りに２回巻き付けられている蒸発装置１２の実施例を概略的に示している。
【００９９】
図１７と図１８は、供給管２が棒状加熱要素６９の長手軸線の周りに巻き付けられておらず、棒状加熱要素６９にホースの形で取り付けられている蒸発装置１２の実施例を概略的に示している。基本的には、供給管２と棒状加熱要素６９との材料結合、特に硬ろう付け結合（brazed connection）が有利である。
【０１００】
図１９と図２０は、加水分解触媒コンバータ１７を備え、ａ）少なくとも一種類の還元剤好ましくはアンモニア、ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質特に尿素、の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気の供給装置１を概略的に示している。その供給装置１は、少なくとも１本、この実施例では４本の供給管２を有している。これらの供給管２は棒状加熱要素６９の周りにスパイラル状に巻き付けられている。各供給管２はそれぞれ放出開口３を有し、運転中、それらの放出開口３を通して、還元剤を含む混合気が放出される。放出開口３はそれらがほぼ円上に等間隔で位置するように分布している。供給管２は貯蔵槽（ここでは図示せず）に接続され、その貯蔵槽から搬送手段１９によって少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液４５が供給管２に搬送される。供給管２および加熱要素６９は相応の還元剤溶液蒸発器１６の一部である。
【０１０１】
放出開口３の下流に加水分解触媒コンバータ１７が配置され、この加水分解触媒コンバータ１７も棒状加熱要素６９によって加熱される。有利な発展形態において、１本あるいは数本の供給管２並びに加水分解触媒コンバータ１７に熱伝導接触している１個の棒状加熱要素６９しか配置されていない。この実施例において、加水分解触媒コンバータ１７は環状ハニカム体として形成されている。この加水分解触媒コンバータ１７の下流に注入管２１が続き、この注入管２１を介して、運転中に少なくとも一種類の還元剤を含む気体流が排気管１４に導入される。接続手段７１を介して排気管１４への機械的継手が形成される。また、加水分解触媒コンバータ１７を排気管１４から熱的に絶縁する熱絶縁体７２が配置されている。さらに、加水分解触媒コンバータ１７を熱放射から防護する熱シールド７３が配置されている。また外側ハウジング７５と内側ハウジング７６との間に、熱絶縁体としても用いられる絶縁空隙７４が形成されている。
【０１０２】
図２０は、棒状加熱要素６９の周りに環状に配置された供給管２を横断面図で示している。
【０１０３】
図２１は、排気ガス１３の処理装置１５の異なった実施例を概略的に示している。図４の実施例と異なって、搬送管６に弁７７が配置され、この弁７７は水溶液４５を蒸発装置１２にバッチ注入（１回の分量だけ注入）するために用いられる。その弁７７は制御接続端子７８を介して制御される。
【０１０４】
図２２は、排気管１４への注入装置４６の開口部位７９を概略的に示している。排気管１４および／または注入装置４６はここに絞り８０を有し、この絞り８０は、運転中、開口部位７９に排気ガス流の死水域あるいは鎮静域を発生し、従って、低い圧力の領域を形成し、これによって、注入装置４６に排気ガスが圧送されないようにされている。また注入装置４６は環状に形成された熱抵抗を有する温度センサ８１を有している。この領域に堆積物が形成されたとき、そこの温度を例えば６００℃あるいは８００℃の第２設定温度に高めることによって堆積物の溶解除去あるいは減少を生じさせるために、温度センサ８１が電源（図示せず）に接続される。
【０１０５】
図２３は、加水分解触媒コンバータ１７並びにＳＣＲ触媒コンバータ１８として採用されるハニカム体８２を横断面図で概略的に示している。そのハニカム体８２に他の触媒活性被覆が着けられねばならない。ハニカム体８２は平形金属箔８３と波形金属箔８４で構成され、これらの金属箔８３、８４は、この実施例の場合、３個の積層体（スタック）の形に積層され、互いに絡み合わされている。また、ハニカム体８２は、このハニカム体８２を外側に対して閉鎖する外被管８５を有している。平形金属箔８３と波形金属箔８４は、排気ガス１３が貫流できる多数の通路８６を形成している。
【０１０６】
図２４は、加水分解触媒コンバータ１７並びにＳＣＲ触媒コンバータ１８として採用される環状に形成されたハニカム体８７を横断面図で概略的に示している。そのハニカム体８７に他の触媒活性被覆が着けられねばならない。ハニカム体８７は、平形金属箔８９と波形金属箔９０とを有し、互いに重ね合わされ、排気ガス１３が貫流できる多数の通路８６を形成している積層体８８で構成されている。このハニカム体８７は外側外被管９１と内側外被管９２によって閉じられている。
【０１０７】
加熱手段４、６９で加熱される供給管２の場合、特に基本的には、片側加熱のほかに反対側からの加熱も企てることが有利である。即ち、供給管の外側を包囲するスリーブ状加熱要素も配置できる。基本的には、運転中において供給管２の所定の横断面で円周にわたって温度が平均温度とたかだか＋２５℃あるいは−２５℃だけしか異なっていないことが有利である。
【０１０８】
加水分解触媒コンバータ１７として、基本的には、特にアンモニアへの尿素の加水分解を触媒する被覆を備えた管や、内周面側に少なくとも１つの構造化された金属箔層が設けられた外被管も採用できる。その構造化された金属箔層は、好適には、その半径方向内部に外被管の総横断面積の少なくとも２０％に相当する自由貫流開口断面を有している。この形態は、好適には、外側から加熱される。
【０１０９】
基本的には、ＳＣＲ触媒コンバータ１８の上流で還元剤の供給を開始する前に、好適には、以下のように運転される。
・  まず、存在する調温手段および／または加熱手段４、２７、３１、４９、５０、６３、６９に対する給電あるいは燃料供給が確保されているか否かが検査される。
・  給電あるいは燃料供給が確保されていることが確認されたとき、蒸発装置１２および場合によっては加水分解触媒コンバータ１７がそれぞれ予め定められた目標温度に加熱され、特に供給管２が約３６０〜４００℃に、および／または、蒸発室２４が約２５０〜３５０℃にそれぞれ並行して加熱され、水溶液４５が蒸発装置１２まで、特に接続ユニット１１まで搬送され、その場合、一方では、搬送管６の容積にほぼ相当する容積の水溶液４５が搬送され、他方では、例えば伝導率測定に基づく相応のセンサが、相応の箇所例えば接続ユニット１１の外側に、その中に又はその隣に配置される。
・  その後、ＳＣＲ触媒コンバータ１８ないし排気管１４の温度が検出され、特に測定され、および／または、エンジン制御装置のデータから計算される。
【０１１０】
ＳＣＲ触媒コンバータ１８の温度が、特にＳＣＲ触媒コンバータ１８の始動温度（"light off"温度）に位置する設定限界値より高いとき、蒸発装置１２に水溶液４５が装填される。蒸発装置１２、供給管２および／または蒸発室２４がなおまだ実質的にその運転温度を有するとき、上述した診断過程は中止される。
【０１１１】
運転中、蒸発装置１２に与えられる加熱出力は水溶液４５の搬送量と関連されている。これは特に、設定加熱出力に対してその都度の搬送量の蒸発にとって必要とされるか否かが検査されることを意味する。或る時間幅にわたって測定された実際加熱出力値が設定加熱出力より低いとき、この場合には供給管２および／または注入管２１の横断面の縮小が存在するために、使用者に警報が発せられる。
【０１１２】
また、予め定められた規則的な時間間隔で、蒸発装置１２、供給管２、蒸発室２４、加水分解触媒コンバータ１７、注入管２１および／または注入装置４６を、場合によって存在する堆積物を溶解除去するために、通常の運転温度より高い温度に加熱することが有利である。
【０１１３】
例えば内燃機関が停止されたときに生ずる蒸発終了時、供給管２から水溶液４５の逆搬送が行われる。好適には、供給管２からの逆搬送前に、まず水溶液４５の搬送が調整され、しかもその場合、蒸発装置１２、供給管２および／または蒸発室２４が常温に加熱され、そのようにして、完全蒸発が実施され、場合による蒸発装置１２、供給管２および／または蒸発室２４における汚れが逆搬送時に搬送管６に達することが防止される。そして、或る時間の経過後に搬送手段１９によって逆搬送が開始される。接続ユニット１１に、あるいはこの接続ユニット１１に隣接して有利に、逆搬送時に空気を吸い込む弁が配置されている。基本的には、搬送管６がほとんど空になるまで、貯蔵槽２０に向けて逆搬送される。
【０１１４】
例えば内燃機関の排気ガス内の窒素酸化物濃度の極端な増大に起因して搬送すべき水溶液４５の搬送量が大きく変化した場合、それに応じた強力な加熱が急速に行えないため、蒸発装置１２が瞬時に多量の水溶液４５を蒸発する働きをしない状態が生ずる。この場合、ちょうど完全蒸発ができるほどしか水溶液４５の搬送量を増加しないことが有利である。
【０１１５】
供給すべき還元剤の量および従って蒸発すべき水溶液４５の量は、例えば、
ａ）排気ガス内における窒素酸化物濃度、
ｂ）排気ガスがＳＣＲ触媒コンバータ１８を通過したときに特に存在する予後判定の窒素酸化物発生、
ｃ）正にＳＣＲ触媒コンバータ１８で転換される最大還元剤量、
の少なくともいずれか１つの条件に関係して決定される。
【０１１６】
貯蔵槽２０、搬送管６、蒸発装置１２、注入管２１、蒸発室２４および／または加水分解触媒コンバータ１７は、例えば内燃機関の燃料タンクに熱的に接触して配置される。その燃料タンクは、通常、凍結防護上から、上述した構成要素に対する凍結防護作用をする加熱器を有している。
【０１１７】
本発明の他の課題に応じて、
ａ）少なくとも一種類の還元剤、
ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気の供給装置１を提案する。この場合、少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液４５の貯蔵槽２０が配置され、この貯蔵槽２０は蒸発室２４に流れ技術的に接続される。また、蒸発室２４に水溶液４５を注入するための手段が配置され、その場合、蒸発室２４を加熱するための手段２７、６３が配置され、この加熱手段２７、６３によって蒸発室２４が、水溶液が少なくとも部分的に蒸発する臨界温度以上の温度に加熱される。この供給装置１の有利な発展形態において、水溶液４５を供給するための手段は少なくとも１個のノズル６２を有している。蒸発室２４は有利に、水溶液４５の搬送管６を接続するための第１開口２５と、混合気を排出するために供給管２に接続するための第２開口２６しか有していない実質的に密閉された容積を有している。この供給装置１の有利な発展形態において、蒸発室２４は、水溶液４５の搬送管６を接続するための第１開口２５と、混合気を排出するために供給管２に接続するための第２開口２６と、排気ガス１４を供給するための第３開口３６しか有していない実質的に密閉された容積を有している。
【０１１８】
この供給装置の他の有利な発展形態は、蒸発室２４を加熱するための手段２７、６３が、
ａ）電気抵抗加熱器２７、
ｂ）燃料を燃焼する手段６３、
の少なくともいずれか１つの構成要素を有するようにされている。また、蒸発室２４がほぼ球対称であることが有利である。好適には、その蒸発室２４は２ｍｍ〜２５ｍｍの半径を有している。また、蒸発室２４が３０〜４０００ｍｍ3の容積を有していることが有利である。蒸発室２４を加熱するための手段２７、６３は５ｋＷまでの加熱出力を与える。さらに有利に、水溶液４５を搬送する搬送管６が配置され、この搬送管６は蒸発室２４を貯蔵槽２０に接続し、この搬送管６にその搬送管６を通して流体を搬送する搬送手段１９が配置されている。この供給装置の他の有利な実施態様において、この供給装置は、運転中において蒸発室２４の温度が平均温度の上下たかだか２５℃であるように形成されている。また、蒸発室２４が少なくとも１つの部分部位に表面のぬらし性を高めるための手段２８を有していることが有利である。これは特に蒸発室２４の内側表面の構造物（突起など）を含んでいる。
【０１１９】
また、
ａ）少なくとも一種類の還元剤、
ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を供給するための有利な方法を提案する。少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液４５が蒸発室２４に搬送され、この蒸発室２４は、水溶液４５が混合気の形に完全蒸発するように加熱される。この方法は、蒸発室２４が水溶液４５の搬送管６を接続するための第１開口２５と混合気を排出するために供給管２に接続するための第２開口２６しか有していない実質的に密閉された容積を有していることによって有利に発展形成される。
【０１２０】
その代わりに、蒸発室２４は、水溶液４５の搬送管６を接続するための第１開口２５と、混合気を排出する供給管２を接続するための第２開口２６と、排気ガス１４を供給するための第３開口３６しか有していない実質的に密閉された容積を有する。
【０１２１】
この方法は加熱が制御して行われることによって有利に発展形成される。特に、蒸発室２４は２５０℃〜３００℃の平均温度に加熱される。また、蒸発室２４が、温度が平均温度から＋２５℃あるいは−２５℃より大きくずれた箇所が蒸発室２４に存在しないように、平均温度に加熱される。
【０１２２】
また、内燃機関の排気ガスの処理装置１５を提案する。この処理装置１５は、少なくとも還元剤溶液蒸発器１６と、この還元剤溶液蒸発器１６に接続され特に尿素をアンモニアに加水分解するための加水分解触媒コンバータ１７と、窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択触媒還元するためのＳＣＲ触媒コンバータ１８を有している。その還元剤溶液蒸発器１６は、
ａ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質、
ｂ）還元剤、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を供給するための蒸発装置１２を有している。
【０１２３】
その蒸発装置１２によって、少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液４５が蒸発する。ＳＣＲ触媒コンバータ１８が排気管１４内に配置され、還元剤溶液蒸発器１６と加水分解触媒コンバータ１７は排気管１４の外側にこの排気管１４に接続可能に配置されている。
【０１２４】
この処理装置１５は、蒸発装置１２に接続するための搬送管６が水溶液４５の貯蔵槽２０に接続されていることによって、有利に発展形成される。この場合、搬送管６と蒸発装置１２は接続ユニット１１を介して互いに結合されている。この接続ユニット１１は少なくとも部分的に１０Ｗ／ｍＫ（W=ワット、m=メートル、K=ケルビン）より小さな熱伝導率、特に好適には、２Ｗ／ｍＫ以下、特に好ましくは１Ｗ／ｍＫ以下、特に０．２Ｗ／ｍＫの熱伝導率の材料で作られている。また、接続ユニット１１が、
ａ）セラミックス材料、
ｂ）ポリテトラフルオルエチレン（ＰＴＦＥ）、
の少なくともいずれかの材料で構成されていることが有利である。
【０１２５】
また、接続ユニット１１が、接続ユニット１１の長さ５７にわたって４０Ｋ／ｍｍ（K=ケルビン 、mm=ミリメートル）以上の温度勾配が保たれるように構成されていることが有利である。さらに、加水分解触媒コンバータ１７はたかだか６０Ｊ／Ｋ（J=ジュール、K=ケルビン）の熱容量を有している。加水分解触媒コンバータ１７の容積は１００ｍｌ以下である。
【０１２６】
加水分解触媒コンバータは、好適には、外被管を有し、その外被管は上述の熱容量の決定の際には考慮されない。その外被管内に、好適には、少なくとも１枚の部分的に構造化された金属箔が配置されている。好適には、外被管の内部に、外被管の横断面の少なくとも２０％あるいはそれどころか５０％を占める自由貫流部位が、そこに少なくとも部分的に構造化された金属箔が配置されないことによって形成されている。
【０１２７】
加水分解触媒コンバータ１７は、６００ｃｐｓｉ（cell per square＝平方インチ当たり通路数）以下、好適には４００ｃｐｓｉ以下、特に好ましくは３００、２００あるいは１００ｃｐｓｉ以下の通路密度を有している。好適には、加水分解触媒コンバータ１７は排気管１４に機械的に結合されている。好適には、加水分解触媒コンバータ１７は排気管１４から熱絶縁されている。
【０１２８】
この処理装置１５の他の有利な実施態様において、
ａ）加水分解触媒コンバータ１７、
ｂ）蒸発室２４の少なくとも一部、
の少なくともいずれか１つの構成要素を加熱する少なくとも１個の棒状加熱要素６９が配置されている。
【０１２９】
さらに、
ａ）搬送管６の少なくとも一部、
ｂ）加水分解触媒コンバータ１７、
ｃ）蒸発装置１２の少なくとも一部、
ｄ）発生還元剤を排気管系に注入する注入管２１、
ｅ）排気管１４に加水分解触媒コンバータ１７を流れ技術的に接続する注入装置４６、
の少なくともいずれか１つの構成要素の温度が調温されることが有利である。
【０１３０】
また、
ａ）発熱線、
ｂ）ペルチェ素子８、
ｃ）ラジエータ９、
ｄ）棒状加熱要素６９、
ｅ）燃料を燃焼する手段６３、
の少なくともいずれか１つの構成要素を有する調温手段４、７、２７、３１、４９、５０が配置されていることが有利である。
【０１３１】
さらに、
ａ）接続ユニット１１の少なくとも一部、
ｂ）混合気を加水分解触媒コンバータ１７に供給する供給管２の少なくとも一部、
ｃ）蒸発装置１２の少なくとも一部、
ｄ）発生還元剤を排気管系に注入する注入管２１の少なくとも一部、
ｅ）加水分解触媒コンバータ１７を排気管１４に接続する注入装置４６の少なくとも一部、
の少なくともいずれか１つの構成要素が、尿素の加水分解を触媒する被覆を有していることが有利である。
【０１３２】
また注入装置４６が配置されていることが有利であり、この注入装置４６によって、加水分解触媒コンバータ１７が内燃機関の排気管１４に流れ技術的に接続されている。特にその注入装置４６は、注入される物質を排気ガスと混合する受動的混合手段を有している。この混合手段は、好適には、
ａ）バッフル板３４、
ｂ）排気ガス１３が少なくとも部分的に排気ガスの主流れ方向４５に対して角度を成して流れるように形成されているハニカム体５２、
の少なくともいずれか１つの構成要素が配置されている。
【０１３３】
ハニカム体５２は有利に、流体が貫流できる多数の通路と、隣り合う通路を互いに接続する通路壁穴を有している。
【０１３４】
この処理装置１５の有利な実施態様において、
ａ）注入装置４６、
ｂ）排気管１４、
の少なくともいずれかの１つの構成要素が、運転中に注入装置４６の排気管１４への開口部位が流れ技術的な鎮静域あるいは死水域を発生するように形成されている。
【０１３５】
この処理装置１５の他の有利な実施態様において、加水分解触媒コンバータ１７の下流に熱絶縁体７２が配置されている。この熱絶縁体７２は、好適には、加水分解触媒コンバータ１７に直接続いて配置されている。
【０１３６】
この処理装置１５の他の有利な実施態様において、
ａ）注入装置４６、
ｂ）加水分解触媒コンバータ１７、
ｃ）ＳＣＲ触媒コンバータ１８、
ｄ）蒸発装置１２、
ｅ）供給管２、
ｆ）蒸発室２４、
ｇ）発生還元剤を排気管１４に注入する注入管２１、
の少なくともいずれか１つの構成要素が少なくとも１個の温度センサを有している。
【０１３７】
好適には、これらの温度センサは、相応の構成要素ａ）〜ｇ）を加熱するためにも採用できるように電源に接続される。
【０１３８】
この処理装置１５の他の有利な実施態様において、水溶液４５を貯蔵槽２０から搬送管６に搬送する搬送手段１９が配置されている。この搬送手段１９は、好適には、少なくとも１台のポンプ、特に、バッチ供給ポンプを有している。有利な実施態様において、そのポンプは、好適には、内燃機関の運転中に考えられる最大排気ガス圧より高い搬送圧力を、注入装置４６および／または注入管２１に形成する。処理装置１５の他の有利な実施態様において、搬送手段１９と蒸発装置１２との間に水溶液４５をバッチ供給するための少なくとも１個の弁が配置されている。
【０１３９】
さらにここでは、内燃機関の排気ガスの有利な処理方法を提案する。この方法は少なくとも以下の過程を含んでいる。即ち、
ａ）
ａ１）還元剤、
ａ２）還元剤先駆物質、
の少なくともいずれか１つの物質を含む混合気を供給する。
ｂ）少なくとも一種類の還元剤先駆物質を加水分解して、還元剤混合気３５を得る。
ｃ）排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を少なくとも部分的に選択触媒還元するために、ＳＣＲ触媒コンバータ１８に還元剤混合気３５および排気ガス１３を供給する。
【０１４０】
そのｂ）過程後に、還元剤混合気３５と排気ガス１４の少なくとも一部との混合が行われる。
【０１４１】
この方法は有利に、ａ）過程において、少なくとも一種類の還元剤先駆物質を含む水溶液４５の蒸発が蒸発装置１２において行われることによって発展形成される。
【０１４２】
この方法の有利な実施態様において、
ａ）蒸発装置１２の少なくとも一部、
ｂ）加水分解触媒コンバータ１７、
ｃ）水溶液４５を蒸発装置１２に搬送する搬送管６、
ｄ）混合気を加水分解触媒コンバータ１７に供給する供給管２、
ｅ）発生還元剤を排気管系に注入する注入管２１、
ｆ）内燃機関の排気管１４に加水分解触媒コンバータ１７を流れ技術的に接続する注入装置４６、
の少なくともいずれか１つの構成要素の温度が調整される。
【０１４３】
この場合、その接続部はＳＣＲ触媒コンバータ１８の上流に配置されている。また、
ａ）蒸発装置１２の少なくとも一部、
ｂ）加水分解触媒コンバータ１７、
ｃ）水溶液４５を蒸発装置１２に搬送する搬送管６、
ｄ）混合気を加水分解触媒コンバータ１７に供給する供給管２、
ｅ）発生還元剤を排気管系に注入する注入管２１、
ｆ）内燃機関の排気管１４に加水分解触媒コンバータ１７を流れ技術的に接続する注入装置４６、
の少なくともいずれか１つの構成要素の温度が調温される。
【０１４４】
この方法の他の実施態様は、搬送管６を通して水溶液４５を還元剤蒸発器１６に搬送することを含んでいる。この場合、水溶液４５が搬送管６を通して逆搬送できることが有利である。この方法の他の有利な実施態様において、２．５ｍｌまでの水溶液が１秒以内に蒸発する。
【０１４５】
この方法の他の有利な実施態様において、調温処置の開始前に、
ａ）加水分解触媒コンバータ１７、
ｂ）蒸発装置１２、
ｃ）発生還元剤を排気管系に注入する注入管２１、
ｄ）内燃機関の排気管１４に加水分解触媒コンバータ１７を流れ技術的に接続する注入装置４６、
の少なくともいずれか１つの構成要素の温度が検出され、他の構成要素の少なくとも１つの他の温度と比較される。この方法の他の有利な実施態様において、水溶液４５の蒸発は、その温度比較の結果、所定温度および他の構成要素の温度がたかだか設定差値だけしか下回っていないことが確認されたときだけしか実施されない。
【０１４６】
本発明に基づく供給装置１および本発明に基づく方法は、尿素を含む水溶液の完全蒸発を、続いてアンモニアを含む混合気への加水分解を有利に可能とする。その混合気は、有利に、ＳＣＲ触媒コンバータ１８に還元剤として供給される。排気管系の外側での蒸発の実施は、かなり小形の加水分解触媒コンバータ１７の形成を可能とし、これによって、本発明に基づく装置は、窒素酸化物の選択触媒還元に対する還元剤を供給する従来通常の装置に比べて、所要場所および経費を節減する。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】第１実施例における混合気供給装置の斜視図。
【図２】混合気供給装置の第１実施例の断面図。
【図３】貯蔵槽から供給管に水溶液を搬送する搬送管の断面図。
【図４】内燃機関の排気ガスにおける窒素酸化物の選択触媒還元装置の概略構成図。
【図５】蒸発装置の第２実施例の横断面図。
【図６】還元剤供給装置の概略構成図。
【図７】蒸発装置の異なった実施例の横断面図。
【図８】排気管への注入管の開口部位の詳細図。
【図９】混合気供給装置の実施例の概略構成図。
【図１０】混合気供給装置の実施例の概略構成図。
【図１１】排気ガスへの還元剤混合気の有益な注入装置の実施例の概略構成図。
【図１２】排気ガスへの還元剤混合気の注入装置の異なった実施例の概略構成図。
【図１３】内燃機関の排気ガスの処理装置の実施例の概略構成図。
【図１４】液滴分離手段の概略斜視図。
【図１５】蒸発装置の実施例の斜視図。
【図１６】蒸発装置の異なった実施例の斜視図。
【図１７】蒸発装置の異なった実施例の側面図。
【図１８】蒸発装置の実施例の斜視図。
【図１９】混合気供給装置の異なった実施例の縦断面図。
【図２０】混合気供給装置の異なった実施例の横断面図。
【図２１】排気ガスの処理装置の異なった実施例の概略構成図。
【図２２】排気管への注入装置の開口部位の詳細図。
【図２３】触媒担体としてのハニカム体の横断面図。
【図２４】触媒担体としてのハニカム体の異なった実施例の概略構成図。
【符号の説明】
【０１４８】
１    混合気の供給装置
２    供給管
３    放出開口
４    供給管の加熱手段
５    測定センサ
６    搬送管
７    調温手段
８    ペルチェ素子
９    ラジエータ
１０    電気接続端子
１１    接続ユニット
１２    蒸発装置
１３    排気ガス
１４    排気管
１５    内燃機関の排気ガスの処理装置
１６    還元剤溶液蒸発器
１７    加水分解触媒コンバータ
１８    ＳＣＲ触媒コンバータ
１９    搬送手段
２０    貯蔵槽
２１    注入管
２２    注入開口
２３    混合手段
２４    蒸発室
２５    第１開口
２６    第２開口
２７    蒸発室の加熱手段
２８    構造物
２９    蒸発装置のケース
３０    発熱線接続端子
３１    加水分解触媒コンバータの調温手段
３２    加水分解触媒コンバータのケース
３３    接続手段
３４    バッフル板
３５    還元剤混合気
３６    第３開口
３７    案内構造物
３８    発熱線
３９    第１温度センサ
４０    接続要素
４１    第１発熱線接続端子
４２    第２発熱線接続端子
４３    第２温度センサ
４４    第２接続要素
４５    水溶液
４６    注入装置
４７    第３温度センサ
４８    第４温度センサ
４９    調温手段
５０    注入調温手段
５１    制御装置
５２    ハニカム体
５３    混合手段
５４    主流れ方向
５５    切欠き
５６    小穴
５７    長さ
５８    第１排気管部分
５９    第２排気管部分
６０    流れ案内手段
６１    開口
６２    ノズル
６３    炭化水素の燃焼手段
６４    液滴分離手段
６５    配管
６６    衝突板
６７    方向転換
６８    ハウジング
６９    棒状加熱要素
７０    電気接続端子
７１    接続手段
７２    熱絶縁体
７３    熱シールド
７４    絶縁空隙
７５    外側ハウジング
７６    内側ハウジング
７７    弁
７８    制御接続端子
７９    開口部位
８０    絞り
８１    温度センサ
８２    ハニカム体
８３    平形金属箔
８４    波形金属箔
８５    外被管
８６    通路
８７    環状ハニカム体
８８    積層体
８９    平形金属箔
９０    波形金属箔
９１    外側外被管
９２    内側外被管
【図１】
2009537726.tif 000003
【図２】
2009537726.tif 000004
【図３】
2009537726.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009537726.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009537726.tif 000009
【図８】
2009537726.tif 000010
【図９】
2009537726.tif 000011
【図１０】
2009537726.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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