(57)【要約】【課題】排気ガス流に添加する際の尿素水溶液の気化率を改善する。【解決手段】内燃機関の排気ガス流（５）に少なくとも１種の反応物を添加する方法において、次の操作：ａ）排気ガス流（５）の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な変換と、ｂ）排気ガス流（５）の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な分離とのうちの少なくとも一方を実施するための要素（３）の下流で、反応物流（１０）の少なくとも一部が要素（３）に当たるように、反応物流（１０）が排気ガス流（５）に添加される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガス流（５）に少なくとも１種の反応物を添加する方法において、
次の操作：ａ）排気ガス流（５）の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な変換と、ｂ）排気ガス流（５）の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な分離とのうちの少なくとも一方を実施するための要素（３）の下流で、
反応物流（１０）の少なくとも一部が要素（３）に当たるように、反応物流（１０）が排気ガス流（５）に添加される
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス流への少なくとも１種の反応物の添加方法。
【請求項２】
反応物流（１０）の少なくとも８０重量％が要素（３）に当たることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
反応物流（１０）が少なくとも３０マイクロメータの平均直径の滴を含んでいることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも反応物流（１０）が要素（３）に当たる領域において、反応物流（１０）の少なくとも１種の成分の分解反応が行われることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
反応物流（１０）が次の物質
ａ）還元剤
ｂ）還元剤前駆体
の少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
次のパラメータ
ａ）反応物流（１０）の平均速度
ｂ）反応物流（１０）の平均質量流量
ｃ）反応物流（１０）の組成
の少なくとも１つが、次のパラメータ
Ａ）排気ガス流（５）の組成
Ｂ）排気ガス流（５）の平均速度
Ｃ）内燃機関の運転特性量
の少なくとも１つに依存して設定可能であることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項７】
反応物流（１０）の添加が、排気ガス流（５）の少なくとも部分的な方向変化を生じる領域で行われることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
流れ方向（１１）を有する内燃機関の排気ガス流（５）の処理装置（１）であって、
次の操作：ａ）排気ガス流（５）の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な変換と、ｂ）排気ガス流（５）の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な分離とのうちの少なくとも一方を実施するための少なくとも１つの要素（３）と、流れ方向（１１）において下流に設けられ反応物流（１０）を添加領域に添加する添加ユニット（４）とを備えた内燃機関の排気ガス流（５）の処理装置（１）において、
添加ユニット（４）は、運転中に反応物流（１０）が少なくとも部分的に要素（３）に当たるように向けられていることを特徴とする内燃機関の排気ガス流の処理装置。
【請求項９】
添加ユニット（４）は、添加ユニットを出る際の反応物平均速度の方向に要素（３）が形成されているように設けられていることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
要素（３）の少なくとも部分領域が多孔性被膜（２３）を有することおよび／または多孔性であることを特徴とする請求項８又は９記載の装置。
【請求項１１】
被膜（２３）は、運転中に反応物流（１０）の少なくとも一部が要素（３）に当たる領域では、次の条件
ａ）被膜（２３）が白金フリーであること
ｂ）被膜（２３）が触媒作用により還元剤前駆体を還元剤に加水分解すること
ｃ）被膜が耐水撃性であること
ｄ）被膜が液体を吸収できること
ｅ）被膜が５０％以上の多孔率を有すること
の少なくとも１つを満たすことを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
転向手段（１４，２４）が、少なくとも添加領域において排気ガス流（５）の少なくとも部分的な転向を達成可能であるように形成されていることを特徴とする請求項８乃至１１の１つに記載の装置。
【請求項１３】
添加ユニット（４）がノズル（６）を含むことを特徴とする請求項８乃至１２の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス流への反応物の添加方法、ならびに内燃機関の排気ガス流の処理装置に関する。特に、本発明による方法および本発明による装置は内燃機関の排気ガス中の窒素酸化物を選択触媒還元する際に使用される。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガスは、環境への放出が望ましくない物質を有している。多くの国々においては、例えば自動車および基本的に内燃機関の排気ガス中のこのような物質の放出限界値が決められており、守られねばならない。この物質には同様に窒素酸化物（ＮＯｘ）も属する。窒素酸化物の放出は、一方ではエンジン内部での処置によって低下し、他方では付加的な排気ガス後処理を増やして使用される。この排気ガス後処理には、窒素酸化物に選択的に作用する還元剤が排気ガスに添加され、相応の触媒の存在下で窒素酸化物の変換が行われる選択触媒還元（selective catalytic reduction）も属する。窒素酸化物に対して慣用されている還元剤は尿素である。この尿素はしばしば尿素水溶液の形で、場合によっては他の物質と共に、排気ガスに添加される。尿素は、例えば水との反応による加水分解によっておよび／または熱分解によってアンモニアに分解される。
【０００３】
基本的に、排気ガスシステムに導入する際に尿素水溶液の出来るだけ完全な気化を達成すると有利である。というのは、尿素水溶液が完全に気化しないと、排気ガスシステムを通って流れる尿素水溶液の滴が排気ガスシステム内に設けられた要素、例えば触媒担持体および／または粒子フィルタを冷却し、長期間に亘ってこの要素に損害を与えるからである。
【０００４】
尿素を排気ガス後処理ユニットの転向領域内に導入することが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この添加方法はまだ欠点を有している。というのは、尿素もしくは尿素水溶液の気化が僅かしか達成されないからである。
【特許文献１】国際公開第２００４／０６３５４０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、排気ガス流に添加する際の尿素水溶液の改善された気化率を達成することのできる方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、それぞれ独立請求項の特徴を有する方法および装置によって解決される。有利な実施態様はそれぞれの従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明による内燃機関の排気ガス流への少なくとも１種の反応物の添加方法は、次の操作：ａ）排気ガス流の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な変換と、ｂ）排気ガス流の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な分離とのうちの少なくとも一方を実施するための要素の下流で、
反応物流の少なくとも一部が要素に当たるように、反応物流が排気ガス流に添加されることに基づいている。
【０００８】
次の操作：ａ）排気ガス流の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な変換と、ｂ）排気ガス流の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な分離とのうちの少なくとも一方を実施するための要素とは、特に、触媒作用により排気ガスの少なくとも１種の成分を変換する触媒活性被膜を特にウォッシュコート内に含む触媒担持体である。代替的に又は追加的に、要素は、排気ガス中の粒子、特にすすの濃度を減少させる粒子フィルタまたは粒子トラップの機能を有することもできる。要素は、交互に閉じられている多数の通路を含む閉じられた粒子フィルタであってもよく、また、相応の組み込み物によって排気ガスの一部が多孔性媒体内に導かれるいわゆる部分流フィルタであってもよい。触媒担持体も粒子フィルタも、多数の通流可能な空洞を備えたセラミック体および／または金属体が形成されているハニカム体として形成されていると特に有利である。特に、ハニカム体は、少なくとも部分的に構造化された少なくとも１つの金属層と場合によっては実質的に平らな少なくとも１つの層とが巻回されてなる１つの本体から形成されるか、又はこのような薄板層から成る１つ又は複数の積層体が同方向に又は逆方向にねじられて形成される。セラミック発泡体または金属発泡体、ワイヤ網等からなる触媒担持体および／または粒子フィルタは有利に可能であり、本発明に適している。代替的に又は追加的に、要素は表面上に被膜が構成されてもよく、又は例えば管、例えば外被管または導管の内壁上の被膜を含んでいてもよい。分離とは、ここでは粒子濃度の減少のほかに、要素上および／または要素内の特に水のような液体の分離でもあり、要素はこのために特に少なくとも部分的に多孔性に形成されている。
【０００９】
反応物流は排気ガスシステム内に導入される特に反応物溶液の滴の流れである。要素の下流での添加に基づいて逆流で反応物流を添加することによって、反応物流の即座の渦流が発生し、それによって排気ガス内での反応物の均質な分布が生じ、場合によっては排気ガスの熱による反応物流の部分的な気化が既に生じる。反応物流の少なくとも一部が要素に当たるように反応物流が添加されることによって、運転中に、要素で行われる通常の発熱反応に基づいて、しかも基本的に高温の排気ガスによる加熱により、要素上で反応物流の気化が生じる。さらに、要素はしばしば触媒活性被膜を有しており、触媒活性被膜は通常は多孔性である。それゆえ、反応物流の直ちに気化しない部分は要素の被膜によって吸収され、一時的に蓄積される。要素の温度に基づいて短期間で、貯蔵された反応物溶液の気化および放出が生じる。
【００１０】
方法の有利な実施態様によれば、反応物流の少なくとも８０重量％が要素に当たる。
【００１１】
この場合、それどころか、反応物流の少なくとも８５重量％が要素に当たる実施態様が好ましい。これは、特に、要素の少なくとも反応物流が当たる領域が多孔性であるか又は多孔性被膜を有する場合に有利である。
【００１２】
本発明による方法の他の有利な実施態様によれば、反応物流が少なくとも３０マイクロメータの平均直径の滴を含んでいる。
【００１３】
滴の平均直径が少なくとも４０マイクロメータ又はそれどころか少なくとも５０マイクロメータを含んでいる方法の実施態様は好ましい。この滴のサイズ分布は、反応物流の高い流速を必要とすることなく、反応物流の大部分が要素に当たるようにする。
【００１４】
本発明による方法の他の有利な実施態様によれば、少なくとも反応物流が要素に当たる領域において、反応物流の少なくとも１種の成分の分解反応が行われる。
【００１５】
分解反応は尿素のような還元剤前駆体の加水分解および／または熱分解であってもよく、または、反応物流が炭化水素を含む場合には酸化反応であってもよい。要素は例えば少なくともこの領域に相応の触媒活性被膜、例えば加水分解触媒被膜または酸化触媒被膜を有する。
【００１６】
本発明による方法の有利な実施態様によれば、反応物流が次の物質
ａ）還元剤
ｂ）還元剤前駆体（reducing agent precursor）
の少なくとも１つを含んでいる。
【００１７】
特に還元剤は窒素酸化物を選択触媒還元する還元剤である。還元剤前駆体とは、還元剤を分離させることができる物質および／または還元剤に反応することができる物質である。
【００１８】
本発明による方法の他の有利な実施態様によれば、反応物流が次の物質
ａ）尿素（（ＮＨ2）2ＣＯ）
ｂ）蟻酸アンモニウム（ＨＣＯＯＮＨ4）
ｃ）カルバミン酸アンモニウム（Ｈ2ＮＣＯＯＮＨ4）
ｄ）炭酸アンモニウム（（ＮＨ4）2ＣＯ3）
ｅ）酸性炭酸アンモニウム（ＮＨ4ＨＣＯ3）
ｆ）シュウ酸アンモニウム（（ＮＨ4）2（Ｃ2Ｏ4））
ｇ）水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）
ｈ）シアン酸（ＨＯＣＮ）
ｉ）シアヌール酸（Ｃ3Ｈ3Ｎ3Ｏ3）
ｊ）イソシアン酸（ＨＮＣＯ）
ｋ）アンモニア（ＮＨ3）
の少なくとも１つ又は誘導体を含む。
【００１９】
上記物質の少なくとも１つはいわゆる反応物溶液として水溶液の形で小さな滴流にて排気ガス流中に導入される。特に水溶液は尿素も蟻酸アンモニウムも、場合によっては他の物質も含んでいる。相応の溶液は登録商標名“Ｄｅｎｏｘｉｕｍ”（デノキシウム）で市販されている。さらに、当該溶液は登録商標名“ＡｄＢｌｕｅ”（アドブルー）で市販されている尿素水溶液であってもよい。
【００２０】
本発明による方法の他の有利な実施態様によれば、次のパラメータ
ａ）反応物流の平均速度
ｂ）反応物流の平均質量流量
ｃ）反応物流の組成
の少なくとも１つが、次のパラメータ
Ａ）排気ガス流の組成
Ｂ）排気ガス流の平均速度
Ｃ）内燃機関の運転特性量
の少なくとも１つに依存して設定可能である。
【００２１】
反応物流の平均速度は、特に、反応物流の定められえた領域に亘って空間的に平均化された速度である。同じことは反応物流の平均質量流量にも当てはまる。特に、反応物流の組成とは、１つ又は複数の物質、特に上記で挙げた１つ又は複数の物質の濃度である。排気ガス流の組成とは、特に窒素酸化物濃度のような１つ又は複数の物質の濃度、または個々の窒素酸化物（ＮＯ，ＮＯ2）の濃度でもある。排気ガス流の平均速度は、特に、排気ガス流の１つの領域に亘って空間的に平均化された排気ガス流速度である。内燃機関の運転特性量とは、特に、内燃機関の運転状態を表す回転数、負荷状態等の全特性量である。内燃機関の運転特性量とは、挙げられたパラメータの実際値のほかに、例えば運転特性量の将来に生じる変化に基づいて予測可能であるパラメータの予想値であってもよい。それぞれのパラメータＡ，Ｂ，Ｃは測定および／または算出することができる。
【００２２】
基本的に、排気ガス流の速度および反応物流の速度がベクトル量であることが簡単に利用される。それゆえ、１種の成分への反応物速度のベクトルのベクトル分解は排気ガス平均速度に対して逆並列に行われ、１種の成分への反応物速度のベクトルのベクトル分解は排気ガス平均速度に対して垂直に行われる。平均速度が空間平均化によって得られると好ましい。
【００２３】
本発明による方法の他の有利な実施態様によれば、反応物流の添加が、排気ガス流の少なくとも部分的な方向変化を生じる領域で行われる。少なくとも部分的な方向変化とは、ここでは例えば、排気ガス流全体の方向変化であるか又は相応に形成された結合部材または弁部材による部分流の分岐でもある。このような領域においては、排気ガスの全体的に行われる転向（すなわち方向転換）の領域のように、通常、反応物流を排気ガス流に混合するために有利に利用される乱流が形成され、それにより反応物と排気ガスとのできるだけ良好な混合が行われる。さらに、少なくとも部分的な方向変化とは、例えば、部分流が円錐状部材を通流する際に生じる部分流の方向変化でもある。
【００２４】
本発明による排気ガス流への少なくとも１種の反応物の添加方法は、特に有利に、内燃機関の排気ガス流中の窒素酸化物の選択触媒還元法の範囲内で使用される。上記で挙げた少なくとも実施されるべきステップに追加して、反応物流の添加後に、すなわちこの添加の下流で、例えば相応に形成された要素上で窒素酸化物の選択触媒還元が行われる。反応物流は有利には少なくとも１種の還元剤および／または少なくとも１種の還元剤前駆体、好ましくは少なくとも水溶液中の尿素を含む。
【００２５】
本発明によれば、流れ方向を有する内燃機関の排気ガス流の処理装置が提案される。この装置は、次の操作：ａ）排気ガス流の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な変換と、ｂ）排気ガス流の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な分離とのうちの少なくとも一方を実施するための少なくとも１つの要素を含んでいる。さらに、この装置は、流れ方向において下流に設けられ反応物流を添加領域に添加する添加ユニットを含んでいる。本発明によれば、添加ユニットは、運転中に反応物流が少なくとも部分的に要素に当たるように向けられている。
【００２６】
これは、特に、主として添加ユニットの向きによって決められる方向を有する反応物流の速度ベクトルが要素を、特に要素の端面を指すように添加ユニットが向けられることによって達成される。これは、添加ユニットから真直ぐに反応物流の方向にかつ特に添加ユニットの主出射方向に出る直線が要素に当たることを意味している。これにより、反応物流が逆流で排気ガス流内に導入される。
【００２７】
本発明による装置の有利な実施態様によれば、添加ユニットは、添加ユニットを出る際の反応物平均速度の方向に要素が形成されているように設けられている。
【００２８】
特に、要素は添加ユニットからの流れの方向に設けられている。これは、運転中に反応物流が少なくとも部分的に要素に当たる装置を形成することを有利に簡単に可能にする。
【００２９】
本発明による装置の他の有利な実施態様によれば、要素の少なくとも部分領域が多孔性被膜を有するおよび／または多孔性である。
【００３０】
特に、要素は、場合によっては触媒活性中心部を含むウォッシュコートの形の被膜であってよい。特に、運転中に反応物流の少なくとも一部が当たる要素領域は多孔性被膜を有する。
【００３１】
本発明による装置の他の有利な実施態様によれば、被膜は、運転中に反応物流の少なくとも一部が要素に当たる領域では、次の条件
ａ）被膜が白金フリーであること、つまり白金を含有していないこと
ｂ）被膜が触媒作用により還元剤前駆体を還元剤に加水分解すること
ｃ）被膜が耐水撃性であること、すなわち水撃作用に耐えることができること
ｄ）被膜が液体を吸収できること
ｅ）被膜が５０％以上の多孔率を有すること
の少なくとも１つを満たす。
【００３２】
特に、被膜は、触媒作用により尿素をアンモニアに加水分解するように形成されている。白金フリーの被膜は、還元剤を遊離させることなく還元剤前駆体の望ましくない分解を生じる、還元剤もしくは還元剤前駆体の望ましくない反応を阻止する。耐水撃性とは、特に、運転中に被膜の温度よりも低い温度を有する特に水のような液体が被膜に当たっても、これによって被膜が損傷を受けないことを意味する。これは、特に、７０℃〜９０℃の温度の滴が１５０℃〜４００℃の温度の被膜に当たっても、被膜が損傷を受けないこと、特に被膜の一部にひびが入らないことを意味する。特に、水および／または水溶液、好ましくは尿素水溶液を吸収する被膜が適している。
【００３３】
本発明による装置の他の有利な実施態様によれば、転向手段が、少なくとも添加領域において排気ガス流の少なくとも部分的な転向を達成可能であるように形成されている。
【００３４】
本発明による装置の他の有利な実施態様によれば、添加ユニットが反応物貯蔵器に接続可能である。
【００３５】
特に、貯蔵器は排気ガス中の窒素酸化物を選択触媒還元する少なくとも１種の還元剤前駆体および／または還元剤を含むタンクである。この還元剤前駆体および／または還元剤は特に尿素水溶液であり、この尿素水溶液は場合によっては例えば蟻酸アンモニウムのような他の物質を含むことができる。導管内への反応物供給手段または導管内の圧力構築手段が設けられ、貯蔵器に接続可能である。
【００３６】
本発明による装置の他の有利な実施態様によれば、添加ユニットが反応物供給手段に接続可能である。
【００３７】
この反応物供給手段は、特に、添加ユニットへの反応物溶液の供給を連続的に又は断続的に可能にするポンプである。代替的に又は追加的に、反応物供給手段は供給媒体、例えば圧縮空気または排気ガスとの接続部を有する。連続的な供給プロセスが存在する場合、供給手段と添加ユニットとの間に弁が簡単に設けられ、この弁によって添加すべき反応物流の量が計量される。
【００３８】
本発明による装置の他の有利な実施態様によれば、添加ユニットがノズルを含んでいる。
【００３９】
ノズルが噴霧ノズルであると好ましい。
【００４０】
本発明による装置の他の有利な実施態様によれば、添加ユニットは液状反応物溶液を気化させる気化手段に接続可能である。
【００４１】
この気化手段は、特に、反応物溶液の少なくとも部分的な気化を生じさせる付加的な加熱手段である。少なくとも部分的にまだ液状の反応物溶液を含んでいる反応物流が気化時の膨張によって流出させられると好ましい。
【００４２】
さらに、排気ガス流の処理装置は、添加ユニットの下流に設けられ選択触媒還元の触媒作用のための被膜を含む他の要素を含んでいる。このような装置は、内燃機関の排気ガス流中の窒素酸化物の選択触媒還元装置とも呼ばれている。
【００４３】
方法に関して開示された全ての細部および利点は同様に本発明による装置にも簡単に転用および適用することができる。本発明による装置に関して開示された全ての細部および利点は同様に本発明による方法にも簡単に転用および適用することができる。本発明による装置は特に簡単に本発明による装置を実施するのに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下において、本発明を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は図面に示された実施例および細部に限定されない。
図１は本発明による装置の第１実施例の概略断面図、
図２は本発明による装置の第２実施例の概略断面図、
図３は本発明による装置の第３実施例の概略断面図、
図４は本発明による装置の第４実施例の概略断面図、
図５は本発明による装置の第５実施例の概略断面図を示す。
【００４５】
図１は、図示されていない内燃機関の排気ガス流５を処理するための本発明による装置１の第１実施例を概略的に示す。装置１は運転中に流れ方向１１に排気ガス流５によって貫流される。装置１は排気ガス導管２の一部であるが、排気ガス導管２に結合されていてもよく、又はその排気ガス導管２内に設けられていてもよい。装置１は次の操作：ａ）排気ガス流５の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な変換と、ｂ）排気ガス流５の少なくとも１種の成分の少なくとも部分的な分離とのうちの少なくとも一方を実施するための要素３を含んでいる。特に、この要素３は、例えばそれぞれハニカム体の形態の粒子フィルタおよび／または触媒担持体である。流れ方向１１において要素３の下流に、排気ガス流５に反応物流１０を添加する添加ユニット４が設けられている。添加ユニット４は、反応物流１０を滴の流れの形で排気ガス流５内に放出することのできるノズル６を含んでいる。なお、添加ユニット４は、運転中に反応物流１０が少なくとも部分的に要素３に、特に要素３の端面１２に当たるように設けられている。要素３の少なくともこの領域は多孔性被膜を有するか又は多孔性に形成されている。被膜は要素３の長さの少なくとも最後の１０％に形成されていると好ましい。
【００４６】
ノズル６は少なくとも１種の反応物の供給手段７を介して反応物の貯蔵器８に接続可能である。貯蔵器８と、供給手段７と、ノズル６とは相応に形成された導管９によって互いに接続されている。反応物として特に水溶液内の尿素が添加される。
【００４７】
図２は本発明による装置１の第２実施例を概略的に示す。全ての図において同一部品には同一符号が付されている。この第２実施例は、排気ガス導管２が要素３につながっている円錐状部分１３を有する点で第１実施例とは相違している。ノズル６を備えた添加ユニット４はこの第２実施例においては円錐状部分１３に設けられている。
【００４８】
図３は本発明による装置１の第３実施例を概略的に示す。この図３において排気ガス流５は要素３内を流れる。排気ガス流５は要素３から出た後に転向領域１４内に流入し、この転向領域１４内で排気ガス流５の転向１５が生じる。排気ガス流５はその後に環状円筒領域１７を通って還流１６の形で流れる。この環状円筒領域１７は同様に排気ガス流の少なくとも１種の成分を変換および／または分離する要素であってもよいが、しかしここでも実質的に自由に通流可能な領域であってもよい。環状円筒領域１７と要素３とは分離壁１８によって互いに分離されている。分離壁１８は、環状円筒領域１７が実質的に自由に通流可能な領域である場合には一種の外被管として形成されていてもよいが、しかしながら一方では要素３としてかつ他方では領域１７として機能する単一のハニカム体の内部内の領域であってもよい。分離壁１８は相応のハニカム体への円錐状部分１３の延長部に相応のラビリンスパッキンを形成することによって形成されていてもよい。この実施例において、装置１は外部の外被管１９によって限定されている。排気ガス流５の還流１６は排出領域２０内に集められ、排出導管２１を介して排出される。転向領域１４に、ノズル６を備えた添加ユニット４が、ノズル６が反応物流１０を少なくとも部分的に要素３の端面１２に与えるように設けられている。ここでも同様に添加ユニット４は相応の導管を介して図示されていない供給手段７および／または貯蔵器８に接続可能である。転向領域１４は熱絶縁体２２を備えている。この熱絶縁体２２は有利には転向流１５の領域内の排気ガス流５の冷却を阻止する。
【００４９】
図４は本発明による装置１の第４実施例を示す。この図４において、要素３は被膜２３として排気ガス導管２の壁に設けられている。排気ガス流５は排気ガス導管２を通流する。要素３の下流に設けられノズル６を含む添加ユニット４によって、反応物流が運転中に少なくとも部分的に要素３に吹き付けられる。添加ユニット４は導管９を介して相応の供給手段および例えば尿素水溶液のような反応物溶液の貯蔵器８に接続することができる。
【００５０】
図５は本発明による装置１の第５実施例を示す。この図５において、排気ガス導管２は排気ガスの方向を変える転向領域２４を有している。同時に転向領域２４において排気ガス導管２が細くされている。ここでも同様に要素３は触媒活性被膜２３として形成されている。この触媒活性被膜２３は例えばウォッシュコートを含む多孔性被膜であると好ましい。この場合、被膜２３が白金フリーの触媒を含む構成、および／または尿素をアンモニアに触媒変換する加水分解が特に好ましい。添加ユニット４はここでもノズル６を含み、ノズル６は相応の導管９を介して場合によっては供給手段を介して反応物溶液の相応の貯槽器８に接続可能である。
【００５１】
本発明による方法および本発明による装置１は排気ガス流５内に反応物流１０として、反応物、特に液状反応物を簡単に添加し、それにより反応物流１０の少なくとも一部が排気ガス流５の少なくとも１種の成分を少なくとも部分的に変換および／または部分的に分離するための要素３に当たる。これによって、反応物流１０の迅速な気化が達成される。運転中に例えば４００℃以上の高温である要素３に当たることによって、迅速な気化が行われ、かつ、要素３の特に多孔性被膜２３に基づいて要素内への反応物溶液の吸収が行われて引続いて気化が行われる。このようにして、尿素は内燃機関の排気ガスシステム内に導入されると迅速に効果的にかつ実際上完全に気化され、特に下流に設けられているＳＣＲ（選択触媒還元）触媒において窒素酸化物を選択触媒還元するための還元剤として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による装置の第１実施例の概略断面図
【図２】本発明による装置の第２実施例の概略断面図
【図３】本発明による装置の第３実施例の概略断面図
【図４】本発明による装置の第４実施例の概略断面図
【図５】本発明による装置の第５実施例の概略断面図
【符号の説明】
【００５３】
１        排気ガス流に少なくとも１種の反応物を添加する装置
２        排気ガス導管
３        排気ガス流の少なくとも１種の成分を少なくとも部分的に変換および／または分離するための要素
４        添加ユニット
５        排気ガス流
６        ノズル
７        供給手段
８        貯蔵器
９        導管
１０        反応物流
１１        流れ方向
１２        端面
１３        円錐状部分
１４        転向領域
１５        転向流
１６        還流
１７        領域
１８        分離壁
１９        外部の外被管
２０        排出領域
２１        排出導管
２２        熱絶縁体
２３        被膜
２４        転向領域
【図１】
2008045559.tif 000003
【図２】
2008045559.tif 000004
【図３】
2008045559.tif 000005
【図４】
2008045559.tif 000006
【図５】
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