(57)【要約】移動体の排出システムに用いるアンモニアの蒸発器（１）を開示する。かかる蒸発器（１）は、少なくとも一つの供給管（３）と、少なくとも一つの排出管（４）とを有する本体（２）を含む。少なくとも一つの加熱部（５）と、前記供給管（３）を前記排出管（４）に接続する少なくとも一つの導管（６）が本体（２）の内部に設けられている。前記少なくとも一つの加熱部（５）が前記少なくとも一つの導管（６）の蒸発部（７）と熱伝導性をもって接触しており、前記少なくとも一つの導管（６）は前記蒸発部（７）において蛇行移行部（８）を有する、蒸発器装置（１）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの送入ライン（３）と少なくとも一つの送出ライン（４）とを有する本体（２）を含む蒸発器装置（１）であって、
前記本体（２）の内部には、
少なくとも一つの加熱部（５）と、
前記送入ライン（３）を前記送出ライン（４）に接続する少なくとも一つの導管（６）が設けられ、
前記少なくとも一つの加熱部（５）が前記少なくとも一つの導管（６）の蒸発部（７）と熱伝導性をもって接触しており、
前記少なくとも一つの導管（６）は前記蒸発部（７）において蛇行移行部（８）を有する、蒸発器装置（１）。
【請求項２】
前記少なくとも一つの導管（６）の少なくとも一つの蒸発器（７）は、少なくとも部分的に少なくとも一つの管を含む、請求項１記載の蒸発器装置（１）。
【請求項３】
前記管は前記本体（２）と凝集接続されている、請求項２記載の蒸発器装置（１）。
【請求項４】
前記管は、ａ）鋼鉄、ｂ）アルミニウム、ｃ）チタニウムの少なくとも一つを含む材料から形成される、請求項２又は３の何れか１項に記載の蒸発器装置（１）。
【請求項５】
前記少なくとも一つの導管（６）は、前記蒸発部（７）に、
５．１  複数の交互に反復する直線の移行領域（９）と曲線の移行領域（１０）と、
５．２  導管断面（１２）の拡張部（１１）を有する曲線の移行領域（１０）と、
５．３  ３００〜１０００ミリメートルの導管断面の長さ（１３）と
５．４  ０．２〜１０平方ミリメートルの導管断面（１２）と、
５．５  異なる曲線の移行領域（１０）と、
５．６  曲率が少なくとも９０°の複数の曲線の移行領域（１０）と、
５．７  前記本体（２）の蒸発面（１４）の構成と
５．８  アルミニウムを含む導管壁（１５）と
５．９  チタニウムを含む導管壁（１５）と
５．１０  ２〜５０マイクロメートルの範囲の平均表面粗さＲｚを有する導管壁（１５）と、
５．１１  加水分解活性の導管壁（１５）と、
５．１２  導管断面（１２）の狭窄部（４７）を有する移行領域（１０）と、の少なくとも一つの特徴を有する、請求項１から４迄の何れか１項に記載の蒸発器装置（１）。
【請求項６】
前記少なくとも一つの導管（６）は前記少なくとも一つの送入ライン（３）と前記蒸発部（７）との間に、前記蒸発部（７）に対してずれて配置された流入部（１６）を形成する、請求項１から５迄の何れか１項に記載の蒸発器装置（１）。
【請求項７】
前記少なくとも一つの導管（６）は、前記流入部（１６）に、
７．１  前記本体（２）の蒸発面（１４）に対してずれた位置と、
７．２  ０．２〜３０平方ミリメートルの導管断面の平均面積と、
７．３  冷却部（１７）と、
７．４ガルバニ析出部（１８）と、の少なくとも一つの特徴を有する、請求項６記載の蒸発器装置（１）。
【請求項８】
前記少なくとも一つの導管（６）は、前記蒸発部（７）と前記少なくとも一つの送出ライン（４）との間に、導管断面（１２）の拡張部（２０）を有する流出部（１９）を含む、請求項１から７迄の何れか１項に記載の蒸発器装置（１）。
【請求項９】
前記少なくとも一つの導管（６）は、前記流出部（１９）において、
９．１  少なくとも一つの加水分解活性反応室（２１）と、
９．２  複数の流路（２５）を形成する、アルミニウムを含む板状の金属箔（２３、２４）を有する少なくとも一つのハニカム体（２２）と、
９．３  前記蒸発部（７）と加水分解活性反応室（２１）との間の円錐形の拡張部（２０）と、
９．４  前記少なくとも一つの加熱部（５）に対する断熱部（２６）と、の少なくとも一つの特徴を有する、請求項８記載の蒸発器装置（１）。
【請求項１０】
前記本体（２）は、
１０．１  アルミニウムを材料として形成される、
１０．２  蒸発部の中央の面（１４）に対して２部で構成されている、
１０．３  前記少なくとも一つの導管（６）の少なくとも前記蒸発部（７）が前記本体（２）の分離面（２７）に形成されている、
１０．４  前記少なくとも一つの導管（６）の流入部（１６）が２部の本体（２）に第１の部分（２８）のみに組み込まれている、
１０．５  少なくとも一つの加熱部（５）の各々に対する複数の受容部（３０）と、の少なくとも一つの特徴を有する、請求項１から９迄の何れか１項に記載の蒸発器装置（１）。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの送入ライン（３）は、ポンプ（３１）に接続され、非可撓性の線断面（３２）を有する、請求項１から１０迄の何れか１項に記載の蒸発器装置（１）。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの送出ライン（４）が、排出ガスライン（３３）に接続することができ、穿孔された端部領域（３４）を有する、請求項１から１１迄の何れか１項に記載の蒸発器装置（１）。
【請求項１３】
排出ガスを生成する駆動部（３６）と少なくとも一つの排出ガスライン（３３）とを含む自動車（３５）であって、
請求項１から１２迄の何れか１項に記載の少なくとも一つの蒸発器装置（１）を備え、
前記少なくとも一つの蒸発器装置（１）の送入ライン（３）が、貯蔵部（３７）と流体輸送部（３８）と協働し、前記少なくとも一つの蒸発器装置（１）の送出ライン（４）が前記排出ガスライン（３３）に突出する、自動車（３５）。
【請求項１４】
少なくとも一つの送入ライン（３）と少なくとも一つの送出ライン（４）とを有する本体（２）を含む蒸発器装置（１）を製造する方法であって、
前記本体（２）の内部には、
少なくとも一つの加熱部（５）と、
前記送入ライン（３）を前記送出ライン（４）に接続する少なくとも一つの導管（６）が設けられ、
前記少なくとも一つの加熱部（５）が前記少なくとも一つの導管（６）の蒸発部（７）と熱伝導性をもって接触しており、
前記蒸発部（７）の少なくとも一部は、少なくとも一つの管から形成され、
前記少なくとも一つの管は、ａ）アルミニウム、ｂ）チタニウム、ｃ）鋼鉄の少なくとも一つを含む材料から構成され、鋳造材料（４８）に封入される、方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの管を構成する材料は、前記鋳造材料（４８）よりも高い融点を有する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記鋳造材料（４８）はアルミニウムを含む、請求項１４又は１５の何れか1項に記載の方法。
【請求項１７】
封入される際には、流体が管（４２）を貫流する、請求項１４から１６迄の何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記流体が、
Ａ）空気、Ｂ）不活性ガス、Ｃ）酸素（Ｏ２）、Ｄ）窒素（Ｎ２）、Ｅ）液化した気体を蒸発させて得た気体、の少なくとも一つを含む、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの送入ラインと少なくとも一つの送出ラインを有する本体を含み、本体の内部には少なくとも一つの加熱部と、送入ラインと送出ラインとを接続する少なくとも一つの導管を備えた、蒸発器装置と、蒸発器装置を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる種類の蒸発器装置は、特に、尿素水溶液を加熱、又は過熱して、最終的にアンモニアガスを生成し、自動車の排気システムに供給して、排出ガスの汚染物質を変換するためい用いられる。
【０００３】
ディーゼル内燃機関では、特に、内燃機関によって生成された排出ガスに、水溶液から尿素を直接、又は外的に加水分解した後にアンモニアを計量して供給することが適当であるということが判明している。ここで、公知の方法では、加水分解−触媒コンバータを用いて、尿素からアンモニアを取得している。尿素水溶液は、加水分解−触媒コンバータの上流に供給され、気体状態に変化して、加水分解−触媒コンバータと接触する。このようにして生成されたアンモニアは、例えば、いわゆるＳＣＲ触媒コンバータと反応して、さらに排出ガス流の下流で排出ガス流に含まれる窒素酸化物と反応して、窒素分子と水を生成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
尿素水溶液の蒸発時には温度制御が特に難しい。これは、第１に必要な量の尿素溶液と、第２に適用可能な温度が車両用の用途では、大幅に変動する可能性があることを考慮する必要がある。蒸発が不完全に行われた場合、中間生成物が生成されて蒸発器部分を詰まらせてしまう可能性がある。このような願わざる副生成物として、例えば、イソシアン酸と尿素、シアヌル酸から形成される、イソシアン酸の三重化生成物である不水溶性ビウレットがある。
【０００５】
以上から、本発明は、上述の課題を少なくとも部分的に解決する蒸発器装置を提供することを目的とする。特に、温度負荷の変動が極めて大きくても、所定のレベルの精度と完全性でアンモニアガスを確実に供給、又は生成することができる蒸発器装置を提供する。さらに、かかる蒸発器装置を生成するための方法も提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的は、特許請求項１の特徴による蒸発器装置と特許請求項１４の特徴を有する方法により達成する、さらに、本発明の有利な実施の形体は、それぞれ従属の特許請求項により明記される。特許請求項で個別に明記される特徴は望ましい技術的に有益な手法によりお互いに組み合わせ、さらなる本発明の実施の形体を形成してもよい。図面を参照して具体的に、さらなる本発明の代表的な実施の形体について説明する。
【０００７】
本発明の蒸発器装置は、少なくとも一つの送入ラインと少なくとも一つの送出ラインとを有する本体を含む蒸発器装置であって、前記本体には、少なくとも一つの加熱部と、前記送入ラインを前記送出ラインに接続する少なくとも一つの導管が設けられ、前記少なくとも一つの加熱部が前記少なくとも一つの導管の蒸発部と熱伝導性をもって接触しており、前記少なくとも一つの導管は前記蒸発部において蛇行移行部を有する。
【０００８】
本体は、特に、塊状（ｍａｓｓｉｖ）の部材（例えば、壁部領域は導管断面より大幅に厚い）であり、送入ライン、及び／又は送出ラインは、好ましくは寸法安定性がよく、管状の独立した部材である。このため、例えば、送入ラインを、導管の形成されている本体に、共通の縦軸に沿ってポートを介して固定することができる。送出ラインも同様に、本体と反対側にあるポートに固定する。
【０００９】
導管はこのように本体を貫通して延在する。蒸発のためのエネルギーを特に好適に導入するため、少なくとも一つの加熱部（好ましくは本体に均一に分散して組み込んだ複数の加熱部）を、生成される熱が、ここで、少なくともいわゆる蒸発部の導管壁に導くことができるように、本体の中、あるいは本体に接して配置する。
【００１０】
ここで、一つの（好ましくは一つのみの）導管が、蒸発部の中に、蛇行移行部を有する構成も提案する。これは、特に、導管が、蒸発部の中で、直線的に（例えば、縦軸に沿って）延在するのではなく、複数の環状部、捩れ部、折り返し部などを有することを意味する。かかる蛇行移行部は良好な結果をもたらすことが確認されている。第１に、本体の比較的小さな範囲に長い導管長を形成できるため、本体を極めてコンパクトに構成しても十分な蒸発経路を形成できる。さらに、導管を介して流れる流体の方向を強制的に変化させるため、蒸発をより早くより完全に行うことができる。このため、例えば、導管を介する供給レートを毎分１２５ミリメートルの範囲迄で、９５％、特に９８％を超える著しい蒸発効率を得ることができる。したがって、同様の直線の導管経路と比較して、驚くほど著しい改善が得られる。
【００１１】
一つの改良形態の蒸発器装置によると、前記少なくとも一つの導管の少なくとも一つの蒸発部は、少なくとも部分的に少なくとも一つの管を含む。管とは、具体的には、長さが、その断面より大幅に大きい、細長の中空体を意味する。断面は、任意の望ましい形状でよいが、外周と断面の面積との比が熱伝導性に優れていて良好である、円形の断面が好ましい。少なくとも一つの管は、本体に対する凝集接続（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｓｓｉｇ）性が良好であることから、０．１〜０．５ｍｍ（ミリメートル）の壁厚を有することが好ましい。特にこれによって、第１に、壁厚が、鋳造時に管が溶け込むことを防止しながらも、管の外部層を溶接することができる十分な厚さとなるので、管を本体と一体として鋳造することを可能とする。第２に、壁厚を熱伝導性に優れた十分な薄さとすることができる。
【００１２】
さらなる有利な改良形態の蒸発器装置では、前記管は前記本体と凝集接続する。少なくとも一つの管を本体に一体として（あるいは、本体に封入（Ｖｅｒｇｉｅｓｓｅｎ，Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）して）鋳造することが特に有利である。一体として、あるいは封入して鋳造することによって、本体と管の間を安全に凝集接続することができるので、本体と蒸発部の間に隙間が形成されることなく、蒸発部を生成することができる。熱接触が良好であるので、熱伝導性にも優れ、結果として、効率的な蒸発を蒸発部で行うことができる。本体は、好ましくは、それ自体が封入に使用される鋳造材料によって形成することができる。
【００１３】
さらに有利な改良形態によると、前記管は、ａ）鋼鉄、ｂ）アルミニウム、ｃ）チタニウムの少なくとも一つを含む材料から形成される。特に、アルミニウムを含む材料を用いて少なくとも一つの管の封入を実行する場合、アルミニウムの融点を超える融点を有する材料は、鋼鉄、好ましくは高温度耐性で耐食性の鋼鉄とチタンを含む。アルミニウムより高い融点を有する、アルミニウムをベースとする、あるいはアルミニウムを含む合金を有利に用いることもできる。
【００１４】
さらなる改良形態の蒸発器装置では、前記少なくとも一つの導管は、前記蒸発部に、
５．１  複数の交互に反復する直線の移行領域と曲線の移行領域と、
５．２  導管断面の拡張部を有する曲線の移行領域と、
５．３  ３００〜１０００ミリメートルの長さの導管断面と
５．４  ０．２〜１０平方ミリメートルの導管断面と、
５．５  異なる曲線の移行領域と、
５．６  曲率が少なくとも９０°の複数の曲線の移行領域と、
５．７  前記本体の蒸発面の構成と、
５．８  アルミニウムを含む導管壁と
５．９  チタニウムを含む導管壁と
５．１０  ２〜５０μｍ（マイクロメートル）の範囲の平均表面粗さＲｚを有する導管壁と、
５．１１  加水分解活性の導管壁と、
５．１２  導管断面の狭窄部と、の少なくとも一つの特徴を有する。
【００１５】
上述の特徴により、導管は蒸発部の中に、特徴５．１，５．２，５．３，５．４，５．７，５．８，５．１０，５．１１の少なくとも５個の、好ましくは、少なくとも８個の特徴を有することができる。
【００１６】
特徴５．１は、特に、導管が直線の反復をする、特に、交互に平行して延在する複数の移行領域と、その各々に一つの曲線の移行領域とを有することを意味する。具体的には、平行する直線の移行領域の一つに対して、例えば、１８０°の折り返し、又は９０°の折り返しを二つ有する曲線の移行領域（必要な場合は、二つの間を介在する比較的短い直線の移行領域）を一つ設ける。
【００１７】
特徴５．２は、曲線の移行領域の導管断面の拡張部を少なくとも３０％、特に少なくとも４０％で設けることに留意する。ここで、拡張部は、好ましくは、曲線の移行領域の、流れに対して外側の領域の外方向に隆起した部分に設けることが好ましい。拡張部は、先行する直線が曲線が移行領域を超えて連続する部分を形成することもできる。かかる拡張部は、同様に、乱流のための流れ貯蔵部を形成し、特にかかる領域で高温の導管壁との密接な接触を起こす。
【００１８】
特徴５．３と５．４は、完全な蒸発のために必要なエネルギーを導入するためにここで必須とされる熱交換面積（導管断面の長さ×平均導管周）がいかに小さいかを示している。導管には、指定された導管断面の長さにわたって、少なくとも１０（１０個）、好ましくは少なくとも２０（２０個）の曲線の移行領域を蒸発部に形成することが好ましい。
【００１９】
特徴５．５は、例えば、相互に平行して延在する直線の移行領域は形成されおらず、異なる曲線の移行領域が設けられ、必要な場合は、直線の移行領域のない、実施の形態の変形例に関する。かかる異なる曲線の移行領域は、例えば、曲率半径が異なる。
【００２０】
コンパクトな構成で優れた流れ特性を同時に定常的に得るためには、少なくとも９０°（度）の曲率の複数の曲線の移行領域を設けることを提案する（例えば、特徴５．６）。ここで、かかる曲率を、本体の共通の蒸発面の導管全体において同様とすることも好ましい（特徴５．７を比較参照）。これはこの種の導管を、比較的容易に製造することができ、共通の蒸発面に温度を均一に熱伝導することも可能となるという利点がある。
【００２１】
材料については、導管壁をアルミニウム、必要な場合は、挿入物（本体と一体となり、少なくとも部分的に導管壁を形成する）を加えて形成するという特徴５．８を提案する。導管壁の（流体と接触する）材料成分が、少なくとも質量比率で５０％を超える、特に９０％のアルミニウム、及び／又はアルミニウム化合物を含むことが極めて好適である。アルミニウムは、特に、熱伝導性において正特性を有しており、酸化アルミニウムの形成により加水分解活性をも有することができる。特に優れた熱伝導性については、導管壁の表面の粗さを２μｍ〜５０μｍの範囲、特に、５μｍ〜２０μｍの範囲とすることを提案する。加水分解活性の導管壁を得るためには、必要な場合であれば、例えば、アルミニウム、チタニウム、及び／又はバナジウムの金属被膜を形成して（追加の）被膜を設けることが特に好ましい。導管壁をチタニウムによって有利に形成することも可能である（特徴５．９）。チタニウムは高い融点を有し、さらに、チタニウムの酸化物は加水分解活性である。
【００２２】
改良形態の蒸発器装置では、前記少なくとも一つの導管は、前記少なくとも一つの送入ラインと前記蒸発部との間に、前記蒸発部に対してずれて配置された流入部を形成する。ここで「ずれた」とは特に、流入部が、少なくとも一つの加熱部による熱の影響が比較的小さい程度となる位置、あるいは、より少ない数の加熱部に向かい合う位置にあることを意味する。少なくとも一つの加熱部は、例えば、流入部の近傍にあってもよいが、かかる導管断面への影響は削減されることが好ましい。
【００２３】
上述の説明に関連して、前記少なくとも一つの導管は、前記流入部に、
７．１  前記本体の蒸発面に対してずれた位置と、
７．２  ０．２〜３０ｍｍ2（平方ミリメートル）の導管断面の平均面積と、
７．３  冷却部と、
７．４ガルバニ析出部と、の少なくとも一つの特徴を有することが好ましい。
【００２４】
導管が蒸発部の共通の蒸発面に配設された好ましい構成の蒸発器装置を考慮すると、流入部をこの面の外側で蒸発部まで導くことを提案する。蒸発面が、例えば、本体の縦軸にわたって延在する場合、流入部は、かかる縦軸に対して平行に蒸発面の外側に位置してもよい。ここで通常、さらに液体を導く必要があることから、平均的な導管断面積を僅かに小さくすることが好ましい。ここで、流入部を、例えば、一つの孔として形成し、流入部が、少なくとも略直線の構成とすることもできる。
【００２５】
流入部を冷却部とともに形成することも提案する。この冷却部は、加熱部の様々な動作時に流入部の温度を制限するために設けることができる。このため、適当であれば、目的とする態様で活性化することができて、必要な場合、流入部からの熱を放散する、ペルティエ素子を設けることができる。
【００２６】
さらに、送入ラインと流入部との間にガルバニ析出部を設けることも有利と考えられる。具体的には、ガルバニ析出部を流出部の領域に同時に設けることによって、隣接する部材に対して本体と電気的減結合を得ることできる。これは具体的には、本体の一部が電流により直接加熱（オーム抵抗加熱）される場合に有利であると考えられる。
【００２７】
本発明のさらなる構成変形例では、前記少なくとも一つの導管は、前記蒸発部と前記少なくとも一つの送出ラインとの間に、前記導管断面の拡張部を有する流出部を含む。ここで拡張部は、先行する導管断面の平均面積の数倍、例えば、少なくとも４倍、又は少なくとも１０倍となるように構成する。これによって、この段階で確実に流体が気体へとさらに膨張する。
【００２８】
ここで、前記少なくとも一つの導管は、前記流出部において、
９．１  少なくとも一つの加水分解活性反応室と、
９．２  複数の流路を形成する、アルミニウムを含む板状の金属箔を有する少なくとも一つのハニカム体と、
９．３  前記蒸発部と加水分解活性反応室の間の円錐形の拡張部と、
９．４  前記少なくとも一つの加熱部に対する断熱部と、の少なくとも一つの特徴を有することが好ましい。
【００２９】
加水分解活性反応室は、好ましくは、触媒支援の加水分解に影響を与える被膜を有する。この目的のため、例えば、酸化アルミニウム、チタニウム酸化物、バナジウム酸化物、及び／又はタングステン酸化物、又は、前記触媒の少なくとも二つの混合物が考慮される。
【００３０】
気体と加水分解活性被膜との間で確実に可能な限り密接した接触をもたらすために、反応室に（少なくとも一つの）いわゆるハニカム体を設けることも提案する。かかるハニカム体は、例えば、滑らかな、波形の板状の金属箔で形成され、複数の流路又はマイクロ導管を形成するように配設される。かかる流路は、また、乱流領域を有してもよく、必要な場合、複数の開口部を設けてもよい。この開口部は、個別の流路の間の流れの行き来を確実にする。板状の金属箔は、基本的に鋼鉄で形成してもよいが、アルミニウムで（少なくとも表面のほとんどの部分にわたって）形成することが好ましい。さらに、対応する加水分解活性被膜を、例えば、酸化アルミニウムの態様で設けることもできる。特に、反応室にハニカム体を設けた場合、ハニカム体の断面を介して流入する気体が均一に分散して、全ての流路が同等に触媒変換に使用されるようにするために、円錐の態様の拡張部が好適である。円形の反応室の周りには断熱部を少なくとも部分的に、好ましくは全体に設け、必要な場合、反応室の温度を所定の方式で設定可能としてもよい。
【００３１】
さらに、前記本体は、
１０．１  アルミニウムを材料として形成される、
１０．２  蒸発部の中央の面に対して２部で構成されている、
１０．３  前記少なくとも一つの導管の少なくとも前記蒸発部が前記本体の分離面に形成されている、
１０．４  前記少なくとも一つの導管の前記流入部が２部の本体第１の部分のみに組み込まれている、
１０．５  少なくとも一つの加熱部の各々に対する複数の受容部と、の少なくとも一つの特徴を有することが有利であると考えられる。
【００３２】
有利な熱伝導特性ついては、本体の少なくとも大部分をアルミニウム（質量比率が、例えば、９５％を超える）で生成することを提案する。好ましくは、本体を塊状の円柱で形成し、縦軸に沿った中央の区画が、例えば、本体を略均等の二つの部分に分ける分離面を形成するようにする。かかる分離面を用いて、例えば、導管の蛇行移行部を表面除去処理によって形成してもよい。このためには、例えば、フライス加工処理、研削処理、エッチング処理又は類似の処理が好適である。
【００３３】
流入部と蒸発部の間の移行領域において、分離面から、流入部の方向に対してずれを形成するように、縦軸に対して半径方向の孔を設けてもよい。こうして、二部からなる本体の第１の部分のみに分離面と縦軸に対して平行に流入部を形成する。流体の流れを導くためにただ一つの導管のみの設けることが極めて好ましい。
【００３４】
少なくとも一つの加熱部の各々に対して複数の受容部を、導管の周りに、特に縦軸に対して等距離に離間して設けてもよい。受容部は、特に空洞部を有し、少なくとも一方の側から近接することができ、例えば、加熱部を押入することもできる。例えば、各々の部位（流入部、蒸発部、流出部）ごとの受容部に独立した加熱部を設け、個々の部位を所望の温度に独立して制御することも基本的に可能である。単純な構成と、ここで提案する手法の結果として、部分的に自動的に生じる温度勾配のために、導管の全ての部位にわたって、あるいは少なくとも流入部と蒸発部にわたって延在する一つの加熱部のみを受容部の各々に設けるだけでも十分可能である。
【００３５】
さらに、前記少なくとも一つの送入ラインを、ポンプに接続させ、非可撓性の線断面を有するようにすることも提案する。ポンプは、例えば、最大で６バール迄の圧力で、流体の分配を可能とする。また、動作時には、一般的に、少なくとも２バールの圧力を保つようにする。適当であれば、２方向に供給可能なポンプを設けて、この一つのポンプによって流体を蒸発器装置に供給するとともに、特に、さらなる蒸発が不要の場合は、送入ラインを流体から再び開放することができるようにしてもよい。可能な限り正確に計量して供給するため、送入ラインの断線面を非可撓性として、すなわち、動作圧力時に直径の膨張が最大でも０．２５％となるように生成することも提案する。
【００３６】
さらに、前記少なくとも一つの送出ラインを、排出ガスラインに接続することができ、穿孔された端部領域を有する蒸発器装置を提案する。これは、特に、送出ラインが、送出ラインに対して横方向にさえも気体を流出させることができる複数の開口部を設けた端部領域を有することを意味する。この穿孔された端部領域を排出ガスラインに突出させて、アンモニアを含む気体を、排出ガスラインの断面にわたって均一に分散させるようにしてもよい。
【００３７】
本発明は、排出ガスを生成する駆動部と少なくとも一つの排出ガスラインとを含む自動車に極めて好適に使用される。ここで、上述の種の少なくとも一つの蒸発器装置において、その送入ラインが、貯蔵部と流体輸送部と協働し、その送出ラインが前記排出ガスラインに突出するように位置させることを提案する。流体輸送部として、特に、ポンプを用いてもよい。
【００３８】
本発明のさらなる態様は、少なくとも一つの送入ラインと少なくとも一つの送出ラインとを有する本体を含む蒸発器装置を製造する方法であって、前記本体には、少なくとも一つの加熱部と、前記送入ラインを前記送出ラインに接続する少なくとも一つの導管が設けられ、前記少なくとも一つの加熱部が前記少なくとも一つの導管の蒸発部と熱伝導性をもって接触しており、前記蒸発部の少なくとも一部は、少なくとも一つの管から形成され、前記少なくとも一つの管は、ａ）アルミニウム、ｂ）チタニウム、ｃ）鋼鉄の少なくとも一つを含む材料から構成され、鋳造材料（４８）に封入される、方法に関する。
【００３９】
少なくとも一つの管は、好ましくは、本体に挿入されて、封入される。かかる方法は、特に、上述の本発明の蒸発器発生器を生成するために用いられる。
【００４０】
本発明の方法の有利な改良形態では、前記少なくとも一つの管を構成する材料は、前記鋳造材料よりも高い融点を有する。本方法の改良形態は、基本的に、封入処理時の鋳造材料の温度を、少なくとも一つの管の外部領域に溶融が発生しても、少なくとも一つの管の内部領域を融解することなく、鋳造材料と管の材料との間で密接な凝集接続が起こるように選択することもできる。
【００４１】
本発明の方法のさらに有利な改良形態では、前記鋳造材料はアルミニウムを含む。これは、すなわち、鋳造材料として、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金を使用することを意味する。鋳造材料として、２００Ｗ／（ｍＫ）（ワット・パー・メートル・ケルビン）を超える熱伝導性を有する材料を使用する。
【００４２】
本発明の方法のさらに有利な改良形態では、管が封入される際に流体が管を介して貫流する。これによって、温度制御、特に、少なくとも一つの管の内部表面の冷却を行うことができるので、管の材料が管の全体の厚さを超えて溶けることを防止することができ、かかる管が溶け出でることを防止できる。
【００４３】
本発明の方法のさらなる有利な改良形態では、前記流体が、Ａ）空気、Ｂ）不活性ガス、Ｃ）酸素（Ｏ２）、Ｄ）窒素（Ｎ２）、Ｅ）液化した気体を蒸発させて得た気体、の少なくとも一つを含む。
【００４４】
本発明の方法のさらなる有利な改良形態では、封入処理時に少なくとも一つの管が溶け出すことを信頼性をもって防止するように、ａ）管を介して貫流する液体の体積流量、ｂ）流体の温度と流体の組成、の少なくとも一つを選択する。
【００４５】
本発明と本発明の技術分野について、図面を参照してより詳細に説明する。ここに図面で示す実施の形態の蒸発器装置は、本発明を限定することを意図したものではないことに留意されたい。いずれの図面も概略図である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の構成変形例の蒸発器装置の三次元分解図である。
【図２】本体の下部、第１の部分の平面図である。
【図３】図２の本体の第１の部分の断面図である。
【図４】上述の図２の詳細を示す図である。
【図５】自動車の蒸発器装置の構成図である。
【図６】ハニカム体の構成変形例を示す図である。
【図７】管の斜視図である。
【図８】管の異なる改良形態を示す図である。
【図９】管の異なる改良形態を示す図である。
【図１０】管の異なる改良形態を示す図である。
【図１１】封入された管を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１は、開いた状態で示した、本体２を含む、特に好ましい実施の形体の変形例の蒸発器装置１の概略構成図である。図に示すように、本体２は、蒸発器装置１の動作時には、共通の分離面２７によって接合されている、第１の部分２８と第２の部分２９とを含む。このように、本体２の二つの部分では、第１の部分２８と第２の部分２９の両方が各々、本体２の縦軸３９の方向の全長にわたって延在する加熱部５ごとに、受容部３０を有する。右手の領域には、例えば、ＰＴＣ（正温度係数）抵抗（いわゆるポジスタ）によって構成される加熱部のための電気接続部が示されている。分離面２７から見ると、第２の部分２９に反応室２１の上部領域が形成されている。第２の部分２９のみに導管６の流出部１９も形成されている。
【００４８】
本体２又は蒸発器装置１をほぼ縦軸３９に沿って流れ方向４０に流れが貫流する。ここで、処理する液体は、所定の線断面３２を有する送入ライン３を介して本体２の第１の部分２８を通過する。本体２はアルミニウムから生成するのが好ましい。流入部１６にわたって延在する導管６の領域は、第１の部分２８の内部に分離面２７に対してずれて形成されるため、ここでは示されていない。蒸発部７の領域の中で初めて導管６は分離面２７に導かれる。かかる導管６は最終的には蒸発器の面１４の内部に蛇行した形状で形成される。蒸発部７に続いて、導管６は、流出部１９への移行部を形成する拡張部２０を有する。かかる拡張部２０は、断熱部２６によって囲まれ、加水分解−触媒コンバータ支持体の一種であるハニカム体２２が組み込まれた、あるいは位置する反応室２１に連通する。図示のように、穿孔された端部領域３４を有する送出ライン４がかかるハニカム体２２に続く。
【００４９】
図２は、第１の部分２８の分離面２７の平面図である。導管管が縦軸３９に沿って延伸している。導管６は最初に分離面２７の中央領域に導かれる。ここで導管６は、各々が撓みをもって延在する拡張部１１を有する蛇行移行部８によって形成される。導管６は、数回、例えば、８又は１０回、縦軸３９をまたいで導かれ、その後、かかる導管６は縦軸３９の中央に再び導かれ、導管の断面は拡張部２０まで拡張をして、最後に反応室２１と連通する。
【００５０】
断面について再び図３を参照して説明する。ここで、導管６は、流入部１６の領域では穴の様式で構成され、導管壁１５が第１の部分２８のみにより形成されるようになっている。流入部１６の領域では、かかる導管に隣接して、所定の温度レベルに設定をする冷却部１７、例えば、ペルティエ素子が設けられている。送入ラインとの移行部（図示されていない）の領域にはガルバニ析出部１８も設けられている。流入部１６から、導管６は分離面２７に導かれ、ここで導管６は、特に、フライス加工（ｍｉｌｌｅｄ）されて分離面２７に組み込まれる。したがって、導管壁１５は、蒸発部７で本体２の二つの部分によって形成される。
【００５１】
図４に、蒸発部７の導管６の蛇行移行部８の詳細を示す。導管６は、ほぼ同一の導管断面１２を有する。これは特に、曲線の移行領域１０によって繰り返し分断される直線の移行領域９に該当する。曲線の移行領域１０では、直前の直線の移行領域９の延長として拡張部１１が設けられている。これによって、比較的に短い導管断面の長さ１３で完全な蒸発を実現できる。さらに、導管壁１５の表面は、蒸発を一層支援するように所定の粗さをもって形成してもよい。導管壁１５の一部を、例えば、酸化アルミニウムなどの加水分解性被膜としてもよい。
【００５２】
図５に、蒸発器装置１の可能な変形適用例の概略を示す。自動車３５には、例えば、内燃機関（特にディーゼルエンジン）などの駆動部３６が設けられており、その排出ガスは排出ガスライン１３を介して環境に導かれる。ここで、例えば、尿素水溶液が貯蔵部３７に貯蔵されており、必要に応じて、例えば、ポンプ３１で構成される流体輸送部３８によって、送入ライン３を介して蒸発器装置１に供給されるものとする。蒸発し、「内部」で加水分解をした後、アンモニアガスが、好ましくは穿孔された端部領域を有する送出ライン４を介して送出ガスライン３３に導入される。ここで、必要に応じて、混合要素（ｍｉｘｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を供給して、排出ガスと混合することによってアンモニアガスが生成される。この混合物を触媒コンバータ２１、例えば、いわゆるＳＣＲ触媒コンバータに衝突させて、窒素酸化物を効率的かつ大幅に変換することができる。
【００５３】
蒸発器装置１の一部も加水分解−触媒コンバータを含む場合、特に、金属製のハニカム体を組み込むことが好適である。かかるハニカム体２２の一例について、図６を参照して説明する。ハニカム体２２は、処理する流体を貫流させることができる流路２５を形成する、複数の滑らかな板状の金属箔２３と構造化された板状の金属箔２４で構成することができる。加水分解−触媒コンバータは、かかる流路２５に、例えば、表面の被膜として配設することができる。ここで、被膜を独立して設けることも可能であるが、例えば、板状の金属箔のアルミニウムの含有量を大きくして、自らのアルミニウムが生成する酸素を変換又は加水分解に用いることも可能である。ハニカム体２２は、さらに、断熱部２６によって囲まれてもよい。
【００５４】
本発明によると、導管６を少なくとも部分的な領域において、少なくとも一つの管４２によって形成してもよい。図７は、管４２の一例の概略斜視図である。管４２は、内部空間４４を画定する壁部４３を有する。壁部４３は、本体２（図示されていない）に、好ましくは、凝集接続されており、例えば、封入されている。
【００５５】
図８〜１０に概要を示すように、少なくとも一つの管４２は、管４２の内部空間４４に挿入される少なくとも一つの突出部４５を有してもよい。これは、導管断面１２の狭窄部４７を形成する。狭窄部４７の一例を示す。
【００５６】
少なくとも一つの突出部４５は、断面において、管４２全体を囲む、あるいは部分的な放射状領域として、部分周縁を形成してもよい。突出部４５が部分周縁を形成する場合、かかる突出部は各々、少なくとも部分的に他の周縁領域を覆い、特に、図８に示すように、対称的に相対して、あるいは図９、１０に示すように、お互いにずれて形成されてもよい。ここで、突出部４５の突出高さ４６は、均一でもよく、可変でもよい。特に、突出部４５は、図１０に示すように、好ましくは、突出部４５を半径方向に非対称とし、相対する側で相互に対してずれて形成するようにして、かかる領域では、それぞれの突出高さ４６が管４２の隙間幅４７の半分より大きくなるように構成してもよい。円形の管４２の場合、隙間幅４７は、管の直径に相当する。実施の形体の導管６は、基本的に、０．１〜１ｍｍ、好ましくは、０．２〜０．５ｍｍの隙間幅４７を有するものが好ましい。
【００５７】
蒸発器装置１の動作時、蒸発させる液体が供給される。突出部４５では、導管６及び／又は管４２を通して、例えば、液滴と導管６の壁部４３との間の蒸気クッションにより、蒸発させる流体の液滴が促進されて、少なくとも一つの突出部４５と衝突し、かかる突出部４５との接触の結果、少なくとも部分的に蒸発されるので、突出部４５では、蒸発性能が改善される。
【００５８】
図１１に、本体２の詳細を示す。かかる本体２は導管６として、鋳造材料４８に封入された管４２を含む。こうして、加熱部５（図示されていない）も含む、本体２と管４２との間を凝集接続する。凝集接続によって、加熱部５から少なくとも一つの管４２への熱伝導性が良好となる。鋳造材料４８は、アルミニウム、又はアルミニウムを含むことが好ましい。
【符号の説明】
【００５９】
１  蒸発器装置
２  本体
３  送入ライン
４  送出ライン
５  加熱部
６  導管
７  蒸発部
８  移行部
９  直線の移行領域
１０  曲線の移行領域
１１  拡張部
１２  導管断面
１３  導管断面の長さ
１４  蒸発面
１５  導管壁
１６  流入部
１７  冷却部
１８  ガルバニ析出部
１９  流出部
２０  拡張部
２１  反応室
２２  ハニカム体
２３  滑らかな板状の金属箔
２４  構造化された板状の金属箔
２５  流路
２６  断熱部
２７  分離面
２８  第１の部分
２９  第２の部分
３０  受容部
３１  ポンプ
３２  線断面
３３  排出ガスライン
３４  端部領域
３５  自動車
３６  駆動部
３７  貯蔵部
３８  流体輸送部
３９  縦軸
４０  流れ方向
４１  コンバータ
４２  管
４３  壁部
４４  内部空間
４５  突出部
４６  突出高さ
４７  狭窄部
４８  鋳造材料
【図１】
2010526964.tif 000003
【図２】
2010526964.tif 000004
【図３】
2010526964.tif 000005
【図４】
2010526964.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月26日(2010.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
2010526964.tif 000015
【図３】
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【図４】
2010526964.tif 000017
【図５】
2010526964.tif 000018
【図６】
2010526964.tif 000019
【国際調査報告】
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2010526964.tif 000021
2010526964.tif 000022
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