KR20190034619A - 체 밀봉재 및 체 밀봉재를 동작시키는 방법 - Google Patents

체 밀봉재 및 체 밀봉재를 동작시키는 방법 Download PDF

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틸로 루츠
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Abstract

본 발명은, 단일체로 구현되는 일 부품인 체 밀봉재(1)에 관한 것으로, 이는 밀봉재(5)로 구성되고, 이 밀봉재(5)는 체 본체(4)를 지지하여 내측 중공(free) 단면(A)에 걸쳐 이를 둘러싼다. 본 발명은 또한 이러한 종류의 체 밀봉재를 지속적으로 동작시키는 방법에 관한 것이다.
상기 체 밀봉재(1)에 그을음이나 퇴적물이 축적되어 막히는 경우 이를 해결하기 위하여, 상기 체 본체(4)는, 퇴적물들의 적어도 상당한 부분들을 제거하기에 충분한 온도(T)가 달성되도록 또는 그에 상응하는 온도 임계치를 초과하도록, 상기 체 본체(4)의 적어도 일부분을 통하여 전류(I)가 흐르게 구성된다.

Description

체 밀봉재 및 체 밀봉재를 동작시키는 방법
본 발명은 내연 기관의 EGR 분기부를 위한 체(sieve) 밀봉재(seal)에 관한 것으로, 체 밀봉재는 밀봉재로 구성된 단일체로 구현되는 일 부품으로서, 상기 밀봉재는 그의 내측 중공(free) 단면에 걸쳐 체 본체를 둘러싸도록 체 본체를 고정한다. 또한, 본 발명은 내연 기관의 배기 트레인(exhaust train)을 통해 전달되는, 탄소 미립자가 함유된(carbon particulate-laden) 유체 스트림 내에서 이러한 종류의 체 밀봉재를 지속적으로 동작시키는 방법에 관한 것이다.
종래 기술로부터, 외부 물질들 또는 불순물들로부터 유동 방향의 하류에 위치된 민감한 구성요소들을 보호하기 위해, 예를 들어, 내연 기관에 의해 구동되는 자동차의 배기 시스템의 저압 및/또는 고압 영역 내에서 밀봉재들 또는 다른 지지체들과 함께 배기 트레인의 중공(free) 단면에 걸쳐 체들을 삽입하는 것이 공지되어 있다. 배기 가스 온도에 따라, 이러한 체들은 고체 또는 기체 입자들로 가득 채워질 수 있다. 이와 관련하여, 배기 가스 스트림 내의 모든 구성요소들은 전체 배기 시스템 내에서 최저 배압을 생성하도록 최적으로 설계되어야 한다. 이러한 체 밀봉재들에 대한 다양한 실시예들이 WO 2015 014992 A1로부터 특히 공지되어 있다. 내연 기관의 연소 챔버들로부터의 배기 가스 스트림 내의 예를 들어 플레이킹(flaking) 세라믹 입자들의 배출로 인한 가능한 손상을 방지하기 위해, 체 밀봉재는 배기 트레인의 대응하는 분기부 내에 보호로서 제공된다. 이러한 종류의 체 밀봉재들은 배기 가스 재순환 또는 EGR 라인들 내에서 그들의 가치가 입증되었다.
전술된 유형의 공지된 장치들에서, 동작 중에, 체 부분 또는 체 본체 형태의 필터가, 600℃ 미만의 온도 범위의, EGR 라인 내의 매우 고온의 배기 가스들에 노출되어 동작될 때, 그을음 축적물(soot buildup) 및 퇴적물들(deposits)이 상기 필터 상에 퇴적될 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 현상은 배압의 상당한 상승을 초래할 수 있으며 궁극적으로는 필터의 막힘으로 인해 연관 EGR 세그먼트의 고장까지 초래할 수 있다. 이러한 종류의 상황들은 특히 저압 EGR 분기부 내에서 발생할 수 있다. 이러한 맥락에서, 구성요소의 고장 또는 필터 요소 자체의 손상 이전에도, 이러한 프로세스는 구동 내연 기관 내에서 전력 손실을 초래한다.
본 발명의 목적은 체 밀봉재의 형태로 해결책을 생성하고 이러한 종류의 체 밀봉재의 지속적인 동작 방법을 창출하는 것이다.
이러한 목적은, 퇴적물들의 적어도 상당한 부분들을 열적으로 제거하기에 충분한 약 600℃까지의 온도가 체 본체 내 또는 그 상에서 달성되거나, 상응하는 온도 임계치가 초과되도록 체 부분은 그의 적어도 일 부분을 지나 전류가 유동하도록 설계된다는 점의 청구항 1의 특징들에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
유리한 개선 사항들이 종속항들에 기재되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 필터 요소는 적어도 하나의 가열 와이어를 포함한다. 따라서 이러한 영역들이 백열 램프 효과와 비슷한 방식으로 연소될 때까지 퇴적물들은 가열된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 가열 요소로서 가열 와이어가 금속 직물 내로 직조되거나 특히 체 부분의 금속 직물로부터 짧은 거리에서 금속 직물에 별도로 적용된다.
바람직하게는, 다수의 가열 와이어들이 체 본체 내 및/또는 체 본체 상에 제공된다. 별도의 씨실 가닥들 또는 날실 가닥들은 상응하는 전기적 상호접속에 의해 선택적으로 사용될 수 있다. 이러한 맥락에서, 가열 와이어들은 일반적으로 그들의 전기 저항에 의해 다른 와이어들 또는 체 본체의 재료와 상이하다.
본 발명의 특히 바람직한 실시형태에서, 체 본체 또는 보다 정확하게는, 전체 직물, 그물 세공, 또는 니트는 적어도 전류 경로의 영역 내에서 관류되며, 열적으로 효과적인 가열 직물로 사용된다; 본 발명의 일 실시형태에서, 적어도 그가 밀봉재 내에 고정되는 영역에서, 전기적 단락을 방지하기 위한 절연부(insulation)가 제공된다. 이러한 체 본체의 구조로 인해, 가열 동안 전류용의 좁은 전류 채널 및 유체 스트림이 유동하는 체 본체의 재료 내의 수많은 접촉 지점들이 거의 형성되지 않는다. 그러나 전류 유동에 의해 가열되는 영역은 가능하다면 특히 침전물들의 영향을 받는 영역들과 중첩되어야 한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 전류 유동은 제 2 극 또는 접지 전위로서의 밀봉 층의 사용을 통해 체 부분의 탭에 의해 인가된다. 이러한 실시형태는 일반적으로 가장 강한 퇴적물들이 수집되어 최대 연소(burn-off)가 수행되어야 하는 영역 내에서 최대 전류 밀도의 특별한 이점을 입증한다.
상기 목적의 추가 달성으로서, 상기 실시형태들에 따른 체 밀봉재의 지속적인 동작 방법이 제안되며, 체 본체의 적어도 일부를 통과하는 전류 유동이 시간 세그먼트(Δt)동안 유지되어 상기 체 본체가 가열되어 약 600℃의 온도 임계치를 초과하여, 600℃ 초과 온도에서 체 본체 상에 수집된 그을음이 제거되어 목표 유체 배기 가스들이 체 본체를 다시 통과하게 된다는 점을 특징으로 한다. 배기 통로 내로 주입되는 요소(urea)와 같은 첨가물들의 사용을 통해, 상기 온도 임계치를 약 450℃ 내지 550℃로 줄이는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 유리한 변형예에서, 이전에 공개되지 않은 특허 출원 DE 10 2015 110 977.8의 교시를 사용하여 본 발명에 따라 구현된 체 밀봉재를 통한 전류 유동을 제어하는 방법이 개시되어 있으며, 상기 특허 출원 DE 10 2015 110 977.8의 내용은 본 특허 출원의 개시에 참고로서 포함된다. 이와 관련하여, 체 부분의 근방 또는 보다 정확하게, 체 부분 내 또는 체 부분 상의 열전 생성기(TEG)는 강력한 온도 구배(temperature gradient)에 기초하여 막힘(clogging)을 검출하는 데 사용되었다. TEG로부터의 이러한 센서 신호는 체 부분을 통과하는 전류 유동을 조절하는 데 사용되었다.
본 발명의 바람직한 변형예에 따르면, 촉매 코팅(catalytic coating)의 사용을 통해, 상기 체 본체의 적어도 일부분에서, 약 350℃ 내지 500℃로의 상기 온도 임계치의 감소가 달성된다. 전술된 유형의 촉매 코팅의 세부사항들 및 다른 실시형태들에 있어서, 독일 특허 출원 DE 10 2016 114 916.0의 개시에 대한 완전한 참조가 이루어지며, 독일 특허 출원 DE 10 2016 114 916.0는 상기 목적을 위해 예시적인 실시형태들로 알칼리 합금 및/또는 알칼리 토금속 합금으로 이루어진 습식의 화학적으로 도포된 코팅이 개시된다. 본 발명의 이러한 실시형태는 예를 들어 DE 10 2013 212 733 A1의 교시와 상반되는 방식을 제안한다. 따라서, 전기 공급 라인들 및 그을음이 담기지 않은 상류에 위치된 미립자 필터의 연료-집약적인 재생들과 함께 추가적인 측정 지점들 및 전자장치를 절약하면서, 배기 가스 온도를 약 600℃보다 높게 의도적으로 증가시키는 것은 대응하는 조절 절차들에 의해 야기되지 않는다. 대신에, 본 발명은 상당히 더 낮은 동작 온도들, 특히 저압 배기 가스 재순환 분기부에서, 탄소-함유 침착물들의 연소는 체 본체의 촉매 코팅에 의해 생성된다는 사실에 중점을 둔다. 체 본체의 부분적 코팅만으로도 필요한 열 에너지가 크게 감소되어, 열 변환이 자동적으로 안정적으로 개시되며, 그 다음 독립적으로 퇴적물들이 최대한 제거될 때까지 체 본체 위로 유출된다. 체 또는 체 본체의 촉매적으로 효과적인 코팅은, 그을음 입자들의 제거를 달성하기 위해, 추가적인 열 에너지가, 예를 들어, 상류에 연결된 그을음 미립자 필터의 가열을 통해 이러한 체 본체 내로 도입되어야 할 필요가 없다는 사실을 달성한다.
바람직하게는, 촉매 코팅은 알칼리 합금들 및/또는 알칼리 토금속 합금들을 기초로 하여 구성되며, 약 400℃ 미만의 연소 활성을 갖는 유기 고체들의 촉매 전환에서 높은 효율과 함께 높은 내마모성을 갖는다. 적합한 촉매적 활성 물질들 및 코팅 방법들과 관련하여, EP 2 134 795 B1 및 EP 2 393 948 B1에서의 개시 내용들 전체에 대한 언급이 이 시점에서 이루어진다.
어느 경우에나, 본 발명에 따른 장치는 전기 에너지의 공급을 통해 임의의 원하는 시간에 체 본체 상에 수집된 그을음의 재생 또는 연소를 수행하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 따라서 이러한 절차는 상응하는 더 높은 배기 가스 온도들로의 고속도로 주행에 대해 특히 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 실시예들의 다른 특징들 및 이점들은 도면들에 기초한 예시적인 실시예들을 참조하여 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다. 도면들은 다음을 개략적으로 묘사한다:
도 1은 공지된 체 밀봉재(sieve seal)을 사용하는 제 1 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다;
도 2는 도 1에 따른 공지된 체 밀봉재의 평면도이다;
도 3은 도 1에 따른 공지된 체 밀봉재의 또 다른 평면도이다;
도 4a는 공지된 체(sieve) 밀봉재의 개조물을 갖는 또 다른 예시적인 실시예의 상세 단면도를 도시한다;
도 4b는 도 4a의 상세 평면도이다.
상이한 도면들에서, 동일한 요소들은 항상 동일한 참조 번호들로 제공된다.
도 1의 도면은 자동차의 배기 트레인(exhaust train) 내의, 상세하게 도시되지 않은 배기 가스 재순환(return)을 상세하게 도시한다. 배기 트레인으로부터의 입자들이 배기 가스 재순환을 통해 예를 들어 내연 기관 내로 침투하는 것을 방지하기 위해, 체 밀봉재(sieve seal)(1)는 제 1 플랜지(2)와 제 2 플랜지(3) 사이에 밀봉 기능을 제공하도록 평면(D) 내에 제공된다(더 자세한 내용을 WO 2015 014992 A1 참조). 체 밀봉재(1)는 이하에서 상세히 설명되지 않는 3차원 설계를 갖는, 본 도면에서만 암시되는 체 본체(sieve body)(4)를 가지며, 화살표(F)의 방향으로 유체 또는 배기 가스가 통과하여 유동한다. 밀봉 기능의 영역에서, 가스들이 플랜지(3)에 접하는 파이프(6)의 전체 중공(free) 단면(A)을 가로질러 체 본체(4)를 통과하여 이동할 수 있도록 체 본체(4)는 밀봉재(5)로 고정된다. 밀봉재(5)로의 체 본체(4)의 고정은 유럽 특허 출원 제 EP 13178968.7호의 개시에 따라 일어나며, 예를 들어 환형 폐쇄 비드(7)를 형성하는 폴딩(folding)에 의해 일어난다. 체 본체(4)의 구조적 실시예의 가능성들과 관련하여, 전술된 특허 출원의 개시 또한 참조된다. 이하에 기술되는 다음의 예시적인 실시예에서, 체 본체(4)가 금속 와이어들의 직물(weave) 또는 그물 세공(meshwork)을 포함하는 것으로 가정되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
밀봉 기능에 부정적으로 영향을 미치지 않기 위해, 도 1의 예시적인 실시예에서, 반경방향 리세스(8)가 제 1 플랜지(2) 상에 제공된다. 플랜지들(2, 3)을 통과하는 개구들(9)에 의한 플랜지들(2, 3)의 고정과 함께, 밀봉재(5)가 광범위하게 가압되고, 밀봉 작용이 플랜지들(2, 3) 사이의 비드(7)의 고정에만 전적으로 기초하지 않도록, 이러한 리세스(8)는 비드(7)를 수용하도록 치수가 정해진다.
전술된 유형의 체 밀봉재(1)는 내연 기관들의 배기 가스 재순환 분기부 또는 EGR 라인 내의, 더 이상 도시되지 않는, 내연 기관의 연소 챔버들(combustion chambers) 내로의 입자들의 침투에 대한 보호로서 그의 가치가 입증되었다. 그럼에도 불구하고, EGR 라인 내에서 600℃ 미만의 온도 범위들에서 배기 가스 유동들과 함께 동작될 때 체 본체들이 그을음(soot) 축적물(buildup) 및 퇴적물들(deposits)로 퇴적되기(sooted-up) 시작하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 발생은 가스 배압(back pressure)의 현저한 상승 및 궁극적으로는 연관 EGR 세그먼트의 고장을 야기할 수 있다.
이러한 문제의 해결책으로서, 도 1의 도면에 도시된 체 밀봉재(1)는 전기 공급 라인(10)의 추가와 함께 개선되었다. 이러한 공급 라인(10)은 도 1에 대략적으로만 도시되어 있는데, 전기적으로 절연되어, 외부에 대해 압력-밀폐성(pressure-tight)이며, 내온도성(temperature-resistant)인 방식으로 플랜지 영역 내로 들어간다. 이러한 영역에서, 공급 라인(10)은 전류 유동(I)을 도입 또는 인가하기 위해 체 본체(4)의 중심 영역 내에서 제 1 극으로서 탭(tap)(11)을 구비한다. 별도의 가열 와이어들이 지금 제공되는 대신에, 후술되는 본 발명의 예시적인 실시예들에서, 체 본체(4) 자체의 와이어 재료가 가열 와이어로 사용된다. 본 발명에 따른 장치는 당연히 스테인레스 스틸 와이어를 가열 와이어로 사용하는 것에 제한되지 않고; 더 높은 비저항(specific resistance)을 갖는 금속 와이어들도 체 본체(4)의 구성을 위해 사용될 수 있다.
비전기적인 절연 방식으로 코팅된 영역 내에서, 체 본체(4)에 대해 전기적으로 완전히 절연된 밀봉 층(5)은 제 2 극(12) 또는 플랜지들(2, 3)을 향한 접지 전위(ground potential)를 구성한다. 이는 전기적 단락을 회피하고, 또한 체 본체(4)를 통해 탭(11)으로부터 제 2 극을 향해 분포된 전류 유동(I)을 달성하며, 이는 이러한 전류 유동 경로(13)의 영역 내에서 체 본체(4)의 신속한 가열을 초래한다. 본 명세서에 단지 개략적으로 표시된 방식으로, 체 밀봉재(1)의 비드(7) 및/또는 밀봉재(5) 자체는 체 본체(4)와 전기적으로 도통 접촉하고, 또한, 설치 위치에서는, 플랜지들(2, 3) 중 적어도 하나와 전기 도통 접촉하는 방식으로 제 2 극(12)으로서 형성된다. 탭(11)의 영역 내에서 사실상 점 접촉(point-by-point contacting)에 의해, 가장 높은 전류 밀도가 또한 발생하며, 이는 결과적으로 그을음의 축적물들 및 퇴적물들에 의해 일반적으로 가장 강하게 영향을 받는 영역 내에서 최대 가열을 야기한다. 따라서, 체 본체(4) 상에 축적된 그을음이 제거되기 시작하는, 대략 600℃의 온도 임계치에 신속하게 도달할 수 있으며, 심지어 연소를 확실하게 하기 위해 이러한 임계치를 초과할 수 있다. 전류 유동(I)이 시간(Δt)동안 유지된 후, 체 본체(4)를 통해 목표 유체 배기 가스들의 양이 다시 통과할 수 있도록 그을음 막힘들(soot clogs) 및/또는 축적된 그을음이 제거된다.
도 2는 도 1에 따른 공지된 체 밀봉재(1)의 구성 형태의 평면도를 도시한다.
이 경우, 외부로부터 전기적으로 접근가능하며, 부분 코팅에 의해 밀봉재(5)에 절연적이며, 전기 도전 방식으로 체 본체(4)에 연결된 공급 라인(10)이 제공된다. 이러한 공급 라인(10)에는 체 본체(4)로부터 반대쪽에 위치하고, 전기 도전 방식으로 체 본체(4)에 유사하게 연결된 제 2 극(12)이 제공된다. 체 본체(4) 내에서, 사용된 물질 및 체 형성의 유형에 따라, 예를 들어 별도의 씨실 또는 날실 가닥들이 상응하는 전기적 상호연결에 의해 선택적으로 사용된다. 그 결과, 전류 유동은 선택적으로 바람직한 방향, 즉 반대편의 제 2 극(12)으로 전환될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 체 본체(4)를 통과한 최단 연결로서, 이는 결국 체 본체(4)의 중심을 통과하는 표시된 전류 경로(13)를 생성한다. 전류(I)는 이러한 전류 경로를 따라 가장 큰 발열을 일으키고, 그 결과 대략 600℃의 온도 임계치를 초과하는 축적물들 또는 퇴적물들의 열분해 제거(pyrolytic elimination)가 야기된다.
상기 온도 임계치는 상기 온도 값에 해당하지만, 요소 주입의 형태로 배기 트레인 내로 첨가제들을 첨가하여 약 450℃ 내지 550℃로 감소될 수 있으며, 또는 체 본체(4)의 적어도 일부분들 상에 촉매 코팅을 사용하여 350℃ 내지 500℃로 감소될 수도 있다. 침지(dipping)에 의해 습식 화학적 방식으로 생성되는 체 본체(4)의 부분 코팅은 도 1의 영역(B) 내에 예로써 도시된다. 체 본체(4) 상에서 또는 그 내부에서의 탄소계 침착물들의 열분해 제거를 위한 상기 표시된 개시 온도(starting temperature)(온도 임계치라고도 지칭됨)의 감소는 단지 연관 촉매의 존재만을 필요로 하기 때문에, 영역(B)는 작을 수 있고, 코팅은 불완전할 수 있고, 촉매의 양은 작아질 수 있다. 본 명세서에서 촉매적으로 유효한 물질로서, 알칼리 합금들 및/또는 알칼리 토금속 합금들이 사용되며, 이들은 적어도 체 본체(4)의 재료 상에 부분 코팅으로서 영역(B) 내에 습식 화학적 방법으로 도포되며, 예비 건조되고, 이어서 경화된다. 이러한 단계는 체 본체(4)의 형성 전, 및 또한 후에 인쇄(printing), 분무(spraying), 침지(dipping), 또는 담금(dunking)에 의해 수행될 수 있다. 심지어 완전히 제조된 체 밀봉재조차도 이와 상응하여 그 이후에 촉매적으로 효과적인 부분 코팅을 적절하게 구비할 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2의 도면들로부터 공지된 체 밀봉재(1)를 사용하는 또 다른 예시적인 실시예의 평면도이다. 이 경우, 센서 요소(14)가 중공 단면(A)의 영역 내에 배치된다. 센서 요소(14)를 안전하게 고정하기 위해, 금속 시트로 이루어진 스트립 또는 탭(15)이 제공되고, 이는 중공 단면(A) 내로 돌출하는 스트립으로서 센서 요소(14)의 홀더 역할을 한다. 센서 요소(14)는 간단히 열전기 생성기(thermoelectric generator, TEG)로서 구현된다. 체 본체(4)의 점진적인 막힘에 따라, 체 본체(4)의 2개의 외부 표면들 사이에 온도 차가 발생한다는 것이 관찰되었다. 이러한 온도 차는 TEG가 센서 출력 신호(S)로서 전압을 생성하게 한다. 내부의, 별도의 신호 경로(16)를 통해 외부 연결부(17)로 전달되는 이러한 센서 출력 신호(S)에 기초하여, 체 본체(4)의 막힘을 간접적으로 검출할 수 있다. 따라서, 이러한 센서 출력 신호(S)는 또한 전류의 인가를 위한 시간 또는 시간 세그먼트(Δt)를 설정함으로써, 인가될 전류(I)를 외부적으로 활성화시키는 데 사용될 수 있다. 이때, 그을음 입자들이 산화에 의해 체 본체(4)로부터 연소되어야 하는 경우에는, 전류(I)의 인가를 통해 적어도 600℃의 온도가 달성되어야 한다. 전류(I)의 도입을 위해, 외부 연결부(17)는 전원(10)을 통해 금속성 시트(15)에 전기적으로 연결되고, 결국 시트(15)는 체 본체(4)에 연결된다. 자세히 도시되지 않은 방식으로, 금속성 시트(15)로부터 대략 반대편에, 제 2 극(12)은 전기 절연 방식으로 코팅되지 않은 비드(7)의 영역의 형태로 제공될 수 있으며, 이는 플랜지들(2, 3)을 통해 접지에 전기적으로 연결된다. 이는 다시 체 본체(4)를 통해 연장되는 전류 경로(13)를 생성한다.
도 4a는 상술된 공지된 체 밀봉재(1)를 적용한 또 다른 예시적인 실시예의 단면도의 상세를 도시한다. 비드(7)의 형성으로 폴딩(folding)에 의한 밀봉재(5)로의 체 본체(4)의 상술된 고정의 변형예에서, 이 경우, 체 본체(4)의 재료를 덮는 보호 링(18)이 제공된다. 보호 링(18)은 마찬가지로 체 본체(4) 및 밀봉재(5)의 재료들을 폴딩함으로써 비드(7) 내로 통합된다. 체 본체(4)의 재료를 기계적으로 지지하기 위해, 보호 링(18)은 중공 단면(A) 내로 조금 더 연장된다.
보호 링(18)은 또한 자유 암(19)을 가지며, 자유 암(19)은 밀봉재(5)의 밀봉된 실링 비드(20)에 걸쳐 연장되어 외부 연결부(10) 내로 연장된다. 밀봉재(5)에 대한 체 본체(4)의 전기 절연에 의해, 폴딩은 보호 링(18)을 비드(7)의 영역(21) 내에서 전기 도전 방식으로 체 본체(4)에 연결한다. 그 결과, 체 본체(4)는 제 2 극 또는 연결부 역할을 하는 보호 링(18)의 자유 암(19)을 통해 플랜지들(2, 3)의 영역 외부로 전기적으로 접촉될 수 있다. 예를 들어, 제 1 극 또는 연결부(11)는 예를들어 상술된 도 1 내지 도 3의 예시적인 실시예들에 따라 생산될 수 있다.
마지막으로, 도 4b는 자유 암(19)을 갖는 보호 링(18)의 하나의 가능한 형태를 도시하기 위해 도 4a의 상세의 평면도를 도시하며, 자유 암(19)는 폴딩 중에 비드(7)의 영역(21) 내에서 전기 도전 방식으로 하부 체 본체(4)에 연결된다. 따라서 두 극들 사이에 전류 유동(I)을 적용할 수 있다.
따라서, 체 본체의 형태인 전기적으로 가열가능한 필터의 바람직한 예시적인 실시예들이 자동차의 EGR 분기부에서의 사용에 중점을 두고 상술되었으며, 밀봉재 내로의 필터의 일체화는 사용의 단순화 및 임의의 시간에 이용가능한 가열될 수 있는 새로운 특징을 구성하며, 엔진의 현재 동작 상태에 독립적인 체 본체의 열분해 세정(pyrolytic cleaning)을 가능하게 한다. 동시에 밀봉재 자체는 전류를 공급 및 전달하거나 해당 공급 라인들에 대한 지원으로 사용된다. 따라서 새롭고, 매우 유리한 속성들 및 기능들을 갖춘 컴팩트한 구성요소가 생성된다.
1 체 밀봉재
2 제 1 플랜지
3 제 2 플랜지
4 체 본체
5 밀봉재
6 파이프
7 비드 또는 밀봉재(5)와 체 본체(4)을 연결하기 위한 폴드
8 비드(7)를 수용하기 위한 제 1 플랜지(2) 내의 리세스
9 플랜지들(2, 3)의 나사-연결을 위한 개구
10 공급 라인
11 체 본체(4)의 탭(제 1 극 또는 제 1 연결부)
12 비드(7) 또는 밀봉재(5) 상의 비-전기 도전적으로 코팅된 영역으로서의 제 2 극 또는 제 2 연결부
13 전류 통로
14 예를 들어 열전 생성기(TEG)와 같은 센서 요소
15 센서 요소(14)용 홀더로서 중공 단면 내로 연장되는 스트립
16 센서 신호(S)를 위한 신호 통로 또는 신호 라인
17 외부 전기 접속부
18 보호 링
19 자유 암
20 밀봉재(5)의 반경방향으로 폐쇄된 밀봉 비드
21 보호 링(18)과 체 본체(4) 사이의 접촉 영역
A 자유 단면
B 체 본체(4)의 부분적 코팅 영역
D 밀봉 기능의 평면
F 체 본체(4)를 통과하는 유체 유동 방향
I 전류
S 센서 출력 신호
T 체 본체(4)의 영역 내의 온도
Δt 전류 유동(I)이 유지되는 동안의 시간 세그먼트

Claims (14)

  1. 내연 기관의 EGR 분기부를 위한 체(sieve) 밀봉재(seal)(1)로서,
    단일체로 구현되는 일 부품인 상기 체 밀봉재(1)는, 밀봉재(5) 및 체 본체(sieve body)(4)로 이루어지며,
    상기 체 본체(4)는, 상기 밀봉재(5)의 내측 중공(free) 단면(A)에 걸쳐서 배치되어 상기 밀봉재(5)에 의해 둘러싸이는, 체 밀봉재(1)에 있어서,
    상기 체 본체(4)는, 퇴적물들의 적어도 상당한 부분들을 열적으로 제거하기에 충분한 약 600℃까지의 온도(T)가 달성되도록, 상기 체 본체(4)의 적어도 일부분을 통하여 전류(I)가 흐르게 구성되는 것을 특징으로 하는, 체 밀봉재(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체 본체(4)는 적어도 하나의 가열 와이어(heating wire)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체 밀봉재(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    가열 요소로서 적어도 하나의 가열 와이어가 상기 체 본체(4) 내에 또는 체 본체(4) 상에 제공되거나, 또는 특히 상기 체 본체(4)에 대해 간격을 두고 별도로 장착되는 것을 특징으로 하는, 체 밀봉재(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체 본체(4) 내에, 상기 체 본체(4)에, 및/또는 상기 체 본체(4) 상에 다수의 가열 와이어들이 제공되는 것을 특징으로 하는, 체 밀봉재(1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체 본체(4) 전체가 가열 직물로서 사용되어 전류(I)가 상기 체 본체 전체를 통하여 흐르게 구성되는 것을 특징으로 하는, 체 밀봉재(1).
  6. 제 5 항에 있어서,
    전류(I)의 유동을 도입 또는 인가하기 위한 상기 체 본체(4)의 탭(tap)(11)이 제 1 극으로서 제공되고,
    상기 밀봉재(5)의 적어도 하나의 영역(12)이 제 2 극 또는 접지 전위를 구성하는 것을 특징으로 하는, 체 밀봉재(1).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 체 밀봉재(1)의 비드(bead)(7) 및/또는 상기 밀봉재(5) 자체가 제 2 극으로서 형서되어, 상기 체 본체(4)와 전기적으로 도통 접촉하고, 설치 위치에서는 플랜지들(2, 3) 중 적어도 하나와 전기적으로 도통 접촉하도는 것을 특징으로 하는, 체 밀봉재(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체 본체(4) 내에 또는 체 본체(4) 상에, 상기 전류(I)를 제어하기 위해 신호(S)를 출력하기 위한 센서(14)로서 TEG 요소가 제공되는 것을 특징으로 하는, 체 밀봉재(1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 내연 기관의 EGR 분기부 내의 체 밀봉재를 지속적으로 동작시키는 방법으로서,
    상기 체 본체(4) 상에 축적된 그을음(soot)이 제거되어 상기 체 본체(4)를 통하여 목표 유체 배기 가스 양이 다시 통과하게 되는 약 600℃의 온도 임계치에 도달하거나 초과하게 상기 체 본체(4)가 가열되도록, 상기 체 본체(4)의 적어도 일부를 통과하는 전류(I)의 유동이 시간 세그먼트(Δt) 동안 유지되는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 체 본체(4) 내에 또는 체 본체(4) 상에서, 상기 체 본체(4)의 적어도 일부를 통과하는 전류(I)를 제어하기 위해 신호를 출력하는 센서(14)로서 TEG 요소가 사용되는, 방법.
  11. 제9항 또는 제 10 항에 있어서,
    첨가제들의 사용을 통해, 상기 체 본체(4) 상에 축적된 그을음을 제거하기 위한 온도 임계치를 약 450℃ 내지 550℃로 감소시키는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제9항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 체 본체의 적어도 일부분 또는 일 영역(B) 내에서 촉매 코팅을 사용하여, 상가 온도 임계치를 약 350℃ 내지 500℃로 감소시키는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    알칼리 합금들 및/또는 알칼리 토금속 합금들이 촉매적으로 유효한 재료들로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    적어도 부분적 코팅으로서, 상기 촉매적으로 유효한 재료들이 습식 화학적 방법으로 상기 체 본체(4)의 재료 상에 도포되고, 예비-건조되며, 이어서 경화되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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