KR20160137445A

KR20160137445A - 배기 가스 정화 부재, 배기 가스 정화 부재의 표준화된 외측 치수

Info

Publication number: KR20160137445A
Application number: KR1020160062886A
Authority: KR
Inventors: 제라드 레르둥; 질 카노이; 시릴 깐텔레
Original assignee: 포르시아 쥐스뗌 데샤피망
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2036-05-23
Also published as: CN106168154B; DE102016109220A1; KR101817859B1; FR3036439B1; CN106168154A; FR3036439A1; US20160341098A1

Abstract

배기 가스 정화 부재(10)는 배기 가스를 정화하기 위한 적어도 하나의 정화 블록(14), 정화 블록(14)을 둘러싸는 내측 표면(13)을 갖는 케이싱(12)으로서, 배기 가스를 순환시키기 위한 채널을 형성하는 케이싱, 그리고 케이싱(12)의 내측 표면(13)과 정화 블록(14)의 측벽(15) 사이에 개재되어, 정화 블록(14)을 둘러싸는 적어도 하나의 지지 요소(16)를 포함한다. 케이싱(12)의 내측 표면(13)은 정화 블록(14)을 향해 돌출하는 적어도 하나의 돌출 부분(18)을 포함하고, 상기 지지 요소(16)는 정화 블록(14)의 상기 측벽(15)과 상기 돌출 부분(18) 사이에 개재되어 있다.

Description

배기 가스 정화 부재, 배기 가스 정화 부재의 표준화된 외측 치수{EXHAUST GAS PURIFICATION MEMBER, THE OUTER DIMENSIONS OF WHICH ARE STANDARDIZED}

본 발명은 배기 가스를 정화하기 위한 부재로서, 이러한 부재에 대해 외측 치수가 표준화되어 있는 것인 배기 가스 정화 부재에 관한 것이다.

정화 부재는, 예컨대 해양 선박, 자동차, 특히 트럭, 특수 차량, 특히 건설 현장 차량, 또는 고정식 엔진, 특히 전기 열 발전소의 디컨테미네이션 스테이션 엔진(decontamination station engine)의 배기 라인 내로 삽입되도록 의도된다.

이러한 정화 부재는 특히 배기 가스를 순환시키기 위한 채널을 형성하는 케이싱 및 이러한 케이싱 내에 수용되는 블록으로서, 배기 가스를 정화하기 위한 블록을 포함한다.

이러한 정화 블록은 예컨대 파티클 필터(particle filter) 또는 촉매식 정화 부재이다. 보다 구체적으로, 파이클 필터는, 배기 가스의 통과를 허용하기에 충분한 다공성을 가지면서도 공극의 직경은 필터의 상류 면에서 파티클, 특히 수트 파티클(soot particle)의 보유를 보장하기에 충분히 작은 것인 모놀리식(monolithic) 세라믹 구조 또는 실리콘 카바이드 구조에 의해 형성되는 여과 재료로 제조된다.

상기 정화 부재는 또한 케이싱과 이러한 정화 블록 사이에 개재되어 정화 블록을 지지하는 지지 요소를 포함한다.

정화 블록의 치수들이 정화 블록마다 상이하게 될 수 있도록 정화 블록의 치수들을 조절하기가 곤란하다는 것에 주목해야 한다.

다른 한편으로, 배기 라인 내로 정화 부재를 적절히 삽입하기 위해, 케이싱의 외측 치수는 정화 부재마다 일정해야 한다.

따라서, 복잡한 실행계획(logistics)을 수반하여, 정화 블록의 치수들에 따라 지지 요소들의 치수를 적절하게 형성하도록 다양한 치수의 지지 요소를 제공해야 할 필요가 있다. 더욱이, 이러한 지지 요소는 일반적으로 비교적 고가이다. 따라서, 통상적인 정화 부재의 가격 비용은 비교적 고가일 수 있다.

본 발명은 목적은 특히 비용이 절감되는 정화 부재를 제공함으로써 이러한 단점에 대한 해결책을 찾아내는 것이다.

이러한 과제를 위해, 본 발명의 목적은 특히 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 정화 부재로서,

- 배기 가스를 정화하기 위한 적어도 하나의 정화 블록,

- 정화 블록을 둘러싸는 내측 표면을 갖는 케이싱으로서, 배기 가스를 순환시키기 위한 채널을 형성하며, 내부에 정화 블록이 수용되는 것인 케이싱, 및

- 케이싱의 내측 표면과 정화 블록의 측벽 사이에 개재되어 정화 블록을 지지하는 적어도 하나의 지지 요소

를 포함하는 배기 가스 정화 부재에 있어서,

케이싱의 내측 표면은 정화 블록을 향해 돌출하는 적어도 하나의 돌출 부분을 포함하고, 상기 지지 요소는 정화 블록의 상기 측벽과 상기 돌출 부분 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 부재를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 다양한 정화 블록들 사이의 치수 면에서의 차이는, 케이싱의 내측 표면 상에 형성되는 돌출 부분에 의해 보상된다.

이러한 돌출 부분은, 정화 블록의 치수에 따라 그리고 대응하는 지지 요소에 따라 간단하고 경제적이며 정확한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 바람직한 실시예에 있어서, 상기 돌출 부분은 스탬핑(stamping)에 의해 형성된다.

따라서, 본 발명은 지지 요소를 정화 블록에 맞추어 적합하게 할 필요가 없으며, 이는 제조 비용의 실질적인 절감 가능성을 제공하고, 일반적으로 제조 비용을 1/3로 절감시킨다.

본 발명에 따른 정화 부재는 또한 기술적으로 착상 가능한 모든 조합에 따라 또는 단독으로 다음의 특징들 중 하나 또는 여러 특징을 포함할 수 있다.

- 각각의 돌출 부분은 딥 드로잉된 영역(deep-drawn area)이다.

- 정화 블록 및 케이싱은 대체로 유사한 형상, 특히 다각형 형상, 바람직하게는 사변형 형상, 예컨대 정사각형 형상, 직사각형 형상, 또는 사다리꼴 형상을 갖는 단면을 나타낸다.

- 각각의 돌출 부분은 3.5 mm 미만의 높이에 걸쳐 돌출부로서 연장된다.

- 케이싱은 보강용 리브(stiffening rib), 바람직하게는 이러한 케이싱의 외측 표면 상에 배치되는 것인 보강용 리브를 포함한다.

- 케이싱은 서로 연결되는 2개의 케이싱 절반부를 포함한다.

- 케이싱 절반부는, 연결 요소를 이용하여, 예컨대 용접에 의해, 그 연결부에서 덮여 있게 된다.

- 케이싱의 내측 표면은 코너로 구분되는 여러 개의 벽을 포함하며, 각각의 벽은 적어도 하나의 돌출 부분을 포함한다.

- 케이싱의 내측 표면은 적어도 2개의 돌출 부분을 포함하며, 이들 돌출 부분은 다양한 높이에 걸쳐 돌출부로서 연장된다.

본 발명은 또한 앞서 언급된 바와 같은 정화 부재를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며,

- 정화 블록의 치수를 측정하는 단계, 및

- 각각의 돌출 부분을 형성하는 단계로서, 각각의 돌출 부분은 정화 블록의 측정된 치수에 따라 각각의 높이에 걸쳐 형성되는 것인 단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제조 방법은, 단독으로 또는 조합으로 다음의 특징들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

- 상기 제조 방법은 각각의 지지 요소의 중량을 측정하는 단계를 더 포함하며, 각각의 돌출 부분의 높이는 또한 개별 지지 요소 각각의 측정된 질량에 따라 좌우된다.

- 상기 제조 방법은, 각각의 지지 요소가 정화 블록과 대응하는 돌출 부분 사이에 클램핑(clamping)되도록 하기 위해, 특히 접착제 접합을 이용하여 정화 블록 상에 각각의 지지 요소를 조립하는 단계를 포함하며, 이 단계에 후속하여 정화 블록 주위에 케이싱을 조립하는 단계를 포함한다.

본 발명은 첨부 도면을 참고하여 단지 예로서 제시되는 이하의 상세한 설명을 읽으면 더욱 양호하게 이해될 것이다.
- 도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정화 부재의 분해 사시도이다.
- 도 2는 도 1의 정화 부재의 케이싱 절반부의 사시도이다.
- 도 3은 도 1의 정화 부재의 단면도를 분해도로서 도시한 것이다.
- 도 4는 조립되어 있는 경우의, 도 1의 정화 부재의 단면도를 도시한 것이다.
- 도 5 내지 도 7은 도 4와 유사한 도면으로서, 정화 부재에 갖춰진 케이싱의 3가지 개별적인 대안을 도시한 것이다.
- 도 8은 도 1의 정화 부재를 제조하기 위한 방법의 단계들을 개략적으로 제시한 것이다.

해양 선박의 배기 라인 내로 삽입되도록 의도되는, 배기 가스를 정화하기 위한 정화 부재(10)가 도 1에 제시되어 있다.

상기 정화 부재(10)는 케이싱(12), 대체로 금속 케이싱을 포함하며, 상기 케이싱은 본 실시예에서는 서로 조립되도록 의도되는 2개의 케이싱 절반부(12A 및 12B)로 형성된다.

본 예에 있어서, 각각의 케이싱 절반부(12A, 12B)는 길이 방향(X)으로 대체로 가늘고 긴 형상을 나타내며, 상기 길이 방향(X)에 대해 수직한 횡방향 평면에서는 L자 형상의 단면을 나타낸다. 따라서, 각각의 케이싱 절반부(12A, 12B)는 2개의 벽으로 형성되며, 각각의 벽은 자유로운 길이방향 에지와 다른 벽에 대해 결속되는 에지 사이에서 길이방향(X)에 대해 수직하게 연장된다. 이들 케이싱 절반부(12A, 12B)는, 케이싱 절반부들 중 하나의 벽의 각각의 자유로운 길이방향 에지를, 다른 케이싱 절반부의 벽의 자유로운 길이방향 에지들 중 하나에 각각 연결함으로써 조립된다.

케이싱(12)은 내측 표면(13)을 포함하며, 이 내측 표면은 배기 가스를 순환시키기 위한 채널을 형성한다. 케이싱(12)은, 배기 라인의 상류측에서 배기 가스용 입구를 형성하는 확산형 원추부에 연결되도록 의도되며, 하류측을 향해서는 배기 가스용 출구를 형성하는 수렴형 원추부에 연결되도록 의도된다. 상기 입구는 배기 라인의 매니폴드에 연결되며, 상기 매니폴드는 엔진의 연소실을 빠져나오는 배기 가스를 포획한다. 상기 출구는 정화 이후에 대기로 방출되는 배기 가스가 통과하는 캐뉼러(canula)에 연결된다. 여기서, 상류측 및 하류측은 상대적으로 배기 가스의 통상적인 순환 방향에 대한 것을 의미한다.

또한, 정화 부재(10)는 배기 가스를 정화하기 위한 정화 블록(14), 일반적으로 파티클 필터 또는 촉매식 정화 부재를 포함한다.

촉매식 정화 부재는 일반적으로 가스에 대해 투과성인 구조에 의해 형성되며, 예컨대 연소 가스의 산화 및/또는 질소 산화물의 저감을 촉진하는 촉매 금속으로 덮여 있다.

파티클 필터는, 배기 가스의 통과를 허용하기에 충분한 다공성을 갖는 모놀리식 세라믹 구조 또는 실리콘 카바이드 구조에 의해 형성되는 여과 재료로 제조된다. 이미 자체로 알려져 있는 바와 같이, 공극의 직경은 필터의 상류 면에서 파티클, 특히 수트 파티클의 유지를 보장하기에 충분히 작게 되도록 선택된다. 파티클 필터는 또한 카트리지 필터(cartridge filter) 또는 소결 금속 필터(sintered metal filter)로 형성될 수 있다.

설명된 예에 있어서, 정화 블록(14)은 대체로 정사각형 형상의 단면을 갖는다. 대안으로, 정화 블록(14)은 임의의 다각형 형상, 바람직하게는 사변형, 예컨대 직사각형 또는 사다리꼴 형상의 단면을 가질 수 있다.

케이싱(12)의 치수에 비해 상대적으로 작은 횡방향 치수를 갖는 정화 블록(14)이 전술한 순환 채널 내에 수용된다. 따라서, 케이싱(12)은 내면적으로 정화 블록(14)을 통해 입구로부터 출구까지의 배기 가스의 순환을 위한 통로를 형성하며, 배기 가스는 정화 블록(14)을 통과할 때 정화된다.

정화 블록(14)은, 케이싱(12)을 향하며 상기 케이싱(12)의 내측 표면(13)과 함께 둘레 공간을 형성하는 측벽(15)에 의해 형성된다.

케이싱(12)은 정화 블록(14)의 단면과 유사한 형상의 단면을 갖는다. 따라서, 정화 블록(14)의 측벽(15)은 케이싱(12)의 내측 표면(13)에 대해 실질적으로 평행하다.

또한, 상기 정화 부재(10)는 정화 블록(14)과 케이싱(12) 사이에 개재되도록 의도되는 지지 요소(16)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 지지 요소(16)는 상기 둘레 공간 내에 위치하게 되며, 각각의 지지 요소(16)는 케이싱(12)의 내측 표면(13)과 정화 블록(14)에 대응하는 측벽(15) 사이에 개재된다. 보다 구체적으로, 지지 요소(16)의 적어도 하나의 조립부는, 특히 도 3에 제시된 바와 같이, 정화 블록(14)을 둘러싸도록 위치하게 된다. 유리하게는, 지지 요소(16)의 이러한 복수의 조립부는 정화 블록(14)의 길이에 걸쳐 분배된다.

각각의 지지 요소(16)는 예컨대 금속 니트(metal knit) 또는 웨브(web)로 형성된다. 웨브의 경우에 있어서, 웨브는 특히 팽창성 재료 또는 대안으로 비팽창성 재료로 형성된다.

각각의 지지 요소(16)는 케이싱(12)에 대해 외측을 향해 지탱하고, 정화 블록(14)에 대해 내측을 향해 지탱한다. 이에 따라, 각각의 지지 요소는 정화 블록(14)에 횡방향 압력을 가하게 된다.

지지 요소(16)는, 정화 블록이 길이 방향(X)에 대해 평행한 길이방향 힘을 받게 될 때, 및/또는 또한 정화 블록이 길이 방향(X)에 대해 수직하게 횡방향 힘을 받을 때, 정화 블록(14)을 적소에 유지하는 데 기여한다. 정화 블록(14)이 길이방향 힘을 받을 때, 이러한 정화 블록(14)과 지지 요소(16) 사이의 마찰 그리고 지지 요소(16)와 케이싱(12) 사이의 마찰에 의해, 케이싱(12)에 대해 상대적인 정화 블록(14)의 변위는 매우 제한되게 된다.

이러한 효과를 달성하기 위해, 적절한 장착 밀도로 둘레 공간 내에서 지지 요소(16)를 장착할 필요가 있다. 장착 밀도란, 실온에서의 지지 요소(16)의 밀도를 가리킨다. 장착 밀도는 또한 "GBD(Gap Bulk Density)"로도 불린다.

이러한 장착 밀도는 지나치게 낮아서는 안 되는데, 왜냐하면 이 경우, 둘레 공간의 두께의 증가를 조래하는 정화 블록(14)과 케이싱(12) 사이의 차등 팽창(differential expansion)으로 인해 특히 고온에서 정화 블록(14)이 길이방향 응력의 영향 하에서 케이싱(12)에 대해 위치 면에서 상대적으로 불량하게 유지되기 때문이다. 이러한 차등 팽창은 일반적으로 케이싱(12)이 정화 블록(14)보다 훨씬 더 팽창한다는 사실에 따른 것이라는 것을 주목해야 한다.

특히 궁극적으로 정화 블록(14)의 손상을 방지하기 위해서, 장착 밀도는 또한 너무 높아서도 안 된다.

적절한 장착 밀도를 달성하기 위해, 케이싱(12)의 내측 표면(13)은, 배기 가스를 위한 순환 채널을 향하는, 이에 따라 정화 블록(14)을 향하는, 적어도 하나의 돌출 부분(18)을 포함하여, 각각의 지지 요소(16)는 정화 블록(14)의 대응하는 측벽(15)과 이러한 측벽(15)을 향하도록 배치되는 돌출 부분(18) 사이에 개재되게 된다.

이들 돌출 부분(18)은, 케이싱(12)의 대체적인 치수를 변경시키지 않으면서 장착 밀도를 조절할 수 있는 가능성을 제공한다. 따라서, 정화 블록(14)의 치수와 무관하게, 케이싱(12)은 표준적인 외측 치수를 갖는다.

각각의 돌출 부분(18)은 예를 들면 딥 드로잉된 영역이며, 이러한 딥 드로딩된 영역은 통상적인 스탬핑 공정에 의해 간단하고 경제적이며 정확한 방식으로 형성될 수 있다. 따라서, 각각의 돌출 부분(18)은 케이싱(12)의 외측 표면(21) 상에 리세스(recess)를 형성한다.

각각의 돌출 부분은, 정화 블록(14)의 치수에 따라 그리고 지지 요소(16)에 따라 사전에 정해진 높이에 걸쳐 돌출부로서 연장된다. 정화 블록마다의 치수 면에서의 변동을 감안하면, 상기 사전에 정해진 높이는 일반적으로 3.5 mm 미만이며, 예컨대 약 1.5 mm와 동일할 수 있다.

케이싱(12)의 각각의 벽은 하나의 돌출 부분(18)을 적어도 포함하다는 것에 주의해야 한다. 보다 구체적으로, 케이싱(12)의 2개의 대향하는 벽, 즉 서로 마주하는 벽에는 일반적으로 돌출 부분(18)이 마련되며, 이러한 돌출 부분(18)들의 높이는 함께 정화 블록(14)의 차폐를 허용하도록 결정된다. 서로 마주보는 이들 돌출 부분(18)은 반드시 동일한 높이를 가져야 하는 것은 아니다.

더욱이, 케이싱(12)의 2개의 이웃하는 벽 상에 형성되는 돌출 부분(18)은 일반적으로 상이한 높이에 걸쳐 연장된다.

유리하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 케이싱(12)은 보강용 리브(stiffening rib; 20), 특히 상기 케이싱(12)의 외측 표면(21) 상에 배치되는 보강용 리브를 포함하는 것이 바람직하다. 설명된 예에 있어서, 보강용 리브(20)는 각각의 케이싱 절반부(12A, 12B)의 길이방향 에지를 따라 배치되며, 보강용 리브(20)는 예컨대 케이싱(12)의 동일한 벽 상에서 길이 방향(X)으로 2개의 이웃하는 돌출 부분(18) 사이에 십자형 부분을 형성함으로써 마련되게 된다.

앞서 언급된 바와 같이, 케이싱(12)은 예컨대 용접에 의해 함께 조립되는 2개의 케이싱 절반부(12A, 12B)로 형성된다.

케이싱 절반부(12A, 12B)들 사이에서의 연결부(junction)에서 밀봉을 보강하기 위해, 연결 요소(22)는 바람직하게는 이러한 연결부를 덮음으로써 배치되고, 예컨대 용접에 의해 케이싱 절반부(12A, 12B)에 조립된다. 예컨대, 각각의 연결 요소(22)는, 케이싱의 코너를 덮도록 그리고 보다 구체적으로 케이싱 절반부(12A, 12B)의 길이방향 에지를 덮도록 의도되는, L자형 단면을 갖는 룰러(ruler)의 형상을 나타낸다.

앞서 설명된 케이싱(12)의 형상은 단지 비한정적인 예이며, 다른 형상이 고려될 수 있다는 것에 주의해야 한다.

특히, 도 5에 도시된 제1의 대안적인 실시예에 따르면, 케이싱 절반부(12A, 12B)는 임의의 L자형 단면을 갖지 않고 U자 형상의 단면을 갖는다. 이러한 경우에 있어서, 밀봉을 개선하기 위해, 각각의 케이싱 절반부(12A, 12B)는 다른 케이싱 절반부의 대응하는 길이방향 에지를 부분적으로 덮는 길이방향의 중첩 에지(24A, 24B)를 갖는다.

도 6에 제시된 제2의 대안적인 실시예에 따르면, 케이싱 절반부(12A, 12B)들 중 하나는 2개의 길이방향 중첩 에지를 포함하며, 각각의 중첩 에지는 각각 다른 케이싱 절반부의 길이방향 에지를 각각 덮는다.

도 7에 제시된, 제3의 대안적인 실시예에 따르면, 케이싱(12)은 정화 블록(14) 및 지지 요소(16)를 감싸는 단일 부분으로 형성된다. 이러한 경우에 있어서, 상기 케이싱(12)은 대향하는 길이방향 에지를 덮게 되는 길이방향 에지(26)를 포함한다.

또한, 다른 대안적인 실시예를 제시하는 것도 가능하다. 예를 들면, 도 4의 대안에서와 동일한 방식으로 코너에 조립되며 연결 요소(22)로 덮이는 2개의 길이방향 에지를 갖는 단일 부분으로 정화 블록(14)을 감싸는 케이싱(12)이 형성되는 것을 제시할 수도 있다.

정화 부재(10)를 제조하는 제조 방법이 이후에 설명된다.

이러한 제조 방법은 무엇보다도 정화 블록(14)의 치수를 측정하기 위한 단계(100)를 포함한다. 유리하게는, 상기 제조 방법은 각각의 지지 요소(16)의 중량을 측정하기 위한 단계(110)를 더 포함한다.

상기 제조 방법은, 특히 정화 블록(14)의 측정된 치수에 좌우되는 높이에 걸쳐 각각의 돌출 부분(18)을 형성하기 위한 단계(120)를 포함한다. 또한, 이러한 높이는 유리하게는 각각의 지지 요소(16)의 측정된 질량에 따라 좌우된다.

따라서, 최적의 장착 밀도를 달성하기 위한 돌출 부분(18)의 적절한 높이가 보장된다. 당업자라면, 정화 블록(14)의 치수에 따라 그리고 지지 요소(16)의 질량에 따라 돌출 부분(18)의 높이를 용이하게 선택할 수 있을 것이다.

돌출 부분(18)의 높이의 계산 예가 이하에 구체적으로 제시되어 있다.

이러한 계산에 있어서, 다음이 제시된다.

- 정화 블록(14)은 평행 육면체이며, 정화 블록은 길이 방향(X)으로의 길이(L), 길이 방향(X)에 대해 수직인 제1 횡 방향으로 제1 폭(l₁), 그리고 길이 방향(X)에 대해 수직이고 제1 횡 방향에 대해 수직인 제2 횡 방향으로 제2 폭(l₂)을 갖는다.

- 케이싱(12)은 제1 횡 방향으로 제1 외측 치수(H₁) 및 제2 횡 방향으로 제2 외측 치수(H₂)를 갖는다.

- 케이싱(12)은 두께(E_p)를 갖는 벽으로 형성된다.

- 케이싱은 제1 횡 방향으로 제1 돌출 부분(18)을 가지며, 각각의 돌출 부분의 높이는 h₁이다.

- 케이싱은 제2 횡 방향으로 제2 돌출 부분(18)을 가지며, 각각의 돌출 부분의 높이는 h₂이다.

- 각각의 지지 요소(16)는 기본 중량(BW; Basis Weight)을 갖는다.

- 정화 부재(10)는 소정의 GBD를 갖는다.

- 정화 블록(14)과 각각의 제1 돌출 부분(18) 사이에는 제1 횡 방향으로 제1 개별 간격(g₁)이 존재하며, 각각의 간격은 각각의 지지 요소(16)를 수용한다.

- 정화 블록(14)과 각각의 제2 돌출 부분(18) 사이에는 제2 횡 방향으로 제2 개별 간격(g₂)이 존재하며, 각각의 간격은 각각의 지지 요소(16)를 수용한다.

지지 요소의 기본 중량(BW)은 주어진 공칭 값일 수도 있고 BW=m/s(여기서 m은 지지 요소의 질량이고 s는 지지 요소의 면적임)로서 측정된 값일 수도 있다는 것을 주의해야 한다.

제1 횡 방향에 있어서, 다음이 성립한다.

H₁=l₁+ 2×g₁+ 2×E_p + 2×h₁

따라서, 다음이 성립한다.

h₁=(1/2)×(H₁- l₁- 2×g₁- 2×E_p)

GBD=BW/g₁이며 GBD는 전술한 적절한 장착 밀도에 대응하는 주어진 값이라는 것에 주의해야 한다.

따라서, g₁=BW/GBD이다.

이에 따라, 다음이 성립한다.

h₁=(1/2)×(H₁- l₁- 2×BW/GBD - 2×E_p)

동일한 방식으로, 제2 횡 방향에 있어서 다음이 성립한다.

h₂=(1/2)×(H₂- l₂- 2×BW/GBD - 2×E_p)

또한, 상기 제조 방법은, 특히 접착제 접합에 의해 정화 블록(14) 상에 각각의 지지 요소(16)를 조립하기 위한 단계(130)를 포함한다. 유리하게는, 각각의 지지 요소(16)에는 또한 케이싱을 향하는 면 상에 접착제가 존재할 수 있다.

다음으로, 상기 제조 방법은, 정화 블록(14)과 대응하는 돌출 부분(18) 사이에서 각각의 지지 요소(16)가 클램핑되는 것으로 확인되도록 정화 블록(14) 주위에 케이싱(12)을 조립하기 위한 단계(140)를 포함한다.

이러한 조립 단계(140)는 예컨대 정화 블록(14) 바로 주위에서 케이싱(12)을 폐쇄함으로써 이루어진다.

대안으로, 케이싱(12)은 개별적으로 조립되며, 지지 요소(16)가 마련되는 정화 블록(14)은, 이때 케이싱(12)에 의해 형성되며 가스를 순환시키는 채널 내로 강제로 도입된다.

본 발명은 앞서 설명된 실시예로 한정되지 않을 뿐만 아니라 다양한 대안을 갖고 있음에 주의해야 한다.

예를 들면, 수 개의 블록으로 이루어진 정화 요소를 형성하기 위해 복수의 열(row) 및/또는 층으로 조립되는 수 개의 정화 블록을 포함하는 정화 부재가 마련될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 상기 정화 요소를 이전에 설명한 정화 블록(14)과 동일한 방식으로 취급하면, 정화 부재의 제조는 앞서 설명된 제조 방법과 유사하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 정화 부재는 해양 선박 이외의 맥락에서, 예컨대 자동차에서 사용될 수 있다는 것에 주의해야 한다.

Claims

배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 정화 부재(10)로서,
- 배기 가스를 정화하기 위한 적어도 하나의 정화 블록(14)으로서, 측벽(15)을 갖는 것인 적어도 하나의 정화 블록,
- 정화 블록(14)을 둘러싸는 내측 표면(13)을 갖는 케이싱(12)으로서, 배기 가스를 순환시키기 위한 채널을 형성하며, 내부에 정화 블록(14)이 수용되는 것인 케이싱, 및
- 케이싱(12)의 내측 표면(13)과 정화 블록(14)의 측벽(15) 사이에 개재되어 정화 블록(14)을 지지하는 적어도 하나의 지지 요소(16)
를 포함하는 배기 가스 정화 부재에 있어서,
케이싱(12)의 내측 표면(13)은 정화 블록(14)을 향해 돌출하는 적어도 하나의 돌출 부분(18)을 포함하고, 상기 지지 요소(16)는 정화 블록(14)의 상기 측벽(15)과 상기 돌출 부분(18) 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 부재.
제1항에 있어서, 각각의 돌출 부분(18)은 엠보싱(embossing)된 돌출부인 것인 배기 가스 정화 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정화 블록(14) 및 케이싱(12)은 유사한 대체로 사변형 형상의 단면을 갖는 것인 배기 가스 정화 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 돌출 부분(18)은 3.5 mm 미만의 높이에 걸쳐 연장되고 돌출되는 것인 배기 가스 정화 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱(12)은 외측 표면(21)을 포함하며, 상기 케이싱(12)은 이 케이싱(12)의 외측 표면(21) 상에 배치되는 보강용 리브(stiffening rib; 20)를 포함하는 것인 배기 가스 정화 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱은, 서로 연결되는 2개의 케이싱 절반부(12A, 12B)를 포함하는 것인 배기 가스 정화 부재.
제6항에 있어서, 상기 케이싱 절반부(12A, 12B)는 이들 절반부의 연결부에서 연결 요소(22)로 덮여있는 것인 배기 가스 정화 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱(12)의 내측 표면(13)은, 코너에 의해 구분되는 여러 개의 벽을 포함하며, 각각의 벽은 적어도 하나의 돌출 부분(18)을 포함하는 것인 배기 가스 정화 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱(12)의 내측 표면(13)은 적어도 2개의 돌출 부분(18)을 포함하며, 이들 돌출 부분(18)은 다양한 높이에 걸쳐 연장되고 돌출되는 것인 배기 가스 정화 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정화 블록(14)은 평행 육면체이며, 정화 블록은 길이 방향(X)으로의 길이(L), 길이 방향(X)에 대해 수직인 제1 횡 방향으로 제1 폭(l₁), 그리고 길이 방향(X)에 대해 수직이고 제1 횡 방향에 대해 수직인 제2 횡 방향으로 제2 폭(l₂)을 가지며,
제1 횡 방향에 있어서,
h₁=F₁(H₁;l₁;BW;GBD;E_p)가 성립하고
제2 횡 방향에 있어서,
h₂=F₂(H₂;l₂;BW;GBD;E_p)가 성립하며,
여기서
h₁은 제1 횡 방향으로의, 케이싱의 제1 돌출 부분(18)의 높이이고,
h₂는 제2 횡 방향으로의, 케이싱의 제2 돌출 부분(18)의 높이이며,
F₁은 제1 함수이고,
F₂은 제2 함수이며,
H₁은 제1 횡 방향으로의, 케이싱(12)의 제1 외측 치수이고, H₂는 제2 횡 방향으로의, 케이싱(12)의 제2 외측 치수이며,
E_p는 케이싱(12)을 형성하는 벽의 두께이고,
BW는 각각의 지지 요소(16)의 기본 중량(Basis Weight)이며,
GBD는 정화 부재(10)의 주어진 갭 벌크 밀도(Gap Bulk Density)인 것인 배기 가스 정화 부재.
제10항에 있어서,
제1 횡 방향에 있어서,
h₁=(1/2)×(H₁- l₁- 2×BW/GBD - 2×E_p)가 성립하고,
제2 횡 방향에 있어서,
h₂=(1/2)×(H₂- l₂- 2×BW/GBD - 2×E_p)가 성립하는 것인 배기 가스 정화 부재.
제1항에 따른 배기 가스 정화 부재(10)를 제조하는 방법으로서,
- 정화 블록(14)의 치수를 측정하는 단계(100), 및
- 각각의 돌출 부분(18)을 형성하는 단계(120)로서, 각각의 돌출 부분은 정화 블록(14)의 측정된 치수에 따라 각각의 높이에 걸쳐 형성되는 것인 단계
를 포함하는 배기 가스 정화 부재의 제조 방법.
제12항에 있어서,
각각의 지지 요소(16)의 중량을 측정하는 단계(110)
를 더 포함하며, 각각의 돌출 부분(18)의 높이는 또한 개별 지지 요소(16) 각각의 측정된 질량에 따라 각각 좌우되는 것인 배기 가스 정화 부재의 제조 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서,
각각의 지지 요소(16)가 정화 블록(14)과 대응하는 돌출 부분(18) 사이에 클램핑(clamping)되도록 하기 위해, 특히 접착제 접합을 이용하여 정화 블록(14) 상에 각각의 지지 요소(16)를 조립하는 단계(130)
를 포함하며,
이 단계(130)에 후속하여 정화 블록(14) 주위에 케이싱(12)을 조립하는 단계
를 더 포함하는 배기 가스 정화 부재의 제조 방법.