KR20230062425A - 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛 - Google Patents

내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관의 배기 시스템을 위한 가열 유닛에 관한 것이며, 상기 가열 유닛은 배기가스 주 유동 방향(A)으로 가스에 의해 관류될 수 있는 가열 유닛 하우징(18); 및 이 가열 유닛 하우징(18) 내에 배치되고 곡류형으로 형성된 복수의 가열 부재(20, 22, 24, 26);를 포함하며, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)는 가열 부재 종방향(H)으로 연속되고 실질적으로 판형인 복수의 가열 섹션(28)을 포함하며, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 가열 섹션들이면서, 가열 부재 종방향(H)으로 연속되는 방식으로 배치되는 상기 가열 섹션들(28)은 각각 하나의 연결 섹션(28)을 통해 상호 간에 연결되며, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)는 가열 부재 종방향으로 상호 간에 이격되어 배치되는 2개의 접속 영역(32, 34)을 포함하며, 가열 부재들(20, 22, 24, 26)은 각각의 접속 영역(32, 34)에서 추가의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 접속 영역(32, 34) 및/또는 전압원과 전기 전도 방식으로 연결되어 있거나, 또는 연결될 수 있으며, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 경우, 가열 부재의 접속 영역들(32, 34) 사이의 가열 도체 길이는 가열 부재 종방향(H)으로 가열 부재의 접속 영역들(32, 34) 사이에서 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 연장 길이보다 더 길되, 상기 가열 유닛은, 적어도 2개, 바람직하게는 모든 가열 부재(20, 22, 24, 26)가 실질적으로 동일한 가열 도체 길이를 보유하는 것을 특징으로 한다.

Description

내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛{HEATING UNIT FOR AN EXHAUST SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연기관의 배기 시스템을 위한 가열 유닛에 관한 것이며, 상기 가열 유닛은 배기가스 주 유동 방향으로 배기가스에 의해 관류될 수 있는 가열 유닛 하우징; 및 이 가열 유닛 하우징 내에 배치되고 곡류형으로 형성되는 복수의 가열 부재;를 포함하며, 각각의 가열 부재는 가열 부재 종방향으로 연속되고 실질적으로 판형인 복수의 가열 섹션을 포함하며, 각각의 가열 부재의 가열 섹션들이면서, 가열 부재 종방향으로 연속되는 방식으로 배치되는 상기 가열 섹션들은 각각 하나의 연결 섹션을 통해 상호 간에 연결되며, 각각의 가열 부재는 가열 부재 종방향으로 상호 간에 이격되어 배치되는 2개의 접속 영역을 포함하며, 가열 부재들은 각각의 접속 영역에서 추가의 가열 부재의 접속 영역 및/또는 전압원과 전기 전도 방식으로 연결되어 있거나, 또는 연결될 수 있으며, 각각의 가열 부재의 경우, 가열 부재의 접속 영역들 사이의 가열 도체 길이는, 가열 부재 종방향으로 가열 부재의 접속 영역들 사이에서 가열 부재의 연장 길이보다 더 길다.
상기 유형의 가열 유닛은 사후 공개된 독일 특허 출원 10 2020 132 800호로부터 공지되어 있다.
본 발명의 과제는, 상기 유형의 가스 유닛을 통과하여 안내되는 가스 흐름의 보다 더 효율적이고 보다 더 균일한 가열을 보장하도록, 상기 가스 유닛을 개선하는 것에 있다.
본 발명에 따라서, 상기 과제는, 내연기관의 배기 시스템을 위한 가열 유닛으로서, 배기가스 주 유동 방향으로 가스, 특히 내연기관에 의해 배출되는 배기가스에 의해 관류될 수 있는 가열 유닛 하우징; 및 이 가열 유닛 하우징 내에 배치되고 곡류형으로 형성되는 복수의 가열 부재;를 포함하되, 각각의 가열 부재는 가열 부재 종방향으로 연속되고 실질적으로 판형인 복수의 가열 섹션을 포함하며, 각각의 가열 부재의 가열 섹션들이면서 가열 부재 종방향으로 연속되는 방식으로 배치되는 상기 가열 섹션들은 각각 하나의 연결 섹션을 통해 상호 간에 연결되며, 각각의 가열 부재는 가열 부재 종방향으로 상호 간에 이격되어 배치되는 2개의 접속 영역을 포함하며, 가열 부재들은 각각의 접속 영역에서 추가의 가열 부재의 접속 영역 및/또는 전압원과 전기 전도 방식으로 연결되어 있거나, 또는 연결될 수 있으며, 각각의 가열 부재의 경우, 가열 부재의 접속 영역들 사이의 가열 도체 길이는, 가열 부재 종방향으로 가열 부재의 접속 영역들 사이에서 가열 부재의 연장 길이보다 더 긴 것인, 상기 가열 유닛을 통해 해결된다.
본 발명에 따른 가열 유닛은, 적어도 2개, 바람직하게는 모든 가열 부재가 실질적으로 동일한 가열 도체 길이를 보유하는 것을 특징으로 한다.
곡류형 또는 파형 구조를 갖는 가열 부재들을 제공하는 것을 통해, 상기 곡류형 구조로 배치되는 가열 부재들의 연장 길이가 가열 부재 종방향으로 일반적으로 가열 도체 길이보다, 다시 말해 곡류형 구조로 배치되는 것이 아니라, 자신의 접속 영역들 사이에서 직선으로 뻗어 있는 가열 부재의 길이보다 분명히 더 작은 상황을 기반으로, 비교적 작은 용적(volume) 내에 각각의 가열 부재와 접촉 유동하는 가스 상으로 열을 전달하기 위한 큰 표면이 마련될 수 있음으로써, 열을 흡수하는 가스, 특히 내연기관에 의해 배출되는 배기가스를 통해 높은 열량이 가열 부재의 하류에 포지셔닝되는 배기 시스템의 시스템 영역들, 특히 촉매 컨버터들 상으로 전달될 수 있고 그에 따라 상기 촉매 컨버터들이 촉매 반응의 수행을 위해 필요한 반응 온도로 빠르게 승온될 수 있는 점이 보장된다. 본 발명에 따라 구성되는 가열 유닛의 경우, 개별 가열 부재들 또는 이 개별 가열 부재들 중 적어도 일부가 상호 간에 실질적으로 동일한 가열 도체 길이를 보유하는 점이 보장되기 때문에, 그에 따라 여러 가열 부재의 실질적으로 균일하게 형성되는 전기 저항을 기반으로, 가열 부재들 각각을 통해, 전압을 인가하는 것을 통해 상기 가열 부재들을 가열할 때 실질적으로 동일한 열량이 상기 가열 부재들과 접촉 유동하는 배기가스 내로 방출될 수 있고 그에 따라 가열 유닛을 관류하는 배기가스 흐름은 자신의 횡단면에 걸쳐 분포되는 방식으로 실질적으로 균일하게 가열되는 점이 보장된다.
본 발명에 따른 가열 유닛의 경우, 각각의 가열 부재는 만곡된 평 스트립 재료(flat strip material)에 의해 구성될 수 있으며, 그리고 배기가스 주 유동 방향에 대해 실질적으로 평행하게 배치되는 광폭 측면부들(broadside)과 배기가스 주 유동 방향에 대해 실질적으로 직각으로 배치되는 전면부들(front side)을 포함할 수 있다. 이 경우, 적어도 2개, 바람직하게는 모든 가열 부재가 자신들의 각각의 전면부들 사이에 실질적으로 동일한, 바람직하게는 실질적으로 일정한 가열 도체 폭을 보유하고, 그리고/또는 자신들의 각각의 광폭 측면부들 사이에 실질적으로 동일한, 바람직하게는 실질적으로 일정한 두께를 보유한다면, 여러 가열 부재 내에 실질적으로 동일한 전기 저항의 공급 및 그에 따른 가스 흐름의 최대한 균일한 가열이 보조된다.
가열 유닛 하우징의 횡단면 기하구조에 대한 가열 부재들의 형상의 매칭을 달성하기 위해, 본원의 제안에 따라서, 적어도 하나의 가열 부재의 경우, 배기가스 주 유동 방향에 대해 횡방향으로 향하고 가열 부재 종방향에 대해 횡방향으로 향하는 횡방향 치수는 가열 부재 종방향의 방향으로 실질적으로 일정하고, 그리고/또는 적어도 하나의 가열 부재의 경우, 횡방향 치수는 가열 부재 종방향의 방향으로 가변한다.
또한, 가열 부재들의 구조가 상기 유형으로 상이할 때에도, 상기 가열 부재들을 통한 실질적으로 동일한 전기 저항의 공급을 보조하기 위해, 실질적으로 일정한 횡방향 치수를 갖는 적어도 하나의 가열 부재의 경우, 상기 횡방향 치수는, 가열 부재 종방향으로 가변하는 횡방향 치수를 갖는 적어도 하나의 가열 부재의 최대 횡방향 치수보다 더 작을 수 있다.
가열 부재들의 전기 접촉을 위해, 상기 가열 부재들은 자신들의 접속 영역들에서 접촉 부재들과 전기 전도 방식으로 연결될 수 있으며, 적어도 2개의 가열 부재는 자신의 접속 영역들 중 일측 접속 영역에서 접촉 부재들 중 일측 접촉 부재와 전기 전도되는 방식으로 연결되고 자신의 타측 접속 영역에서는 접촉 부재들 중 타측 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결된다.
상호 간에 전기적으로 병렬로 연결되는 가열 부재들과 상호 간에 전기적으로 직렬로 연결되는 가열 부재들의 조합의 유지를 위해, 본원의 제안에 따라서, 가열 부재들 중 적어도 2개를 포함하는 제1 그룹에서 가열 부재들은 자신들의 일측 접속 영역에서 접촉 부재들 중 제1 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결되고, 자신들의 타측 접속 영역에서는 접촉 부재들 중 제2 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결되며, 그리고 가열 부재들 중 적어도 2개를 포함하는 제2 그룹에서 가열 부재들은 자신들의 일측 접속 영역에서 접촉 부재들 중 제3 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결되고, 자신들의 타측 접속 영역에서는 접촉 부재들 중 상기 제2 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결된다.
또한, 이런 경우에도, 가스 흐름의 최대한 균일한 가열을 보장하기 위해, 제1 그룹의 가열 부재들의 개수는 제2 그룹의 가열 부재들의 개수와 동일할 수 있다.
가열 유닛의 횡단면에 걸쳐서 실질적으로 일정한 입열(heat input)을 통한 가스 흐름의 최대한 균일한 가열은, 적어도 2개, 바람직하게는 모든 가열 부재에서, 가열 부재 종방향으로 직접적으로 연속되는 가열 섹션들이 가열 부재 종방향으로 상호 간에 실질적으로 동일한, 바람직하게는 실질적으로 일정한 이격 간격을 보유하는 것을 통해, 그리고/또는 적어도 2개, 바람직하게는 모든 가열 부재에서, 가열 부재 종방향으로 직접적으로 연속되는 가열 섹션들이 상호 간에 실질적으로 평행하게 배치되는 것을 통해 달성될 수 있다.
거의 가열 유닛 자체 내에서 상기 가열 유닛과 접촉 유동하는 배기가스의 정화를 위한 촉매 반응을 야기할 수 있도록 하기 위해, 바람직하게는, 적어도 하나, 바람직하게는 모든 가열 부재의 경우 배기가스 접촉 표면은 적어도 일부 영역에서 촉매 작용 재료에 의해 제공된다.
가열 유닛 하우징 내에서 가열 부재들의 정의된 포지셔닝을 위해, 가열 유닛 하우징 상에서 가열 부재들을 전기 절연 방식으로 파지하기 위한, 그리고/또는 가열 부재 종방향에 대해 횡방향으로 직접적으로 인접하는 가열 부재들을 상호 간에 전기 절연 방식으로 파지하기 위한 파지 유닛(holding unit)이 제공될 수 있다.
이 경우, 파지 유닛은, 예컨대 세라믹 섬유 재료 등과 같은 전기 절연 섬유 재료로 구성되어 모든 가열 부재를 실질적으로 환형으로 에워싸는 가열 유닛 하우징 파지 영역을 포함할 수 있고, 그리고/또는 파지 유닛은, 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 파지 부재에 할당되는 방식으로, 가열 부재 파지 영역을 포함할 수 있다.
간단하면서도 안정적으로도 실현될 수 있는 구조의 경우, 가열 부재 파지 영역들 중 적어도 일부분, 및/또는 모든 가열 부재 파지 영역은 상호 간에 일체형으로, 다시 말해 통합 또는 모놀리식 구조로서 형성될 수 있다.
파지 유닛과 가열 부재들의 간단한 연결을 가능하게 하기 위해, 바람직하게는, 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 가열 부재 파지 영역은 배기가스 주 유동 방향으로 연속해서 배치되고 서로 분리되어 형성되는 2개의 부분(portion)을 포함한다.
파지 유닛 내에서 가열 부재들의 정의된 포지셔닝은, 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 가열 부재 파지 영역이, 그를 통해 파지되는 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 가열 부재에 할당되는 방식으로, 가열 부재 종방향으로 이동하지 못하도록 그를 통해 파지되는 적어도 하나의 가열 부재의 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 연결 영역을 파지하기 위한 형상 결합식 파지 형성부(form-locked holding formation)를 포함하는 것을 통해 보조될 수 있다.
이를 위해, 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 형상 결합식 파지 형성부는 각각 가열 부재 종방향으로 직접적으로 인접하는 2개의 연결 섹션 사이에 맞물리는 복수의 파지 돌출부(holding projection)를 포함할 수 있고, 그리고/또는 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 형상 결합식 파지 형성부는 각각 하나의 연결 섹션을 통해 상호 간에 연결되는 2개의 가열 섹션 사이에 맞물리는 복수의 파지 돌출부를 포함할 수 있다.
파지 유닛 자체를 통해 야기되는 전기 단락을 방지하기 위해, 본원의 제안에 따라서, 파지 유닛은 최소한 가열 부재들과 접촉하는 자신의 영역들 상에서, 바람직하게는 실질적으로 완전하게 전기 절연 재료에 의해 구성되고, 그리고/또는 코팅된다.
본 발명에 따라 구성되는 가열 유닛의 경우, 적어도 2개, 바람직하게는 모든 가열 부재는 배기가스 주 유동 방향에 대해 횡방향으로 서로 나란하게 배치될 수 있고, 그리고/또는 적어도 2개, 바람직하게는 모든 가열 부재는 상호 간에 실질적으로 평행한 가열 부재 종방향으로 배치될 수 있고, 그리고/또는 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 가열 부재의 경우, 가열 섹션들 중 적어도 일부, 바람직하게는 모든 가열 섹션들은 가열 부재 종방향에 대해 실질적으로 직각으로 배치될 수 있다.
또한, 본 발명은, 예컨대 촉매 컨버터 및/또는 미립자 필터를 포함하는 배기가스 처리 유닛의 상류에 본 발명에 따라 구성되는 가열 유닛을 포함하는 내연기관용 배기 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 하기에서 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 기술된다.
도 1은 내연기관의 배기 시스템을 위한 가열 유닛을 도시한 횡단면도이다.
도 2는 배기 시스템을 위한 가열 유닛의 대안의 구성 유형을 도시한 횡단면도이다.
도 3은 내연기관의 배기 시스템을 위한 가열 유닛의 또 다른 대안의 구성 유형을 도시한 부분 횡단면도이다.
도 4의 a) 및 b)는 정의된 위치에서 곡류형으로 형성된 가열 부재들을 파지하기 위한 가열 부재 파지 영역들의 상이한 구성 유형들을 도시한 도면이다.
도 5는 대안으로 형성된 가열 부재 파지 영역들을 포함하는 가열 유닛을 도시한 또 다른 부분 횡단면도이다.
도 6의 a) 및 b)는 예컨대 도 2의 가열 유닛에서 사용되는 가열 부재 파지 영역을 각각 도시한 도면이다.
도 7은 내연기관의 배기 시스템을 위한 가열 유닛을 도시한 또 다른 횡단면도이다.
도 8은 통합 구조로서 제공되는 가열 부재 파지 영역들을 포함하는 가열 유닛을 도시한 도면이다.
도 9는 배기가스 처리 유닛과 관련하여 상류에 가열 유닛을 포함하는 배기 시스템을 도시한 원리에 따른 도면이다.
하기에서 도 1 ~ 8을 참조하여 가열 유닛들의 상세한 구성을 설명하기에 앞서, 도 9를 참조하여 상기 유형의 가열 유닛이 내연기관의 배기 시스템 내에 어떻게 통합되어 있는지가 설명된다.
도 9에는, 일체형으로 구성되거나, 또는 복수의 연속되는 부분으로 구성되는, 예컨대 관형인 하우징(12) 내에 전반적으로 도면부호 14로 표시된 가열 유닛이 배치되고, 배기가스 주 유동 방향(A)과 관련하여 하류에는 배기가스 처리 유닛(16)이 배치되어 있는 것인 상기 유형의 배기 시스템(10)의 일 섹션이 도시되어 있다. 배기가스 처리 유닛(16)은 하나 또는 복수의 촉매 컨버터 및/또는 하나의 미립자 필터를 포함할 수 있으며, 그리고 예컨대 산화 촉매 컨버터 등으로서 작용할 수 있다. 배기가스 처리 유닛(16)이 SCR 촉매 컨버터를 포함한다면, 가열 유닛(14)의 상류에는 관형 하우징(12) 내에서 안내되는 배기가스 흐름 내로 반응제, 예컨대 요소 수용액을 유입시키기 위한 인젝터가 제공될 수 있다.
가열 유닛(14)을 통해서는, 내연기관의 작동 모드의 시동 단계에서 상기 가열 유닛에 전압을 인가할 때, 즉 상기 내연기관에 의해 배출되는 배기가스가 비교적 낮은 온도를 보유할 때, 열이 상기 배기가스 상으로 전달되고 배기가스로부터는 배기가스 처리 유닛(16)으로 향하는 방향으로 이송되어 상기 배기가스 처리 유닛 상으로 전달될 수 있다. 따라서, 촉매 반응의 수행을 위해 필요한 온도로 배기가스 처리 유닛(16)을 빠르게 승온시킬 수 있게 된다. 또한, 이미 내연기관의 작동 개시 전에도, 가열 유닛(14) 내에서 가스 흐름, 예컨대 공기 흐름 상으로, 그리고 그에 따라 그 다음 하류에서 뒤따르는 배기가스 처리 유닛(16) 상으로 열을 전달하기 위해, 관형 하우징(12)을 통해서는 상기 가스 흐름, 예컨대 공기 흐름이 안내될 수 있다.
상기 유형의 가열 유닛(14)의 제1 구현 형태는 도 1에 도시되어 있다. 가열 유닛(14)은 예컨대 관형인 가열 유닛 하우징(18)을 포함하며, 이런 가열 유닛 하우징은 예컨대 배기 시스템(10) 자체의 관형 하우징(12)을 통해 제공될 수 있거나, 또는 상기 하우징 내로 삽입될 수 있다. 가열 유닛 하우징(18)의 내부에는, 도 1에 도시된 구현예의 경우, 도 1의 도면 평면에 대해 직각인 배기가스 주 유동 방향(A)에 대해 횡방향으로 4개의 가열 부재(20, 22, 24, 26)가 배치되어 있다. 가열 부재들(20, 22, 24, 26)은, 금속 재료로, 또는 전기 전도성이면서 그와 동시에 가열되는 기타 재료로 이루어져 곡류형 또는 파형 구조로 만곡된 평 스트립 재료에 의해 구성되며, 그리고 자신의 곡류형 구조에 의해 가열 부재 종방향(H)으로 길게 뻗어 있는 방식으로 형성된다.
도 1에서 좌측에 도시된 가열 부재(20)에 근거하여 분명하게 설명되는 것처럼, 곡류형 구조에 의해 구성되는 상기 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 각각은, 가열 부재 종방향(H)에 대해 실질적으로 직각으로 배치되는 복수의 판형 가열 섹션(28); 및 가열 부재 종방향(H)으로 직접적으로 연속되는 각각 2개의 가열 섹션(28)을 서로 연결하는 복수의 연결 섹션(30);에 의해 구성된다. 연결 섹션들(30)은 곡류형 또는 파형 구조의 각각의 정점 영역들(apex region)을 제공하며, 그리고 가열 부재 종방향(H)에 대해 횡방향으로 또는 직각으로 가열 부재 종방향(H)으로 직접적으로 연속되는 2개의 연결 섹션(30)의 이격 간격은 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 횡방향 치수(Q)를 정의한다. 도 1에서는, 가열 유닛(14)의 중앙 영역에 배치되는 두 가열 부재(22, 24)의 경우 가열 부재 종방향(H)으로 횡방향 치수(Q)는 실질적으로 일정한 반면, 가열 유닛 하우징(18)의 아치형 구조에 대한 매칭을 위해 2개의 바깥쪽 가열 부재(20, 26)는 가열 부재 종방향(H)으로 가변하는 횡방향 치수(Q)를 보유하되, 이런 가변하는 횡방향 치수는, 가열 부재 종방향(H)으로 가열 부재들(20, 26)의 중앙 영역에서, 자체의 최댓값을 취하고 상기 중앙 영역에서 출발하여 양방향으로 갈수록 감소하는 점이 분명하게 확인된다.
가열 부재(26)에 근거하여 분명하게 설명되는 것처럼, 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 각각은 가열 부재 종방향(H)으로 배치되는 자신의 단부 영역들 상에 각각 하나의 접속 영역(32, 34)을 포함한다. 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)는 자신의 두 접속 영역들(30, 32, 34) 각각으로 판형으로, 또는 레일형으로 형성되는 접촉 부재(36, 38 또는 40)와 전기 전도 방식으로 연결된다. 이런 연결은 예컨대 재료 결합 방식으로, 다시 말해 예컨대 납땜, 용접 또는 접합(bonding)을 통해 수행될 수 있거나, 또는 형상 결합 방식으로, 다시 말해 예컨대 나사들 또는 리벳들 등을 통해 수행될 수 있거나, 또는 예컨대 강제 끼워 맞춤(force-fitting) 방식으로, 다시 말해 예컨대 조임 고정(clamping), 압축(pressing), 압착(crimping) 등을 통해 수행될 수 있다.
접촉 부재들(36, 38, 40)의 영역에서 상기 접촉 부재들을 관류하는 전류를 통해 실질적으로 열이 생성되지 않는 점을 보장하기 위해, 접촉 부재들(36, 38, 40)은 예컨대 가열 부재들(20, 22, 24, 26)보다 더 두꺼운 두께를 보유하여 제공될 수 있거나, 또는 기본적으로 상대적으로 더 낮은 전기 저항을 갖는 재료에 의해 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 배치의 경우, 서로 나란하게 위치하는 두 가열 부재(20, 22)는 본 도면에서 자신들의 상부 접속 영역들(32)에서 접촉 부재(36)와 연결되며, 그리고 도 1에서 하부에 배치되는 자신들의 접속 영역들(34)에서는 접촉 부재(38)와 전기 전도 방식으로 연결된다. 따라서, 두 가열 부재(20, 22)는 상호 간에 전기적으로 병렬로 연결되어 있는 가열 부재들의 제1 그룹(G1)을 형성한다. 그와 동일한 방식으로, 도 1에서 오른쪽에 도시된 두 가열 부재(24, 26)는 본 도면에서 상부에 위치하는 자신들의 접속 영역들(32)로 접촉 부재(40)와 전기 전도 방식으로 연결되고 하부에 위치하는 자신들의 접속 영역들(34)에서는 마찬가지로 접촉 부재(38)와 전기 전도 방식으로 연결되며, 그럼으로써 상기 두 가열 부재(24, 26)는, 상호 간에 전기적으로 병렬로 연결되어 있는 가열 부재들의 제2 그룹(G2)을 형성하게 된다. 가열 부재들의 두 그룹(G1 및 G2)은 상호 간에 직렬로 연결된다. 이를 위해, 접촉 부재들(36, 40)은 가열 유닛 하우징과 관련하여 전기 절연된 관통 접속구들(42, 44)(feed-through)을 매개로 전압원, 예컨대 차량 내의 배터리 등의 두 극과 연결되어 있거나, 또는 연결될 수 있다.
가열 부재들의 두 그룹(G1, G2)은 이들 그룹을 각각 제공하는 가열 부재들과 관련하여 상호 간에 실질적으로 동일하게 구성된다. 각각의 그룹(G1, G2)은 실질적으로 일정한 횡방향 치수(Q)를 갖는 가열 부재(22, 24)를 포함하며, 그리고 상기 그룹들(G1, G2) 각각은 가변하는 횡방향 치수(Q)를 갖는 가열 부재(20, 26)를 포함한다. 이를 위해, 바람직하게는 실질적으로 일정한 횡방향 치수(Q)를 갖는 두 가열 부재(22, 24)는 상호 간에 동일한 반면, 가변하는 횡방향 치수(Q)를 갖는 두 가열 부재(20, 26) 역시도 상호 간에 동일하다.
그룹들(G1, G2)의 안쪽에서 선택되는 각각의 가열 부재들(20, 22; 24, 26)의 상기 형상은, 각각의 그룹(G1, G2) 내에서 존재하는 전기 저항과 관련하여 동일한 구성을 보조한다.
도 1에 도시된 가열 유닛(14)의 구조의 경우 모든 가열 부재(20, 22, 24, 26)가 상호 간에 실질적으로 동일한 가열 도체 길이를 보유하고 이런 가열 도체 길이는 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 곡류형 구조를 기반으로 가열 부재 종방향(H)으로 자신들의 접속 영역들(32, 34) 사이의 각각의 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 연장 길이(L)보다 분명히 더 큰 점도 상기와 같은 전기 저항의 단일화에 기여한다. 여기서 주지할 사항으로, 상기 가열 도체 길이는, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)가 길게 뻗어 있는 구성에서, 다시 말해 곡류형 또는 파형 구조로 제공되어 있지 않고 예컨대 자신의 두 접속 영역(32, 34) 사이의 도 1에 도시된 곡류형 구조에서 출발하여 실질적으로 직선인 구조를 보유하게 될 때까지 신장될 때, 상기 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)가 자신의 각각의 접속 영역들(32, 34) 사이에서 보유하게 되는 길이이다.
동일한 가열 도체 길이를 보유하는 모든 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 상기 구성 역시도, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26) 내에 실질적으로 동일한 전기 저항이 존재하는 점에 기여한다. 특히 일정한 횡방향 치수(Q)를 갖는 가열 부재들(22, 24)의 비교 시 상기 횡방향 치수(Q)는, 가변하는 횡방향 치수(Q)를 갖는 두 가열 부재(20, 26)의 최대 횡방향 치수(Q)보다 더 작고, 그럼에도 가변하는 횡방향 치수(Q)를 갖는 상기 가열 부재들(20, 26)의 최소 횡방향 치수(Q)보다도 더 작은 점 역시도 상기 동일한 전기 저항의 존재에 기여한다.
또한, 배기가스 주 유동 방향(A)으로 고려할 때, 배기가스 주 유동 방향에 대해 실질적으로 직각으로 배치되는 각각의 전면부들(46, 48)(도 9 참조) 사이에서 상기 가열 부재들이 상호 간에 동일하고 바람직하게는 일정한 폭을 보유하는 점, 그리고 모든 가열 부재(20, 22, 24, 26)가 자신들의 전면부들(46, 48) 사이에서 뻗어 있는 두 광폭 측면부(50, 52) 사이에 동일한, 바람직하게는 실질적으로 일정한 두께, 다시 말해 재료 두께를 보유하는 점 역시도 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 전기 저항의 단일화에 기여한다.
예컨대 전기 전도성 평판 재료의 상호 간에 실질적으로 동일한 블랭크들(blank)이 한편의 가열 부재들(22, 24) 및 다른 한편의 가열 부재들(20, 26)을 위한 상이한 곡류형 구조들로 만곡되는 것을 통해 획득될 수 있는 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 상기 구조에 의해서는, 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 상호 간에 실질적으로 동일한 전기 저항을 기반으로, 상기 가열 부재들의 각각의 영역에서 실질적으로 동일한 가열 용량이 생성되고 그에 따라 동일한 열량이 가열 부재들(20, 22, 24, 26)과 접촉 유동하는 가스 흐름, 예컨대 배기가스 흐름 쪽으로 방출될 수 있는 점이 보장된다.
또한, 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 가열 섹션들(28)이 상호 간에 각각 동일한 이격 간격을 보유하는 점 역시도 가스 흐름 또는 배기가스 흐름 내로 열 방출의 추가적인 균일화에 기여한다. 따라서, 가열 섹션들(28)이 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 각각에서 가열 부재 종방향(H)에 대해 각각 실질적으로 직각으로 배치되어 있는 것인, 도 1에 도시된 구성의 경우, 가열 섹션들(28)은 상호 간에 평행하게 배치되며, 그리고 각각 직접적으로 인접하는 가열 섹션들(28)까지, 바람직하게는 모든 가열 부재(20, 22, 24, 26)에서 동일한 이격 간격을 보유한다. 상호 간에 평행하지 않게 배치되어 있는 가열 섹션들(28)의 경우에서도, 예컨대 직접적으로 인접한 가열 섹션들(28)이 상호 간에 V자 형태로 배치되어 있을 때, 직접적으로 인접하는 가열 섹션들(28)의 각각의 쌍들에서 각각의 이격 간격은 동일할 수 있지만, 그러나 가열 부재 종방향(H)에 대해 횡방향으로는 가변할 수 있다. 그렇게 하여서도, 전체 가열 유닛(14)의 횡단면에 걸쳐서 가스 흐름 내로 최대한 균일한 열 방출이 달성되는데, 그 이유는 횡단면 표면 단위당 실질적으로 동일한 가열 용량이 생성되고 그에 따라 실질적으로 동일한 열 길이(heat length)가 가스 흐름 내로의, 또는 배기가스 흐름 내로의 방출을 위해 제공되기 때문이다.
전반적으로 도면부호 54로 표시된 파지 유닛에 의해 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 및 접촉 부재들(36, 38, 40) 역시도 가열 유닛 하우징(18) 내에 정의되는 방식으로 파지되는 방법에 대해 하기에서 보다 더 상세하게 설명하기 전에, 도 2를 참조하여, 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 전기 배선과 관련하여 대안의 배치구조가 기술된다. 도 2에 도시된 가열 유닛(14)의 경우, 총 4개의 가열 부재(20, 22, 24, 26)는 자신들의 각각의 상부 접속 영역(32)에서 총 4개의 가열 부재(20, 22, 24, 26)를 덮는 접촉 부재(36)와 전기 전도 방식으로 연결되어 있는 반면에, 모든 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 하부에 위치하는 접속 영역들(34)은 하부에 포지셔닝된 접촉 부재(38)와 연결되어 있다. 접촉 부재(36)는 관통 접속구(42)에 의해 전압원의 극들 중 일측 극과 연결되어 있거나, 또는 연결될 수 있으며, 그리고 접촉 부재(38)는 관통 접속구(44)에 의해 전압원의 타측 극과 연결되어 있거나, 또는 연결될 수 있다.
상기와 같이 모든 가열 부재(20, 22, 24, 26)를 직렬로 연결할 때에도, 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 앞서 상세하게 설명한 구조를 기반으로, 가열 유닛 하우징(18)을 관류하는 가스 흐름 내로 가열 유닛 하우징(18)의 횡단면에 걸쳐 실질적으로 균일한 열 방출이 보장된다.
이미 앞서 도 1을 참조하여 언급한 파지 유닛(54)은 최외부 영역으로서 실질적으로 모든 가열 부재(20, 22, 24, 26), 그리고 접촉 부재들(36, 38) 역시도, 그리고 도 1의 경우에는 접촉 부재(40) 역시도 관형으로 에워싸는 가열 유닛 하우징 파지 영역(56)을 포함한다. 이런 파지 영역은 예컨대 세라믹 섬유 재료 등과 같은 전기 절연 섬유 재료에 의해, 또는 성형 부품으로서 구성되며, 그리고 일반적으로 금속 재료에 의해 구성되는 가열 유닛 하우징(18)에 대한 여러 컴포넌트의 전기 단락을 방지한다.
또한, 파지 유닛(54)은 5개의 가열 부재 파지 영역(58, 60, 62, 64, 66)을 더 포함한다. 이 경우, 예컨대 바깥쪽에서 가열 유닛 하우징(18)의 만곡부 유형의 영역들 내에 포지셔닝되는 두 가열 부재 파지 영역(58, 66)은 상호 간에 실질적으로 동일하게 구성될 수 있으며, 그리고 파지 부재들(20, 22, 24, 26) 중 각각 2개 사이에 포지셔닝된 가열 부재 파지 영역들(60, 62, 64, 66) 역시도 상호 간에 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다.
또한, 여러 가열 부재 파지 영역(58, 60, 62, 64, 66)은, 특히 서로 직접적으로 인접하는 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 간의 전기 단락을 방지하기 위해, 완전하게 예컨대 플라스틱 재료 또는 세라믹 재료와 같은 전기 절연 재료로 구성될 수 있거나, 또는 예컨대 최소한 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 중 각각 하나에 대한 접촉이 존재하는 곳에서, 예컨대 세라믹 재료 등을 함유하는 전기 절연 코팅층을 포함하는 금속 재료로도 구성될 수 있다.
원주방향으로 바깥쪽에 포지셔닝된 두 가열 부재 파지 영역(58, 66)의 원주방향 단부들 사이에는 여러 접촉 부재(36, 38, 40)가 배치되어 있으며, 그리고 이처럼 가열 부재 파지 영역들(58, 66) 및 접촉 부재들(36, 38), 그리고 경우에 따른 접촉 부재(40)로 이루어진 관형 구조는 가열 유닛 하우징 파지 영역(56)의 이미 기술한 관형 구조에 의해 에워싸인다.
가열 부재 파지 영역들(58, 60, 62, 64, 66)을 통해서는, 가열 부재 종방향(H)에 대해 실질적으로 횡방향으로 상호 간에 상대적으로, 그리고/또는 가열 유닛 하우징(18)에 상대적으로 가열 부재들(22, 24, 26)의 상호 간의 파지 및/또는 지지가 보장될 뿐만 아니라, 개별 가열 부재들(20, 22, 24, 26)은 자신들의 각각의 연결 섹션들(30)에서도 특히 가열 유닛 종방향(H)으로 이동하지 않도록 파지되기도 한다. 이를 위해, 가열 부재 파지 영역들(58, 60, 62, 64, 66)은, 그 결과 파지되거나 지지되는 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 각각에 할당되는 방식으로, 전반적으로 도면부호 68로 표시된 각각 하나의 형상 결합식 파지 형성부를 포함한다. 하기에서 다양한 구현예들에 근거하여 설명되는 형상 결합식 파지 형성부들(68)은, 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 사이에서 이들의 각각의 연결 섹션들(30) 및 가열 부재 파지 영역들(58, 60, 62, 64, 66)의 영역에서는 가열 부재 종방향(H)으로 작용하는 형상 결합이 이루어짐으로써 가열 부재들(22, 24, 26, 28)의 연결 섹션들(30)의 영역에서 가열 부재 종방향(H)으로 상기 가열 부재들의 이동이 실질적으로 배제되게 되는 점을 보장한다.
도 3에 도시된 구성의 경우, 각각의 형상 결합식 파지 형성부(68)는 직접적으로 인접하는 2개의 연결 섹션(30) 사이에 맞물리는 복수의 파지 돌출부(70)를 포함한다. 가열 부재 종방향(H)으로 직접적으로 인접하는 파지 돌출부들(70)의 상호 간의 이격 간격은 실질적으로 가열 부재 종방향(H)으로 연결 섹션들의 치수에도 상응하거나, 또는 가열 섹션들(28) 상호 간의 이격 간격에도 상응한다.
도 4에 도시된 것처럼, 상기 파지 돌출부들(70)은 배기가스 주 유동 방향(A)으로, 다시 말해 그 결과 각각 파지되는 연결 섹션들(30)의 연장 방향으로 전면부들(46, 48) 사이에서 연속해서 형성될 수 있거나, 또는 예컨대 각각 전면부들(46, 48)에 인접하여 위치하는 길이 영역들 내에서만 작용하는 각각의 파지 돌출부 섹션들(70a, 70b)로서 형성될 수 있다.
형상 결합식 파지 형성부들(68)의 도 5에 도시된 개선예 또는 대안의 구성의 경우, 특히 가열 부재 파지 영역(60)에 근거하여 설명된 것처럼, 파형 표면 구조를 포함한 파지 돌출부들(70)이 제공될 수 있되, 상기 파형 표면 구조는, 특히 각각 2개의 가열 부재 사이에서 작용하는 가열 부재 파지 영역들(60, 62, 64)의 경우, 이들 가열 부재 파지 영역의 전체적으로 파형인 구조를 통해 제공될 수 있다. 특히 형상 결합식 파지 형성부들(68)의 파형 구조의 도 5에 도시된 구성의 경우, 상기 형상 결합식 파지 형성부들은 상호 간에 연결될 개별 컴포넌트들 및/또는 위치들 상에, 또는 가열 부재 파지 영역들 중 각각 하나를 제공하는 통합 부품 내에 형성될 수 있다.
도 3과 도 5의 비교에서는, 대체로, 파형 구조를 통해 제공되는 형상 결합식 파지 형성부들(68)의 구성의 경우, 직접적으로 인접하는 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 지지 섹션들(30)이 가열 부재 종방향(H)으로 상호 간에 오프셋되어 있는 반면, 도 3에 도시된 구성 유형의 경우에는 파지 돌출부들(70) 및 그에 따라 그들 사이에 형성되어 각각의 연결 섹션들(30)을 수용하는 리세스부들이 가열 부재 종방향(H)으로 상호 간에 오프셋되어 있지 않은 점이 확인된다.
도 6에 도시된 구성의 경우, 가열 부재 파지 영역(58)에 근거하여 설명되는 형상 결합식 파지 형성부(68)는 예컨대 핀(pin) 유형으로 형성된 파지 돌출부들(72a, 72b)을 포함하며, 이들 파지 돌출부는, 하나의 연결 섹션(30)을 통해 상호 간에 연결되는 가열 섹션들(28) 사이에 맞물리도록 포지셔닝되고 형성된다. 이런 맞물림을 가능하게 하기 위해, 바람직하게는 상기 유형의 형상 결합식 파지 형성부(68)를 포함하는 가열 부재 파지 영역은 배기가스 주 유동 방향(A)으로 연속해서 포지셔닝되는 2개의 부분(74, 76)에 의해 구성된다. 상기 부분들(74, 76) 각각은 각각 쌍을 이루는 방식으로 서로 할당되는 파지 돌출부들(72a, 72b) 중 하나를 포함한다. 조립 동안, 상기 두 부분(74, 76)은, 파지 돌출부들(72a, 72b)이 도 6b)에 도시된 포지셔닝을 취하고 여기에 도시된 가열 부재(20)의 곡류형 구조 내로 맞물릴 때까지, 양 측면에서부터 전분부들(46; 48)로 접근될 수 있다.
선택적인, 또는 추가적인 파지를 위해, 두 부분(74, 76) 중 일측 상에는 복수의 파지 돌출부(70)가 제공될 수 있되, 각각의 상기 유형의 파지 돌출부(70)는, 앞서 도 4를 참조하여 기술한 것처럼, 이런 경우 각각 하나의 쌍의 파지 돌출부들(72a, 72b)을 통해 파지되는 2개의 연결 섹션(30) 사이로 맞물리는 방식으로 포지셔닝된다.
파지 유닛(54)의 또 다른 대안의 구성은 도 7 및 8에 도시되어 있다. 상기 파지 형성부(54) 역시도 예컨대 세라믹 섬유 재료에 의해, 또는 예컨대 세라믹 재료로 이루어진 성형 부품으로서도 구성되는 가열 유닛 하우징 파지 영역(56)을 포함하며, 이런 가열 유닛 하우징 파지 영역은 가열 부재들(20, 22, 24, 26)을, 그리고 접촉 부재들(36, 38, 40) 역시도 환형으로 에워싸며, 그리고 그에 따라 도 8에 도시되지 않은 가열 유닛 하우징에 대해 전기 절연을 생성한다.
모든 가열 부재 파지 영역(58, 60, 62, 64, 66)은, 상기 구성의 경우, 통합 구조, 다시 말해 모놀리식 구조로서 제공된다. 상기 구성 유형에서도 도 7에 도시되고 하나의 연결 섹션(30)을 통해 상호 간에 연결된 각각 2개의 가열 섹션(28) 사이에 맞물리는 파지 돌출부들(72a, 72b)을 간단한 방식으로 삽입할 수 있도록 하기 위해, 가열 부재 파지 섹션들(58, 60, 62, 64, 66)의 상기 통합 또는 모놀리식 구조의 경우에서도, 배기가스 주 유동 방향(A)으로 연속되는 2개의 부분을 포함하는 구조가 도 6에 도시된 것처럼 제공될 수 있다. 이런 경우, 상기 두 부분 각각에서는, 각각 하나의 부분의 일체형 또는 모놀리식 구조가 가열 부재 파지 영역들(58, 60, 62, 64, 66) 각각에 의해 제공된다.
상기 통합 구조에서 매우 바람직하게는, 접촉 부재들(36, 38, 40)의 수용을 위한 리세스부들이 제공될 수 있으며, 그럼으로써 상기 접촉 부재들 역시도 정의된 포지셔닝에서 파지되게 된다.
이미 언급한 것처럼, 바람직한 방식으로, 가열 부재 파지 영역들(58, 60, 62, 64, 66)은 예컨대 세라믹 재료 또는 유리 세라믹 재료와 같은 전기 절연 재료에 의해 구성될 수 있다. 그 대안으로, 동일한 방식으로 세라믹 재료에 의해 구성될 수 있고 그 대안으로는 에나멜 층 또는 유리 세라믹 층으로서도 형성될 수 있는 전기 절연 외피부를 포함하는 금속 기본 재료가 제공될 수 있다. 가열 유닛 하우징(18)과 관련하여 전기 절연하는 가열 유닛 하우징 파지 영역(56)은 예컨대 세라믹 성형 부품으로서 일체형으로, 또는 다중 부재형으로 형성될 수 있거나, 또는 섬유 재료, 예컨대 세라믹 섬유 재료, 유리 섬유 재료, 광물 섬유 재료로서 제공될 수 있거나, 또는 유리 세라믹으로 이루어진 강성 구조로서도 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 가열 유닛(14)의 또 다른 매우 바람직한 개선예에 따라서, 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 중 하나 또는 복수의 가열 부재를 일부 영역에서, 또는 완전하게 촉매 작용 재료(78)로 코팅할 수 있다. 이를 위해, 예컨대 전기 전도성 구조 재료는 약 5%, 예컨대 1,4767의 알루미늄 함량을 함유하는 강 합금으로 구성될 수 있으며, 그리고 상기 금속 기본 재료 상에는, 각각의 적용에 따라서, 오토 엔진과 결부되는 이용을 위한 TWC 코팅층이 적층될 수 있거나, 또는 디젤 엔진과 결부되는 이용을 위해서는 DOC 코팅층이 적층될 수 있다.
상기 유형의 촉매 작용 코팅층을 제공하는 것을 통해, 상기 코팅층을 직접 전기적으로 가열하는 가능성을 기반으로, 촉매 반응이 시작되는 온도는 콜드 스타트 이후 매우 빠르게 달성됨으로써, 내연기관에 의해 배출되는 배기가스가 촉매 반응 없이 환경으로 배출되는 기간은 추가로 분명하게 단축될 수 있는 점이 보장된다.

Claims (18)

  1. 내연기관의 배기 시스템을 위한 가열 유닛으로서, 배기가스 주 유동 방향(A)으로 가스에 의해 관류될 수 있는 가열 유닛 하우징(18); 및 상기 가열 유닛 하우징(18) 내에 배치되고 곡류형으로 형성되는 복수의 가열 부재들(20, 22, 24, 26);을 포함하되, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)는 가열 부재 종방향(H)으로 연속되고 실질적으로 판형인 복수의 가열 섹션들(28)을 포함하며, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 가열 섹션들(28)이면서 가열 부재 종방향(H)으로 연속되는 방식으로 배치되는 상기 가열 섹션들(28)은 각각 연결 섹션(28)을 통해 상호 간에 연결되며, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)는 가열 부재 종방향으로 상호 간에 이격되어 배치되는 2개의 접속 영역들(32, 34)을 포함하며, 가열 부재들(20, 22, 24, 26)은 각각의 접속 영역(32, 34)에서 추가의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 접속 영역(32, 34) 및/또는 전압원과 전기 전도 방식으로 연결되어 있거나, 또는 연결될 수 있으며, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 경우, 가열 부재의 접속 영역들(32, 34) 사이의 가열 도체 길이는, 가열 부재 종방향(H)으로 가열 부재의 접속 영역들(32, 34) 사이에서 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 연장 길이보다 더 긴, 상기 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛에 있어서, 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 중 적어도 2개, 바람직하게는 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 모두는 실질적으로 동일한 가열 도체 길이를 보유하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)는 만곡된 평 스트립 재료에 의해 구성되며, 그리고 상기 배기가스 주 유동 방향(A)에 대해 실질적으로 평행하게 배치되는 광폭 측면부들(50, 52); 및 상기 배기가스 주 유동 방향(A)에 대해 실질적으로 직각으로 배치되는 전면부들(46, 48)을 포함하며, 그리고 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 중 적어도 2개, 바람직하게는 모두는 자신들의 각각의 전면부들(46, 48) 사이에 실질적으로 동일한, 바람직하게는 실질적으로 일정한 가열 도체 폭을 보유하고, 그리고/또는 자신들의 각각의 광폭 측면부들(50, 52) 사이에 실질적으로 동일한, 바람직하게는 실질적으로 일정한 두께를 보유하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 가열 부재(22, 24)의 경우, 배기가스 주 유동 방향(A)에 대해 횡방향으로 향하고 가열 부재 종방향(H)에 대해 횡방향으로 향하는 횡방향 치수(Q)는 가열 부재 종방향(A)의 방향으로 실질적으로 일정하고, 그리고/또는 적어도 하나의 가열 부재(20, 26)의 경우, 횡방향 치수(Q)는 가열 부재 종방향(H)의 방향으로 가변하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 실질적으로 일정한 횡방향 치수(Q)를 갖는 상기 적어도 하나의 가열 부재(22, 24)의 경우, 상기 횡방향 치수(Q)는, 상기 가열 부재 종방향(H)으로 가변하는 횡방향 치수(Q)를 갖는 상기 적어도 하나의 가열 부재(20, 26)의 최대 횡방향 치수보다 더 작은 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 부재들(20, 22, 24, 26)은 자신들의 접속 영역들(32, 34)에서 접촉 부재들과 전기 전도 방식으로 연결되며, 적어도 2개의 가열 부재들(20, 22, 24, 26)은 자신의 접속 영역들(32, 34) 중 일측 접속 영역에서 상기 접촉 부재들(36, 38, 40) 중 일측 접촉 부재와 전기 전도되는 방식으로 연결되고 자신의 타측 접속 영역(32, 34)에서는 상기 접촉 부재들(36, 38, 40) 중 타측 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 중 적어도 2개를 포함하는 제1 그룹(G1)에서, 상기 가열 부재들(20, 22)은 자신들의 일측 접속 영역(32)에서 상기 접촉 부재들(36, 38, 40) 중 제1 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결되고, 자신들의 타측 접속 영역(34)에서는 상기 접촉 부재들(36, 38, 40) 중 제2 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결되며, 그리고 상기 가열 부재들(20, 22, 24, 26) 중 적어도 2개를 포함하는 제2 그룹(G2)에서, 상기 가열 부재들(24, 26)은 자신들의 일측 접속 영역(32)에서 상기 접촉 부재들(36, 38, 40) 중 제3 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결되고, 자신들의 타측 접속 영역(34)에서는 상기 접촉 부재들(36, 38, 40) 중 상기 제2 접촉 부재와 전기 전도 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 그룹(G1)의 가열 부재들(20, 22)의 개수는 상기 제2 그룹(G2)의 가열 부재들(24, 26)의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의, 바람직하게는 모든 가열 부재들에서, 상기 가열 부재 종방향(H)으로 직접적으로 연속되는 가열 섹션들(28)은 상기 가열 부재 종방향(H)으로 상호 간에 실질적으로 동일한, 바람직하게는 실질적으로 일정한 이격 간격을 보유하고, 그리고/또는 적어도 2개의, 바람직하게는 모든 가열 부재들(20, 22, 24, 26)에서, 상기 가열 부재 종방향(H)으로 직접적으로 연속되는 가열 섹션들(28)은 상호 간에 실질적으로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의, 바람직하게는 모든 가열 부재들(20, 22, 24, 26)의 경우, 배기가스 접촉 표면은 적어도 일부 영역에서 촉매 작용 재료(78)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 유닛 하우징(18) 상에서 상기 가열 부재들(20, 22, 24, 26)을 전기 절연 방식으로 파지하기 위한, 그리고/또는 상기 가열 부재 종방향(H)에 대해 횡방향으로 직접적으로 인접하는 상기 가열 부재들(20, 22, 24, 26)을 상호 간에 전기 절연 방식으로 파지하기 위한 파지 유닛(54)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  11. 제10항에 있어서, 상기 파지 유닛(54)은, 모든 가열 부재들(20, 22, 24, 26)을 실질적으로 환형으로 에워싸는 가열 유닛 하우징 파지 영역(56)을 포함하고, 그리고/또는 상기 파지 유닛(54)은, 적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)에 할당되는 방식으로, 가열 부재 파지 영역(58, 60, 62, 64, 66)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가열 부재 파지 영역들(58, 60, 62, 64, 66) 중 적어도 일부, 바람직하게는 모든 가열 부재 파지 영역들(58, 60, 62, 64, 66)은 상호 간에 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 가열 부재 파지 영역(58, 60, 62, 64, 64)은 배기가스 주 유동 방향(A)으로 연속해서 배치되고 서로 분리되어 형성되는 2개의 부분들(74, 76)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 가열 부재 파지 영역(58, 60, 62, 64, 66)은, 그를 통해 파지되는 적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)에 할당되는 방식으로, 상기 가열 부재 종방향(H)으로 이동하지 못하도록 그를 통해 파지되는 적어도 하나의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 연결 섹션(30)을 파지하기 위한 형상 결합식 파지 형성부(68)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  15. 제14항에 있어서, 적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 형상 결합식 파지 형성부(68)는 각각 상기 가열 부재 종방향(20, 22, 24, 26)으로 직접적으로 인접하는 2개의 연결 섹션들(30) 사이에 맞물리는 복수의 파지 돌출부들(70; 70a, 70b)을 포함하고, 그리고/또는 적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 형상 결합식 파지 형성부(68)는 각각 연결 섹션(30)을 통해 상호 간에 연결되는 2개의 가열 섹션들(28) 사이에 맞물리는 복수의 파지 돌출부들(72a, 72b)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파지 유닛(54)은 적어도 가열 부재들(20, 22, 24, 26)과 접촉하는 자신의 영역들에서, 바람직하게는 실질적으로 완전하게 전기 절연 재료에 의해 구성되고, 그리고/또는 코팅되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의, 바람직하게는 모든 가열 부재들(20, 22, 24, 26)은 상기 배기가스 주 유동 방향(A)에 대해 횡방향으로 서로 나란하게 배치되고, 그리고/또는 적어도 2개의, 바람직하게는 모든 가열 부재들(20, 22, 24, 26)은 상호 간에 실질적으로 평행한 가열 부재 종방향(H)으로 배치되고, 그리고/또는 적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 가열 부재(20, 22, 24, 26)의 경우, 상기 가열 섹션들(28) 중 적어도 일부, 바람직하게는 모든 가열 섹션들(28)은 가열 부재 종방향(H)에 대해 실질적으로 직각으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기 시스템용 가열 유닛.
  18. 바람직하게는 촉매 컨버터 및/또는 미립자 필터를 포함하는 배기가스 처리 유닛(16)의 상류에 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 가열 유닛(14)을 포함하는 내연기관용 배기 시스템.
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