(57)【要約】      （修正有）【課題】再生可能であり自動車の排気ガス管のような管内で使用される粒子捕獲装置。【解決手段】層状に構成されたハニカム体１の形の粒子捕獲装置であって、流路２を形成し、粒子捕獲装置を通って流れる流体の流れに渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるために構造物を有し、少なくとも部分的に開放しており、更に少なくとも部分的に加水分解膜を備えている。部分的に金属層４、６から構成され、該金属層は相互にろう付けにより結合されており、流体の通流可能な平板層が２つの波形層の間に配置され、前記平板層が孔を有するかファイバ金属から構成されている。流路２の少なくとも一部がその流路壁１３の少なくとも１つの部分範囲に高い熱容量を有し、それにより流体温度が上昇する際に流体の流れに含まれる粒子に対する伝熱作用がこの範囲で強められて生じる。【選択図】図１
2010169097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に層状に構成されたハニカム体（１）の形の粒子捕獲装置であって、流路（２）を形成し、粒子捕獲装置（１１）を通って流れる流体の流れに渦流領域、安定領域及び／又は不感領域（５）を発生させるために構造物（３）を有し、少なくとも部分的に開放しており、更に少なくとも部分的に加水分解膜を備えている粒子捕獲装置。
【請求項２】
粒子捕獲装置（１１）が少なくとも部分的に金属層（４、６）から構成され、該金属層は相互にろう付けにより結合されており、流体の通流可能な平板層が２つの波形層の間に配置され、前記平板層が孔を有するかファイバ金属から構成されている請求項１記載の粒子捕獲装置。
【請求項３】
流路（２）と、粒子捕獲装置（１１）を通って流れる流体の流れに渦流領域、安定領域及び／又は不感領域（５）を発生させるための構造物（３）とを備え、粒子捕獲装置（１１）が少なくとも部分的に開放しており、流路（２）の少なくとも一部がその流路壁（１３）の少なくとも１つの部分範囲に高い熱容量を有し、それにより流体温度が上昇する際に流体の流れに含まれる粒子に対する伝熱作用がこの範囲で強められて生じる粒子捕獲装置。
【請求項４】
第１の層（６）と、波板層（４）または平板層（６）であってもよい第２の薄板とから製造されている請求項１乃至３の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項５】
半径方向に貫流される請求項１乃至４の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項６】
円錐状流路（２）を有する請求項１乃至５の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項７】
粒子捕獲装置（１１）及び／又は触媒コンバータ（８）である複数の、場合によっては細長い要素を含む請求項１乃至６の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項８】
異なった熱容量を持つ少なくとも２つの要素を有する請求項７記載の粒子捕獲装置。
【請求項９】
流体の流れに対し行き止まりを持たず、２００〜４００ｃｐｓｉのセル密度を有する請求項１乃至８の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項１０】
粒子捕獲の機能に加えて、貯蔵機能、混合機能および流れ分配機能の少なくとも１つの機能を有する請求項１乃至９の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項１１】
自動車（１４）の排気ガス管（１２）で使用される請求項１乃至１０の１つに記載の粒子捕獲装置（１１）の用途。
【請求項１２】
流体の流れ方向に、少なくとも、添加剤注入器と請求項１〜１０の１つに記載の粒子捕獲装置（１１）とが設けられており、
該粒子捕獲装置（１１）は、積層構造を持つと共にハニカム体の形状を有し、更に構造物（３）を備えており、
この構造物（３）は流体の流れに渦流領域、安定領域および／又は不感領域（５）を形成し、
前記粒子捕獲装置（１１）は少なくとも部分的に開放している粒子捕獲装置の構成。
【請求項１３】
粒子捕獲装置（１１）の下流に加水分解触媒が配置されている請求項１２記載の構成。
【請求項１４】
粒子捕獲装置（１１）の下流に還元触媒が配置されている請求項１２又は１３記載の構成。
【請求項１５】
添加剤注入器の上流に酸化触媒が配置されている請求項１２乃至１４の１つに記載の構成。
【請求項１６】
煤煙フィルタが添加剤注入器と粒子捕獲装置（１１）との間および／又は粒子捕獲装置と還元触媒との間に配置されている請求項１５記載の構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子の酸化によって再生可能であり、例えば自動車の排気ガス管のような管内に組込むことができる、粒子を有する流体用の、特にディーゼルエンジンの排気ガス用の粒子捕獲装置に関する。
【０００２】
例えば自動車の排気ガスのような流体はガス状成分の他に粒子も含んでいる。この粒子は排気ガスと一緒に放出されるか又は場合によっては自動車の排気ガス管内及び／又は触媒コンバータ内に堆積する。負荷変動の際、その粒子は例えば煤煙雲のような粒子雲の形で放出される。
【０００３】
従来では粒子を捕獲する濾過器（一部はフィルタとも呼ばれる）が使用されている。しかし、濾過器の使用は、濾過器が一方では詰まってしまい他方では不所望に高い圧力降下を惹き起すという２つの大きな欠点をもたらす。さらに、粒子を低減させねば上回られるであろう、自動車放出物に対する法的な値が守られねばならない。従って、濾過器、フィルタ又は他の装置の欠点を克服する排気ガス粒子捕獲要素を構成する必要がある。
【０００４】
本発明の課題は、再生可能であり開放している流体流用粒子捕獲装置を構成することにある。
【０００５】
本発明の対象は、流路と、粒子捕獲装置を通って流れる流体の流れに渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための構造物とを備え、少なくとも部分的に開放している粒子捕獲装置である。粒子捕獲装置は少なくとも部分的に開放している。
【０００６】
さらに、本発明の対象は、流路と、粒子捕獲装置を通って流れる流体の流れに渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための構造物を備え、粒子捕獲装置が少なくとも部分的に開放しており、流路の少なくとも一部が例えば大きい壁厚み、大きなセル数等による高い熱容量を持つ少なくとも１つの部分範囲を有し、それにより流体温度が急速に上昇するダイナミックな負荷変動の際に流体に含まれる粒子に対する伝熱作用がこの範囲で強められて生じる粒子捕獲装置である。
【０００７】
さらに、本発明の対象は、他のモジュールと種々に組合わせて使用される粒子捕獲装置の用途である。
【０００８】
例えば国際公開第９１／０１８０７号パンフレット又は国際公開第９１／０１１７８号パンフレットに記載され金属薄板から成る混合要素を用いて排気ガスシステム内に噴射される添加剤の改善された分布をテストする実験において、薄板の裸のすなわち被覆されていない金属上にディーゼルエンジンから排出された煤煙のような粒子を堆積させ、酸化させることに成功した。
【０００９】
粒子は渦流によって流路の内壁へ投げ飛ばされそこに付着するものと推測される。渦流は流路内側の構造物によって発生させられ、この構造物は流れに渦流の他に安定領域または不感領域を発生させる。粒子は安定領域及び／又は不感領域に殆ど沈積し（重力堆積に比較して）、その後強固に付着するものと推測される。粒子が付着する際、金属と煤煙との相互作用、及び／又は流体と流路壁との温度勾配が重要である。同様にガス流内または壁への粒子の強い集結が観察された。
【００１０】
安定領域は流路内で僅かな流速を持つ領域を言い、不感領域（ｄｅａｄ  ｚｏｎｅ）は流体運動を持たない領域を言う。
【００１１】
“開放”は、流れの行き止まりが存在していないので、閉鎖形装置とは逆の粒子捕獲装置を言う。この特性は、横断面積において約２０％の面積が自由に貫流されるというように例えば２０％の開放性を意味するような粒子捕獲装置の特色付けに役立つ。これは、流路が約０．８ｍｍの流体直径を持っている６００ｃｐｓｉ（ｃｅｌｌ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｉｎｃｈ）の担体の場合には約０．０１ｍｍ2の面積に相当する。
【００１２】
粒子捕獲装置は、孔が塞がれることがある従来のフィルタ装置のように詰まることがない。何故ならば、先ず流れが塊になった粒子の一部をその高められた空気抵抗に基づいて剥ぎ取り、一緒に引きさらって行くからである。
【００１３】
粒子捕獲装置を製造するために、少なくとも部分的に構造化された層が公知の方法で積層されるか又は巻回され、接合技術で結合され、特にろう付けされる。粒子捕獲装置のセル密度は層の波に関係している。層の波は層全体に亘って必ずしも一様である必要がなく、通流される粒子捕獲装置の内部に、層構造物の適宜の製作によって種々の流れ及び／又は圧力損失が作られてもよい。
【００１４】
粒子捕獲装置はモノリシックであるか又は複数のディスクであってもよい、すなわち１つの要素または複数の連続的に接続された個別要素から構成されていてもよい。
【００１５】
自動車の駆動システムの種々の（ダイナミックな）負荷例をカバーするためには、円錐状流路を備えた装置または円錐形の要素が優れている。かかる装置は例えば国際公開第９３／２０３３９号パンフレットに記載され、拡大する流路または縮小する流路を有し、それゆえ質量流量の際に流路のどこかの個所で、流路が転向構造物または渦流構造物を備えている場合、粒子の捕獲のための良好な状況が生じる。
【００１６】
“円錐状”とは、流れ方向に直径拡大を有する構成または直径減少を有する構成を言う。多数の流路を備え、その内の一部が狭くされ一部が広くされている円筒状のハニカム体は適切な特性を有する。
【００１７】
複数の層が巻回されて１つのハニカム体を構成する本発明の実施態様において、２つの波板層の間に位置する平板層が孔を有し、それにより巻回によって作られた流路間で流体交換が可能になる。それによって、粒子捕獲装置の、９０°の転向を生じない半径方向の流れが可能になる。孔を有する平板層の実施態様において、これらの孔が流れ案内板の出口に設けられ、流れが直接その孔内に導かれると好ましい。孔を有する平板層の代わりに、例えば繊維材料のような他の貫通可能な材料を使用することもできる。
【００１８】
層の材料が金属（薄板）であると好ましいが、天然の無機物質（セラミックス、繊維材料）、有機物質または有機金属物質、及び／又は被膜を設けなくても粒子が付着する表面を有する焼結材料であってもよい。
【００１９】
粒子捕獲装置は大きな温度変動下で部分的に酸化性の雰囲気（空気）内で使用され、層の表面（この層が金属から成る場合）に種々の酸化物が針状結晶、或る程度の表面粗さを生ぜしめるいわゆるホイスカが作られる。基本的に分子のように挙動する流れ粒子は種々のメカニズム、特に乱流内での衝突または遮断、又は層流内での伝熱によってこの粗い表面に沈積し、そこに保持される。その場合、付着は主としてファン・デル・ワールス力によって惹き起される。
【００２０】
被覆されていない金属薄板への粒子の堆積が起るが、粒子捕獲装置に被覆された範囲が存在することは排除されない。何故ならば、粒子捕獲装置の一部は例えば触媒担体として形成されているからである。
【００２１】
層の薄板厚みは好ましくは０．０２〜０．２ｍｍの範囲、特に好ましくは０．０５〜０．０８ｍｍであり、高い熱容量を有する範囲では好ましくは０．６５〜０．１１ｍｍである。
【００２２】
多数の巻回された層を有する粒子捕獲装置の場合、これらの層は同一の材料または異なった材料からなり、同一の薄板厚み又は異なった薄板厚みを有する。
【００２３】
ディーゼルエンジンの排気ガス内の粒子は主として煤煙からなり、電界を通って導くことにより荷電及び／又は分極させることができ、それによりその粒子はその主流れ方向（例えば流路に平行な粒子捕獲装置の軸線方向）に偏向される。それによって、粒子捕獲装置の流路の壁への粒子の衝突に関する確率が高められる。というのは、粒子は粒子捕獲装置を貫流する際に他方向への、特に主流れ方向に垂直な方向への速度成分を有するからである。これは例えば粒子捕獲装置に前置接続され粒子の分極を保証するプラズマ反応器によって実現される。特に粒子捕獲装置が少なくとも部分的に正電荷を有し、電気的に負に分極された粒子が積極的に引き寄せられる場合、粒子が分極区間の少なくとも１つの極を形成すると有利である。粒子を流れの内部から壁へ打ち寄せるメカニズム（例えば遮断お
よび衝突）が加速され、強められる。
【００２４】
粒子捕獲装置が荷電される場合のために、層上に及び／又は層を形成する薄板の構造物内に針状物が配置され、この針状物が荷電作用を強めると有利である。流体の粒子は例えば荷電のために分極区間を通って導かれ、その際に粒子が分極される。しかし、特に適当な絶縁物が針状物及び／又は分極区間に関して設けられている場合、粒子捕獲装置は接地され荷電中立に保たれていてもよい。
【００２５】
分極及び／又は荷電は１つの実施態様によれば光電離によっても行われる。
【００２６】
１つの実施態様によれば、粒子はコロナ放電によって荷電及び／又は分極される。
【００２７】
粒子捕獲装置の実施態様によれば、流路壁と流れとの温度差が流路壁への粒子の強い移動に役立つという知識が有効である（伝熱作用）。同様に（例えば層の相応する薄板厚みによって生じる）厚い、従って高い熱容量を有する流路壁は、（例えば流れに渦流を発生させることによって）粒子をこの壁に転向させる構造物（案内構造物）と組合わせられる。厚い流路壁は高い熱容量を有し、従ってダイナミックな負荷変動および排気ガス温度の上昇の際に流れと流路壁との温度差を薄い流路壁よりも長く維持し、堆積を促進する作用を薄い流路壁より長く保持する。案内構造物は渦流領域、安定領域および不感領域を発生させるための構造物であり、流れの強制的な混合を惹き起し、それにより流れの内部における粒子の豊富な範囲が外側へもたらされ、その逆も行われる。従って、多数の粒子が遮断および衝突によって壁に接触することができ、そこに付着し続ける。
【００２８】
１つの実施態様によれば、それぞれ異なった厚みの流路壁を有する複数の粒子捕獲装置を連続して接続することによる伝熱作用が利用される。
【００２９】
粒子捕獲装置のセル密度は２５〜１０００ｃｐｓｉの範囲、好ましくは２００〜４００ｃｐｓｉの範囲にある。
【００３０】
２００ｃｐｓｉの標準的な粒子捕獲装置はディーゼルエンジンに関しては１００ｋＷ当たり約０．２〜１リットル、好ましくは０．４〜０．８５リットル／１００ｋＷの体積を有する。幾何学的な表面積に関しては例えば１．７８ｍ2／１００ｋＷが生じる。これは従来のフィルタおよび濾過装置の体積との比較では非常に僅かな体積であり、１００ｋＷ当たり約４ｍ2の表面積を持つ従来の構成に比べて非常に僅かな幾何学的表面積である。
【００３１】
粒子捕獲装置は再生可能であり、ディーゼルエンジンの排気ガス管内の煤煙堆積の場合には再生が、約２００℃以上の温度の際には二酸化窒素（ＮＯ2）による煤煙の酸化によって、又は例えば５００℃以上の温度の際には空気もしくは酸素（Ｏ2）による煤煙の熱的酸化によって、もしくは添加物（例えばセリウム）の噴射によって行われる。
【００３２】
ＮＯ2による煤煙酸化は、例えば
Ｃ＋２ＮＯ2-＞ＣＯ2＋２ＮＯ
に基づく“連続再生トラップ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｔｒａｐ（ＣＲＴ）”のメカニズムによって、排気ガス管内の粒子捕獲装置の前に、ＮＯを十分な量のＮＯ2に酸化する酸化形触媒コンバータを置くことを必要とする。反応体の量比率はしかし流体の混合に強く関係し、それゆえ粒子捕獲装置の流路の構成に応じて異なった量比率を使用した方がよい。
【００３３】
粒子捕獲装置の熱再生補助装置が設けられ、例えば要素の少なくとも一部が電気的に加熱され、又は要素に電気加熱補助装置（例えば加熱形触媒コンバータ）が前置接続される実施態様は特に有利であることが判明している。
【００３４】
１つの実施態様において、補助装置は再生のために粒子捕獲装置の敷設および充填度に関係して接続される。これは最も簡単な場合には粒子捕獲装置が排気ガス管内に発生する圧力損失を介して測定される。
【００３５】
優れた実施態様によれば、粒子捕獲装置に前置接続された酸化形触媒コンバータは粒子捕獲装置自身よりも単位体積当たりに僅かな比熱容量およびセル数を有する。すなわち、酸化形触媒コンバータは例えば０．５リットルの体積と、４００ｃｐｓｉのセル数と、０．０５ｍｍの薄板厚みとを有し、一方粒子捕獲装置は同一体積および同一セル数の場合に０．０８ｍｍの薄板厚みを有し、後置接続されたＳＣＲ触媒コンバータは０．０５ｍｍの薄板厚みを有する。
【００３６】
粒子捕獲装置と少なくとも１つの触媒コンバータおよびタービン式過給機との組合わせ、又は粒子捕獲装置とタービン式過給機との組合わせも有利である。タービン式過給機に後置接続された粒子捕獲装置はエンジン近辺に又は床下に取付けられる。
【００３７】
粒子捕獲装置は前置接続された又は後置接続された煤煙フィルタと組合わせても使用される。煤煙フィルタは後置接続され、従来の煤煙フィルタよりも著しく小さくすることができる。何故ならば、煤煙フィルタは粒子放出を排除するという付加的な防護だけを提供すればよいからである。ディーゼルエンジンの１００ｋＷ当たり０．５ｍ2の大きさのフィルタが最大１ｍ2の大きさに至るまで使用されると好ましい（後置接続されたフイルタ面積においてフィルタの横断面積は、横断面積が縮小する場合でもまた横断面積が拡大する場合でも、粒子捕獲装置の横断面積に整合している）。それに対して、粒子捕獲装置が設けられていない場合、１００ｋＷ当たり約４ｍ2のフィルタサイズが必要である。
【００３８】
煤煙フィルタは貯蔵器／酸化要素の直前または直後に取付けられたフィルタ材料の形で設けることができ、フィルタ材料は直接、例えばろう付けによって、貯蔵器／酸化要素に結合することができる。
【００３９】
以下の例は、粒子捕獲装置と触媒コンバータ、タービン式過給機、煤煙フィルタおよび添加剤注入器との自動車の排気ガス管に沿った多数の組合わせを証明する配置を示す。
Ａ）酸化形触媒コンバータ−タービン式過給機−粒子捕獲装置。（粒子捕獲装置はエンジン近辺に又は床下に配置されていてよい。）
Ｂ）前置触媒コンバータ−粒子捕獲装置−タービン式過給機。
Ｃ）酸化形触媒コンバータ−タービン式過給機−酸化形触媒コンバータ−粒子捕獲装置。
Ｄ）加熱形触媒コンバータ−粒子捕獲装置１−粒子捕獲装置２。（粒子捕獲装置１と粒子捕獲装置２とは同一であってもまたは異なっていてもよい。）
Ｅ）粒子捕獲装置１−排気ガス管の円錐開口−粒子捕獲装置２。
Ｆ）添加剤注入器−粒子捕獲装置−加水分解形触媒コンバータ−還元形触媒コンバータ。
Ｇ）前置触媒コンバータ−酸化形触媒コンバータ−添加剤注入器（場合によっては煤煙フィルタ）−必要に応じて加水分解膜を備えた例えば円錐形の粒子捕獲装置−（必要に応じて煤煙フィルタ）−（場合によっては管横断面積を高めるために円錐形の）還元形触媒コンバータ。
【００４０】
１つの実施態様によれば、粒子捕獲装置は少なくとも１つの触媒コンバータとの組合わせて使用される。触媒コンバータ、電気式触媒コンバータ及び／又は前置触媒コンバータとしては、特に酸化形触媒コンバータ、加熱板が前置接続された又は後置接続されている加熱形触媒コンバータ、加水分解形触媒コンバータ、及び／又は還元形触媒コンバータが適している。酸化形触媒コンバータとしては、炭化水素および一酸化炭素を酸化して二酸化炭素を生成するものの他に、窒素酸化物ＮＯXを二酸化窒素ＮＯ2に酸化するものが使用される。触媒コンバータは例えば管状または円錐状に構成される。
【００４１】
粒子捕獲装置の前に二酸化窒素（ＮＯ2）貯蔵器が使用され、必要な場合には十分な量のＮＯ2が粒子捕獲装置内の煤煙の酸化のために利用されると好ましい。この貯蔵器は例えば十分な酸素供給が行われる例えば活性炭貯蔵器であってもよい。
【００４２】
実施態様に基づいて、粒子捕獲装置は部分範囲に機能性を定める種々の被膜を有する。例えば、粒子捕獲装置は粒子捕獲装置としての機能の他に貯蔵機能、混合機能、酸化機能、流れ分配機能および例えば加水分解形触媒コンバータとしての機能をも有する。
【００４３】
粒子捕獲装置を使用することによって、９０％までの堆積率が達成できる。
【００４４】
特に触媒コンバータの流入面および流出面で粒子の堆積が起ることが見出された。従って、１つの実施態様によれば、粒子捕獲装置は１つの要素の形ではなく、複数の連続接続された細長い要素の形でマルチディスク要素として使用される。粒子捕獲装置は、渦流領域および安定領域を発生させるための構造物を備えておらず被膜を備えている波板層（すなわち従来の触媒コンバータ）を使用できる。その場合、１０個以下の要素が使用されると好ましい。“ディスク装置”又は“ディスク形触媒コンバータ”と呼ばれるこの構成は例えば、（従来の触媒コンバータを使用した際に）１０〜２０％の範囲で粒子堆積が所望される場合に使用される。
【００４５】
本発明によれば、従来のフィルタ装置および濾過装置と置換でき、これらの装置に比べて重大な利点をもたらす粒子捕獲装置が提案される。
【００４６】
一方では、粒子捕獲装置は詰まることがなく、システムによって発生した圧力降下は、粒子が流体流の外に付着するので、濾過器の場合のように運転期間の経過と共に急速に増大しない。他方では、粒子捕獲装置は、開放している装置であるので、比較的僅かな圧力損失しか生じない。
【００４７】
本発明の他の特別な実施例および利点は以下の図面に基づいて説明する。図面に示された実施例は本発明の例として示された特に優れた特別な実施例である。本発明はその意義および精神においてその実施例に限定されない。
【００４８】
図１は層状に構成されたハニカム体の形の本発明による粒子捕獲装置の斜視図、
図２は渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための構造物を備えた個々の層、
図３はプラズマ反応器を備えた本発明による粒子捕獲装置の他の実施例、
図４は渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための構造物の他の実施例、
図５は半径方向に貫流される本発明による粒子捕獲装置、
図６は渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための図４による構造物の１つの層、
図７は他の排気ガス浄化装置を備えたディスク装置内の粒子捕獲装置を示す。
【００４９】
図１は、金属層４，６から構成された本発明による粒子捕獲装置１１を示す。この粒子捕獲装置１１は流体が貫流可能である流路２を有している。層４，６は波板層４または平板層６として形成されている。層４，６の薄板厚みは０．０２〜０．２ｍｍの範囲内、特に０．０５ｍｍ以下であると好ましい。
【００５０】
図２は、渦流領域、安定領域及び／又は不感領域５を発生させるための構造物３を有する波板層４の細部を概略的に示す。流体は矢印１６によって示された流れ方向に沿って流れる。
【００５１】
図３は、プラズマ反応器１７を前置接続された本発明による粒子捕獲装置１１の他の実施例を示す。流体もしくは流体に含まれる粒子はプラズマ反応器１７によって少なくとも分極され、しかも流体が好ましい流れ方向（矢印１６参照）でプラズマ反応器１７を通って流れる場合にはイオン化される。プラズマ反応器１７は電圧源２０の負極に接続されている。電圧源２０の正極は粒子捕獲装置１１の針状物１８に接続され、この針状物１８はできるだけ軸線１９の近辺に配置され、それによりファン・デル・ワールス力に基づいて粒子捕獲装置１１の中心領域への粒子の偏向が行われる。形成された電界は３〜９ｋＶの電圧で駆動される。針状物１８は粒子捕獲装置１１の金属層に導電的に接続されている。
【００５２】
図４は波板層４の他の実施例を示す。
【００５３】
図５は、半径方向（半径２１）に貫流可能（矢印１６）である粒子捕獲装置を示す。流路２は、ハニカム体１の範囲に多孔性に構成された中央通路２２から半径方向へ外側に向かってハニカム体１を包囲する多孔性外被２３へ延びている。ハニカム体１はセグメント化された又はリング状の平板層６および波板層４から構成されている。
【００５４】
図６は、渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための構造物３を備えた波板層４のセグメント化された実施例を示す。
【００５５】
図７は、円錐形流路を有し、粒子捕獲装置及び／又は触媒コンバータである複数の、場合によっては細長い要素を含む粒子捕獲装置を示す。このために、それぞれ円錐状に拡大または縮小する多数のハニカム体１が連続的に配置されている。ハニカム体１の前には、添加剤注入器７と、窒素貯蔵器１４と、窒素酸化物ガス（ＮＯX）を二酸化窒素（ＮＯ2）に酸化する酸化形触媒コンバータ８とが排気ガス管１２に前置接続されている。タービン式過給機９ならびに煤煙フィルタ１０が後置接続されている。粒子捕獲装置１１が煤煙酸化補助装置１５と組合わせて使用されると有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】層状に構成されたハニカム体の形の本発明による粒子捕獲装置の斜視図
【図２】渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための構造物を備えた個々の層を示す概略斜視図
【図３】プラズマ反応器を備えた本発明による粒子捕獲装置の他の実施例を示す概略図
【図４】渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための構造物の他の実施例を示す概略斜視図
【図５】半径方向に貫流される本発明による粒子捕獲装置を示す概略図
【図６】渦流領域、安定領域及び／又は不感領域を発生させるための図４による構造物の１つの層を示す概略図
【図７】他の排気ガス浄化装置を備えたディスク装置内の粒子捕獲装置を示す概略図
【符号の説明】
【００５７】
１        ハニカム体
２        流路
３        構造物
４        波板層
５        不感領域
６        平板層
７        添加剤注入器
８        酸化形触媒コンバータ
９        タービン式過給機
１０        煤煙フィルタ
１１        粒子捕獲装置
１２        排気ガス管
１３        流路壁
１４        窒素貯蔵器
１５        煤煙酸化補助装置
１６        矢印
１７        プラズマ反応器
１８        針状物
１９        軸線
２０        電圧源
２１        半径
２２        中央通路
２３        外被
【図１】
2010169097.tif 000003
【図２】
2010169097.tif 000004
【図３】
2010169097.tif 000005
【図４】
2010169097.tif 000006
【図５】
2010169097.tif 000007
【図６】
2010169097.tif 000008
【図７】
2010169097.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月16日(2010.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に層状に構成されたハニカム体（１）の形の粒子捕獲装置であって、流路（２）を形成し、粒子捕獲装置（１１）を通って流れる流体の流れに渦流領域、安定領域及び／又は不感領域（５）を発生させるために構造物（３）を有し、少なくとも部分的に開放しており、更に少なくとも部分的に加水分解膜を備えている粒子捕獲装置。
【請求項２】
粒子捕獲装置（１１）が少なくとも部分的に金属層（４、６）から構成され、該金属層は相互にろう付けにより結合されており、流体の通流可能な平板層が２つの波形層の間に配置され、前記平板層が孔を有するかファイバ金属から構成されている請求項１記載の粒子捕獲装置。
【請求項３】
流路（２）と、粒子捕獲装置（１１）を通って流れる流体の流れに渦流領域、安定領域及び／又は不感領域（５）を発生させるための構造物（３）とを備え、粒子捕獲装置（１１）が少なくとも部分的に開放しており、流路（２）の少なくとも一部がその流路壁（１３）の少なくとも１つの部分範囲に高い熱容量を有し、それにより流体温度が上昇する際に流体の流れに含まれる粒子に対する伝熱作用がこの範囲で強められて生じる粒子捕獲装置。
【請求項４】
第１の層（６）と、波板層（４）または平板層（６）である第２の薄板とから製造されている請求項１乃至３の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項５】
半径方向に貫流される請求項１乃至４の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項６】
円錐状流路（２）を有する請求項１乃至５の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項７】
粒子捕獲装置（１１）及び／又は触媒コンバータ（８）である複数の要素を含む請求項１乃至６の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項８】
異なった熱容量を持つ少なくとも２つの要素を有する請求項７記載の粒子捕獲装置。
【請求項９】
流体の流れに対し行き止まりを持たず、２００〜４００ｃｐｓｉのセル密度を有する請求項１乃至８の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項１０】
粒子捕獲の機能に加えて、貯蔵機能、混合機能および流れ分配機能の少なくとも１つの機能を有する請求項１乃至９の１つに記載の粒子捕獲装置。
【請求項１１】
自動車（１４）の排気ガス管（１２）で使用される請求項１乃至１０の１つに記載の粒子捕獲装置（１１）の用途。
【請求項１２】
流体の流れ方向に、少なくとも、添加剤注入器と請求項１〜１０の１つに記載の粒子捕獲装置（１１）とが設けられており、
該粒子捕獲装置（１１）は、積層構造を持つと共にハニカム体の形状を有し、更に構造物（３）を備えており、
この構造物（３）は流体の流れに渦流領域、安定領域および／又は不感領域（５）を形成し、
前記粒子捕獲装置（１１）は少なくとも部分的に開放している粒子捕獲装置の構成。
【請求項１３】
粒子捕獲装置（１１）の下流に加水分解触媒が配置されている請求項１２記載の構成。
【請求項１４】
粒子捕獲装置（１１）の下流に還元触媒が配置されている請求項１２又は１３記載の構成。
【請求項１５】
添加剤注入器の上流に酸化触媒が配置されている請求項１２乃至１４の１つに記載の構成。
【請求項１６】
煤煙フィルタが添加剤注入器と粒子捕獲装置（１１）との間および／又は粒子捕獲装置と還元触媒との間に配置されている請求項１５記載の構成。