(57)【要約】排出位置で排ガスにオゾンを排出するオゾン反応器を有する、内燃機関の排ガスを後処理するための装置または方法が提案され、排出位置（５４）の前方に窒素酸化物および／または炭化水素を少なくとも部分的に酸化する酸化反応器（２０）が配置され、その際酸化反応器は内燃機関の運転状態に関係なく、特に開始時におよび内燃機関のウォームアップ段階で形成される排ガス温度に関係なく活性である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出位置で排ガスにオゾンを排出するオゾン反応器を有する、内燃機関の排ガスを後処理するための装置において、排出位置（５４）の前方に窒素酸化物および／または炭化水素を少なくとも部分的に酸化する酸化反応器（２０）が配置され、その際酸化反応器は内燃機関の運転状態に関係なく、特に開始時におよび内燃機関のウォームアップ段階で形成される排ガス温度に関係なく活性であることを特徴とする排ガスを後処理するための装置。
【請求項２】
酸化反応器がプラズマ反応器（２０）である請求項１記載の装置。
【請求項３】
プラズマ反応器が非熱的プラズマを発生する反応器である請求項２記載の装置。
【請求項４】
非熱的プラズマが電気的放電および／またはＵＶランプにより形成される請求項３記載の装置。
【請求項５】
電気的放電が無声放電である請求項４記載の装置。
【請求項６】
無声放電が誘電的に阻止された電気的放電である請求項５記載の装置。
【請求項７】
オゾン反応器（３０）が他のプラズマ反応器により形成される請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
他のプラズマ反応器が非熱的プラズマを発生する反応器である請求項７記載の装置。
【請求項９】
排ガスの流動方向に、排出位置の後方に排ガス浄化装置が配置されている請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
排ガス浄化装置がパーティクルフィルター（１０）である請求項８記載の装置。
【請求項１１】
パーティクルフィルターが触媒により被覆されている請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
浄化すべき排ガスにオゾンを添加することにより、内燃機関の排ガスを後処理する方法において、オゾンを添加する前に、排ガスに含まれる窒素酸化物および／または燃焼されない炭化水素を、エンジンの下流側で少なくとも部分的に酸化し、その際酸化を、内燃機関の運転状態に関係なく、特に開始時にまたは内燃機関のウォームアップ段階で形成される排ガス温度に関係なく行うことを特徴とする、内燃機関の排ガスを後処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術の水準
本発明は、請求項１および１２の上位概念に記載の内燃機関の排ガスを後処理するための装置および方法に関する。オゾン反応器から製造されるオゾンを内燃機関の排ガス管に導入する、排ガスを後処理する装置は、ドイツ特許第１９９０４０６８号明細書からすでに公知であるが、この場合にパーティクルフィルターの前方に接続される酸化触媒が低い温度で、特に２５０℃の排ガス温度より低い温度で、窒素酸化物を酸化せず、従ってオゾン反応器から供給されるオゾンが窒素酸化物と反応せず、パーティクルフィルター中の酸化剤としての作用を発揮できないので、低い温度でディーゼル煤の燃焼が保証されない。
【０００２】
発明の利点
これに対して本発明による装置および本発明による方法は、低い排ガス温度、特に２５０℃より低い排ガス温度、従って冷たい開始条件においても煤の燃焼が保証されるという利点を有する。更に窒素酸化物を酸化するためのまたはオゾンを供給するための２つの分離した通路の供給がエネルギーに有利な処理方法を保証する、それというのも窒素酸化物を酸化するために、オゾン発生に必要であるより少ないエネルギー量で十分であり、それぞれの通路の分離によりエネルギー的に最適にできるからである。
【０００３】
排ガス浄化装置としてパーティクルフィルターが後方に接続されていることが特に有利であり、エンジンのすべての運転状態でのオゾン反応器とプラズマ反応器の本発明の組み合わせによりパーティクルフィルターの再生が保証される。
【０００４】
従属請求項および発明の詳細な説明に記載される他の特徴により他の利点が得られる。
【０００５】
図面
本発明の実施例は図面に示され、以下の説明により説明する。図１は窒素酸化物を酸化するためのまたはオゾンを発生するための２つの分離した通路を使用して排ガスを後処理するための装置または方法を示す。
【０００６】
実施例の説明
図１にオゾン反応器３０が示され、該反応器は入口側で空気４９を供給する空気供給導管４と結合し、出口側でオゾンが富化された空気５０を排ガス導管５に供給するオゾン導管６と排出位置５４で結合している。排ガス導管５は図示されていない内燃機関、特にディーゼル内燃機関と、排ガス５１の搬出のために結合可能である。排出位置５４の前方に、排ガス導管５内に、プラズマ反応器２０が配置されている。プラズマ反応器内２０で浄化された排ガス５２は排出位置５４でオゾンが富化された空気５０と混合し、パーティクルフィルターとして形成される排ガス後処理装置１０を貫流する。排ガス後処理装置の後方で、浄化された排ガス５３が装置を離れる。オゾン反応器３０およびプラズマ反応器２０は非熱的プラズマ、すなわちかなり冷たいイオンおよび熱い自由電子、すなわち速い速度を有する電子を有するガスを発生する反応器であり、特に酸素ラジカルが形成され、酸素分子および一酸化窒素がオゾンまたは二酸化窒素に酸化される。この場合にプラズマは自体公知方法で２つの電極の間に無声放電（コロナ放電または誘電的に阻止された放電）により形成され、電極を処理すべきガスが貫流し、電極の間に電気的高圧交流電界が印加される。その際少なくとも１個の電極は誘電体を被覆しおよび／または電極形状を、連続し、持続する火花放電を阻止する電界の不均一性が生じるように選択し、重い粒子、イオンが加熱されず、電子を加速する所望の無声放電が生じる。
【０００７】
オゾンの低い熱安定性により、この反応性物質は、温度が内燃機関を有する車両の外部温度にほぼ相当する分離した副次的空気通路（４，３０，６）内で空気酸素の酸化により形成される。ディーゼル排ガス５１に含まれる酸化窒素および炭化水素の酸化によるオゾンの損失を回避するために、プラズマ反応器２０が内燃機関と排出位置５４の間に設けられている。プラズマ反応器は排ガスに含まれる炭化水素を少なくとも部分的に酸化し、同様に一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する。オゾン反応器３０およびプラズマ反応器２０でのこの酸化工程は、約５０ナノ秒の時間で電極の間の個々の糸状領域に沿って延びる無声放電により引き起こされる。その際酸化工程を付加的に保護するＵＶ光線も形成される。プラズマ反応器に供給すべき電気的エネルギーはオゾン反応器３０に必要なエネルギーより少なく、特にプラズマ反応器２０においては、単位時間当たり生じる一酸化窒素を酸化するために、少ない電界振幅および電圧振幅で十分である。オゾン添加の前に酸化窒素を二酸化窒素に変換することにより、発生したオゾンが排ガス通路内でディーゼルパーティクルフィルターまで完全に維持される。これによりディーゼルパーティクルフィルター内の煤がオゾンを使用して特に連続的運転で二酸化炭素に酸化する。
【０００８】
選択的な実施態様においては、オゾン反応器および／またはプラズマ反応器が電極の両方に誘電体が被覆された（片面の誘電的に阻止される電気的放電の代わりに両面に）電極配置を有することができる。選択的に無声放電を達成するための電気的放電の阻止は、電界の不均一性を引き起こし、連続する火花放電を回避する、適当な電極形状により達成することができる。これは、例えば１つの電極が棒として同心円状にガスが貫流するシリンダー内に配置され、シリンダーが第２電極を形成する、シリンダー状の電極配置を保証する。選択的にキロヘルツ範囲の交流電圧の代わりにパルスした直流電圧を印加することができる。しかしこの場合にパルス−ポーズ比を、その最小値が排ガスの流動速度により決定され、その最大値が、使用される誘電体上に存在する電子が再び均一に分配されるために必要な時間により決定されるように設定しなければならない。他の選択的な実施態様においてはオゾン反応器および／またはプラズマ反応器として、酸化工程を励起する基本的な部材としてＵＶランプを有する装置が設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
窒素酸化物を酸化するためのまたはオゾンを発生するための２つの分離した通路を使用して排ガスを後処理するための装置または方法を示す図である。
【符号の説明】
４  空気供給導管、  ５  排ガス導管、  ６  オゾン導管、  １０  排ガス後処理装置、  ２０  プラズマ反応器、  ３０  オゾン反応器、  ４９  空気、  ５０  オゾン富化された空気、  ５１、５２  排ガス、  ５４  排出位置
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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