(57)【要約】補助媒体、特に燃料を、内燃機関の排ガス内に後処理のあめに供給する装置若しくは方法を提供し、該装置若しくは方法によって、供給された補助媒体の少なくとも部分的な酸化を促進するためのガス放電が助成される。
2004518074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補助媒体を後処理装置内へ、特に内燃機関のＮＯｘ還元のための還元型触媒コンバータ内若しくは粒子フィルター内へ流入する排ガス内に後処理のために供給する装置であって、補助媒体の供給のための手段を有している形式のものにおいて、補助媒体の供給のための手段（５，１６，２０）と相互作用してガス放電を励起するための手段（１５）が設けられており、これによって、供給された補助媒体の少なくとも部分的な酸化が、後処理装置内への流入の前に促進されるようになっていることを特徴とする、補助媒体を排ガス流内に後処理のために供給する装置。
【請求項２】
補助媒体の供給のための手段（５，１６，２０）とガス放電の励起のための手段（１５）との相互作用が、ガス案内のための手段（３０，３１，３３）を介して行われるようになっている請求項１記載の装置。
【請求項３】
ガス案内のための手段（３０，３１，３３）が補助媒体の供給のための手段（５，１６，２０）とガス放電の励起のための手段（１５）との間の領域を次のように区分しており、即ち補助媒体がまず排ガス流の一部分と混合され、次いでガス放電の励起のための手段に向けて案内されるようになっている請求項２記載の装置。
【請求項４】
ガス案内のための手段が、排ガス流の一部分を補助媒体の供給のための手段に向けて導くための第１の開口（３０）を有している請求項２又は３記載の装置。
【請求項５】
ガス案内のための手段が、排ガス流の別の一部分をガス放電の励起のための手段に向けて導くための第２の開口（３１）を有している請求項２から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
ガス案内のための手段が、ラジカルの添加された排ガスを後処理装置へ流過させるための第３の開口（３２）を有している請求項２から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
ガス放電の励起のための手段が、アークの発生のための手段を有している請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
アークの発生のための手段が点火プラグ（１５）を有している請求項７記載の装置。
【請求項９】
補助媒体の供給のための手段が、補助媒体をガス状の相へ移すための装置を有している請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
補助媒体をガス状の相へ移すための装置が、加熱部材である請求項９記載の装置。
【請求項１１】
加熱部材が、電気的に加熱可能なグロープラグ（１６）である請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
補助媒体をガス状の相へ移すための装置が、排ガス流内に突入する中空体（５）を有しており、該中空体の内室が、端部開口を備えた壁によつて排ガス流から仕切られて、補助媒体を供給されるようになっており、この場合、補助媒体をガス状の相へ移すための装置が前記内室内に配置されている請求項９から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
中空体の内壁が、加熱部材をわずかな間隔で取り囲んでいる請求項１０又は１２記載の装置。
【請求項１４】
装置が、ねじ込みスリーブ（２８ａ，２８ｂ）を介して排ガス流の案内のための排気管に結合可能である請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
補助媒体の供給のための手段とガス放電の励起のための手段とが互いに対向して配置されており、ガス放電の励起のための手段への補助媒体の供給が排ガス（１１）の流れ方向に対してほぼ垂直な方向で行われるようになっている請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
補助媒体が、排ガス中に存在する酸素の還元のための還元媒体である請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
補助媒体が燃料、特にディーゼル燃料である請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
補助媒体を、後処理装置内へ、特に内燃機関の例えばＮＯｘ還元のための還元型触媒コンバータ内若しくは粒子フィルター内へ流入する排ガス内に後処理のために供給する方法において、ガス放電を励起し、これによって補助媒体の少なくとも部分的な酸化を後処理装置内への流入の前に促進させることを特徴とする、補助媒体を排ガス内に後処理のために供給する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、主請求項の上位概念に記載の形式の装置に関する。ドイツ連邦共和国特許第Ｐ４４３６４１５．６号明細書により既に公知の装置においては、グロープラグが燃料を排ガス流路若しくは排気系内へ気化して供給するために用いられている。
【０００２】
発明の利点
独立請求項に記載の特徴を備える本発明に基づく装置若しくは方法においては利点として、既に気化された燃料の、後置（下流側に配置）された後処理装置内での凝縮が防止され、その結果、例えば触媒コンバータの機能が不都合な影響を受けない。供給された補助媒体の部分的な酸化が、一面では触媒コンバータ温度を有利に、例えば補助媒体の凝縮温度よりも高く上昇させることになる。他面では、部分的に酸化された補助媒体分子は低い露点を有しており、その結果、部分的な酸化によって凝縮が排ガス温度をわずかに上昇させただけで減少される。例えばＣＯの凝縮が現実の条件下で排除される。
【０００３】
従属請求項に記載の手段により、独立請求項に記載の装置若しくは方法の有利な実施態様及び改良が可能である。
【０００４】
ガス案内のための手段が、補助媒体供給のため及びガス放電による酸化のためのスペースのわずかなかつ効果的な配置を可能にして有利である。
【０００５】
特に有利には、補助媒体供給のための手段とガス放電の励起のための手段との間の領域を次のように区分してあり、即ち補助媒体がまず排ガス流の一部分と混合されるようになっており、その結果、一面では十分な熱供給に基づき既にガス放電の領域の上流で部分的な酸化が生じており、他面では補助媒体が排ガスと良好に混合されて、ガス放電の領域内で直ちにさらなる酸化が起こる。
【０００６】
設けられた第２の開口が有利な形式で、酸素のさらなる供給に用いられ、かつ後処理装置に向けた、ラジカルで富化された排ガス・燃料混合気のスムーズな搬送の助成に役立っている。
【０００７】
ガス放電の励起のための手段として、簡単な形式では既に周知の点火プラグを用いて、該点火プラグが補助媒体の供給のための手段の近傍に配置されおり、これによって排ガス・燃料混合気がラジカルで効果的に富化される。
【０００８】
さらなる利点が従属請求項及び明細書内に記載の構成によって得られる。
【０００９】
本発明の実施例を図面に示して、以下に詳細に説明する。
【００１０】
図１に、内燃機関の排ガス流１１内へ補助媒体を後処理のために導入する装置１が示してある。装置１は、ねじ込みスリーブ２８ａ，２８ｂを介して排気管１０に取り付けられている。該取り付け部が排気管を気密に閉鎖しており、排ガス１１が装置１の周囲を流れるようになっており、それというのは装置１が排気管の全断面を占めていないからである。装置１が排ガス流路内への燃料供給部２０のための円筒体５を有している。円筒体５が内室に電気的に加熱可能なグロープラグ１６を含んでいる。円筒体５が、排ガス流内へ突入する端部に開口３０を有しており、該開口の横断面が排ガス１１の流れ方向に対してほぼ垂直に配置されている。さらに、開口３０に対して垂直に位置する円形の貫通開口３３を円筒体５に設けてあり、該貫通開口３３が、第２の開口３１及び第３の開口３２によって形成された貫通路への接続部を成している。該貫通路内で貫通開口３３の上方に電気的に作動可能な点火プラグ１５が突入している。装置の下流で、排ガス流はラジカルの添加された及び／又は部分酸化した燃料粒子の添加された排ガス部分１２を含んでいる。
【００１１】
内燃機関から到来する排ガス１１が装置１にぶつかり、部分的に装置の周囲を通過する。排ガスは部分的に開口３０若しくは３１から装置内を通って装置の他方の側で、下流側の排ガス後処理装置、例えばＮＯＸ還元のための還元型触媒コンバータ若しくは粒子フィルターに達する。加熱手段（図示せず）を介して予熱された燃料２０が、グロープラグ１６の周囲の環状隙間内に導入される。燃料は気化して、開口３０内に流入した排ガスと、開口３０と貫通開口３３との間の領域で混合される。グロープラグの熱い先端で、既に燃料の部分的な酸化が行われる。混合気がさらに貫通開口３３を通って流れる。該開口と点火プラグ１５の先端との間にアークが発生する。アークは反応しやすいラジカルを形成して、混合気のエンタルピーを高める。開口３１を通って排ガスと一緒に酸素が該第２の反応区域に達し、その結果、燃料が点火プラグ１５の下流側で開口３２の通過の後にさらに酸化される。
【００１２】
図２には装置１の部分１００が破断して斜視図で示してある。装置は一体構造（モノリシック）の金属ブロックとして形成されており、金属ブロック内に開口３０，３１，３２，３３がブロックの孔として形成されている。これらの孔は円筒状（シリンダー状）であり、開口３２が開口３０と同じく端部にテーパー状に形成された移行領域を有している。点火プラグ１５のセラミック本体が、点火プラグの先端１５ａを金属ブロックに対して電気的に絶縁している。
【００１３】
点火プラグ１５に所要の点火電圧を印加すると、点火プラグの先端１５ａと貫通開口３３との間にガス放電が発生する。グロープラグ１６から貫通開口３３を通って流入する燃料・排ガス混合気が、付加的に開口３１からの排ガス中に含まれる酸素によって富化されて、反応しやすいラジカルの形成のためにガス放電内で励起される。ラジカルを添加された混合気が装置の開口３２を通って流れて、さらに酸化され、その結果、下流側の後処理装置が加熱された若しくは酸素のない排ガスの供給を受ける。
【００１４】
本発明に基づく装置は種々の後処理装置で使用でき、それというのは吸蔵型触媒コンバータの再生に際しても粒子フィルターの再生に際しても燃料の少なくとも部分的な酸化が排ガス後処理システムの前で望まれるからである。吸蔵型触媒コンバータにおいては、排ガス中に存在するすべての酸素が還元されねばならず、かつ粒子フィルターにおいては燃料の酸化が排ガスの所望の温度上昇につながり、このことが粒子フィルター再生のために必要である。
【００１５】
本発明に基づく装置では、燃料供給のための手段とアークの形成のための点火プラグとが１つの軸線上に配置されており、燃料ガス（気化燃料若しくは燃料蒸気）が点火プラグに向かって流れる。しかしながら別の実施例として、点火プラグは、燃料ガスを金属ブロックと点火プラグとの間に形成されるアーク内へ確実に流入できるようになっている限りにおいて、即ち燃料供給のための手段と点火プラグとが、供給された補助媒体の少なくとも部分的な酸化を後処理装置内への流入の前に促進させる目的で互いに相互作用できるようになっている限りにおいて、排ガス流１１に対して相対的にわずかに側方へずらして、若しくはグロープラグ１６に対して流れ方向へずさして配置されていてよい。
【００１６】
さらに別の実施例では、燃料が既に気化（蒸気化）された形で円筒体５とグロープラグ１６との間の環状隙間内へ導入（供給）されてよく、従ってグロープラグは、再び凝縮した燃料を気相状態に移し、燃料を液体の形では例えば下流側の触媒コンバータ内に到達させないようにするために役立っており、若しくは例えば触媒コンバータ内で燃料を凝縮させないようにするために役立っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
補助媒体を後処理のために供給する装置の断面図。
【図２】
前記装置の一部分を破断して示す斜視図。
【符号の説明】
１  装置、  １１  排ガス流、  １０  排ガス管、  ５  円筒体、  １５  点火プラグ、  １６  グロープラグ、  ３０，３１，３２  開口、  ３３  貫通開口
【国際公開パンフレット】
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2004518074.tif 000004
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【手続補正書】
【提出日】平成14年11月19日(2002.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補助媒体を後処理装置内へ、特に内燃機関のＮＯｘ還元のための還元型触媒コンバータ内若しくは粒子フィルター内へ流入する排ガス内に後処理のために供給する装置であって、補助媒体の供給のための手段を有している形式のものにおいて、補助媒体の供給のための手段（５，１６，２０）と相互作用してガス放電を励起するための手段（１５）が設けられており、これによって、供給された補助媒体の少なくとも部分的な酸化が、後処理装置内への流入の前に促進されるようになっており、補助媒体の供給のための手段（５，１６，２０）とガス放電の励起のための手段（１５）との相互作用が、ガス案内のための手段（３０，３１，３３）を介して行われるようになっており、ガス案内のための手段（３０，３１，３３）が補助媒体の供給のための手段（５，１６，２０）とガス放電の励起のための手段（１５）との間の領域を次のように区分しており、即ち補助媒体がまず排ガス流の一部分と混合され、次いでガス放電の励起のための手段に向けて案内されるようになっており、補助媒体の供給のための手段とガス放電の励起のための手段とが互いに対向して配置されて、ガス放電の励起のための手段への補助媒体の供給が排ガス（１１）の流れ方向に対してほぼ垂直な方向で行われるようになっており、ガス案内のための手段が３つの開口を有しており、第１の開口（３０）が排ガス流の一部分を補助媒体の供給のための手段に向けて導くようになっており、第２の開口（３１）が排ガス流の別の一部分をガス放電の励起のための手段に向けて導くようになっており、かつ第３の開口（３２）がラジカルの添加された排ガスを後処理装置へ流過させるようになっていることを特徴とする、補助媒体を排ガス流内に後処理のために供給する装置。
【請求項２】
ガス放電の励起のための手段が、アークの発生のための手段を有している請求項１記載の装置。
【請求項３】
アークの発生のための手段が点火プラグ（１５）を有している請求項２記載の装置。
【請求項４】
補助媒体の供給のための手段が、補助媒体をガス状の相へ移すための装置を有している請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
補助媒体をガス状の相へ移すための装置が、加熱部材である請求項４記載の装置。
【請求項６】
加熱部材が、電気的に加熱可能なグロープラグ（１６）である請求項５記載の装置。
【請求項７】
補助媒体をガス状の相へ移すための装置が、排ガス流内に突入する中空体（５）を有しており、該中空体の内室が、端部開口を備えた壁によつて排ガス流から仕切られて、補助媒体を供給されるようになっており、この場合、補助媒体をガス状の相へ移すための装置が前記内室内に配置されている請求項４から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
中空体の内壁が、加熱部材をわずかな間隔で取り囲んでいる請求項５及び７記載の装置。
【請求項９】
装置が、ねじ込みスリーブ（２８ａ，２８ｂ）を介して排ガス流の案内のための排気管に結合可能である請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
補助媒体が、排ガス中に存在する酸素の還元のための還元媒体である請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
補助媒体が燃料、特にディーゼル燃料である請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【国際調査報告】
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