(57)【要約】本発明は、排ガスを処理する装置であって、該装置が内燃機関の排ガス流内に又は定置の燃焼箇所の排ガス管路内に配置されていて、流入管片と流出管片とを有しており、該流入管片（３）及び流出管片（４）がケーシング（６）内に受容されており、該ケーシング（６）内にフィルタ材料（１９）が装入されていて、該フィルタ材料（１９）が、金属ワイヤ又は金属繊維から成る少なくとも１つの織布層を有している形式のものに関する。このような形式の排ガス処理装置において、案内のため、パティキュレート除去のため、排ガス流における消音のため及び排ガス浄化のために、ケーシング（６）内に成形体（８）が設けられており、該成形体（８）が、複合材料としての金属製の材料（１９．１，１９．２）から成っており、さらにケーシング（６）内における空室（１１，１６，１７）が金属製の繊維材料によって満たされている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス（１）を処理する装置であって、該装置が内燃機関の排ガス流内に又は定置の燃焼箇所の排ガス管路内に配置されていて、流入管片（３）と流出管片（４）とを有しており、該流入管片（３）及び流出管片（４）がケーシング（６）内に受容されており、該ケーシング（６）内にフィルタ材料（１９）が装入されていて、該フィルタ材料（１９）が、金属ワイヤ又は金属繊維から成る少なくとも１つの織布層を有している形式のものにおいて、案内のため、パティキュレート除去のため及び消音のために、ケーシング（６）内に成形体（８）が設けられており、該成形体（８）が、複合材料としての金属製の繊維複合体（１９．１，１９．２）から成っており、さらにケーシング（６）の空室（１１，１６，１７）が金属製の繊維材料によって満たされていることを特徴とする、技術的な燃焼プロセスからの排ガスを処理する装置。
【請求項２】
複合材料（１９）が、支持織布として働くメッシュ織布（１９．１）と、該メッシュ織布（１９．１）内に装入された金属製の繊維（１９．２）とを有している、請求項１記載の装置。
【請求項３】
ケーシング（６）の内部に装入された、ガス流（１，２）を処理するための成形体（８）が、排ガス流（１，２）の流れ方向に対して平行に配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
成形体（８）が、ケーシング（６）の内部を通して延在する蛇行状の経過を有している、請求項１記載の装置。
【請求項５】
成形体（８）が、螺旋状にケーシング（６）の内部を通して延在するように配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項６】
ケーシング（６）内における空室（１１，１６，１７）が、充填材料である金属製の繊維材料によって満たされている、請求項１記載の装置。
【請求項７】
ケーシング（６）の入口端面（７）の領域において、複合材料（１９）内における特殊鋼材料（１９．２）の配分が、流入する排ガス流（１）からの熱伝達のために、流出側に受容されたケーシング（６）の制限部（１４）に比べて、高められている、請求項１記載の装置。
【請求項８】
装置が、主消音装置及び／又は前消音装置として排ガス系において使用される、請求項１記載の装置。
【請求項９】
装置が、流入する排ガス流（１）からパティキュレートを除去するパティキュレートフィルタとして設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
成形体（８）によるパティキュレート除去率が、成形体（８）の長手方向長さ（２２）、貫流面積（２５）及び成形体（８）の金属製の複合材料（１９）の多孔性によって影響可能である、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
装置が、排ガス流を浄化するための排ガス触媒コンバータとして使用される、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、技術的な燃焼プロセスにおいて生じる排ガス、例えば内燃機関からの排ガス、暖房からの排ガス又はその他の工業的な使用例からの排ガスのような排ガスを処理する装置に関する。
【０００２】
ヨーロッパ特許第０５０５８３２号明細書は、フィルタ又は触媒コンバータ保持体に関するものであり、この場合内燃機関特にディーゼル機関の排ガスから有害物質を除去するためのフィルタ体又は触媒コンバータ体が開示されている。このフィルタ体又は触媒コンバータ体は、金属ワイヤ又は金属繊維製の少なくとも１つの織布層を有しており、この場合メッシュの中には、粉体、粒体、繊維片又はチップの形の焼結可能な材料が装入されていて、ワイヤもしくは繊維に焼結されている。織布は立体ワイヤ織布（Ｋｏｅｒｐｅｒｄｒａｈｔｇｅｗｅｂｅ）として形成されており、この織布のメッシュ内には焼結可能な材料が装入されていて、ワイヤもしくは繊維と焼結されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第３７３１７６６号明細書には、煤フィルタつまりいわゆるパティキュレートフィルタが開示されている。このパティキュレートフィルタは内燃機関、特に空気圧縮型の内燃機関の排ガス流内に配置され、排ガスのための流入管片及び流出管片を有するケーシングを備えており、このケーシング内には、編成された繊維及び鉱物製の糸を有するフィルタ材料が多層に配置されている。フィルタ材料は少なくとも部分的に又は完全に、鉱物製の糸から成る丸編みされた（ｒｕｎｄｇｅｓｔｒｉｃｋｔ）メッシュ製品によって形成されている。
【０００４】
ヨーロッパ特許公開第０４４６４２２号明細書には、空気圧縮型の内燃機関用のパティキュレートフィルタが開示されている。ディーゼル機関用のこのパティキュレートフィルタは、排ガスを導入するための入口と、排出のための出口と、入口と出口との間に配置されたフィルタ区域とを備えており、このフィルタ区域は、多孔性セラミックから成る多数の管状のフィルタキャンドル又はフィルタシリンダを有しており、これらのフィルタキャンドル又はフィルタシリンダの円筒形の壁を通して排ガスは半径方向で流入し、軸方向に延在する内室を通って排ガスは軸方向で再び流出する。多孔性のセラミックから成るフィルタキャンドル又はフィルタシリンダはその両端部において、金属編成体、金属編組織物又は金属織布から成るスリーブを用いて半径方向で、かつ円板を用いて軸方向で弾性的に支承されかつシールされている。
【０００５】
またヨーロッパ特許第０４３７６８５号明細書にもパティキュレートフィルタが開示されている。内燃機関の排ガスからパティキュレートを除去するこのパティキュレートフィルタは、耐熱性で多孔性の金属製にフィルタ体を有しており、このフィルタ体はＮｉ、Ａｌ又はＮｉ３Ａｌのインタメタリック相を備えた金属材料から成っており、この場合パティキュレートフィルタのフィルタ体は焼結によって製造される。フィルタ体はワイヤ編組織物から成っており、この場合材料には焼結性を改善するために、金属又は金属複合体が添加混合されている。
【０００６】
自動車における従来の排ガス処理用の系、例えば排ガス消音装置では、反射原理が使用され、この反射原理では、多室系を用いて排ガス流を変向及び屈折させることによって、前消音装置であれ又は主消音装置であれ、排ガスにおける消音が行われる。吸収原理では消音は、種々様々な材料から成る充填材を用いて消音が行われる。一般的に、消音装置内における排ガス流の案内は、管であれ又は打抜き部品であれ、種々様々な形態の孔付金属薄板によって実現される。上に述べた構成部材から、折畳み、溶接又はその他の加工によって互いに結合されて、マフラ（Ａｕｓｐｕｆｆｔｏｐｆ）の比較的剛性の内部構造体が生ぜしめられる。打抜き部品と管とから成る内部構造体の取り囲み後に生ぜしめられる空室は、鉱物ウール（玄武岩）であれ又はグラスウールであれ、種々様々な充填材料によって充填される。特殊鋼ウールは例えば、他の充填物質のための熱分配体又は耐熱体として使用され、この場合特殊鋼ウールによって、流入する排ガス流の最初の高音周波数が破壊される。
【０００７】
従来の消音構造体がその後に続く吸収原理には、次のような欠点がある。すなわち吸収原理では、消音器の内部構造体を形成する部材のパーフォレーションもしくは打抜きによって極めて材料費及びコストが高くなってしまう。それというのは、種々様々な高価な工具が、打抜き、穿孔及び溶接のために必要であり、しかもかなりの廃棄量が生じてしまうからである。同様なことは、内燃機関の排ガス流を浄化するための触媒コンバータの構成に対しても言える。個々の消音装置輪郭に合わせた孔付金属薄板の成形は、構成部材の型式に特化された構成形態を必要とし、キャリブレーション、打抜き及びストックに関して多くの手間と著しいコストを余儀なくされる。さらに、前消音装置であれ又は主消音装置であれ、消音装置のケーシング内にスケルトン状に装入される複合構造体を製造することは、極めて作業が面倒であり、生ぜしめられる構造体はさらにかなり大きな自重を有している。それに対して、今日の自動車構造はより軽い構造体を求める傾向にある。スケルトン状の構造体を備えた消音装置の空室は、今日通常は、鉱物ウール及びセラミック及びその他の材料によって満たされる。しかしながらこのことは、マフラをリサイクル可能に構成することを妨げてしまう。それというのは、マフラのリサイクルつまり溶融のためには、予め鉱物ウールもしくはセラミック製の構造体をマフラの内部から除去しなくてはならないからである。
【０００８】
従来技術における排ガス処理装置の構成及び従来公知の消音装置構造における上記の欠点を踏まえて、本発明の課題は、消音系であれ、排ガス流を浄化するパティキュレートフィルタ系であれ、又は排ガス触媒コンバータであれ、排ガスを処理するための系の製造を、著しく簡単化し、かつそのリサイクル特性を改善することである。
【０００９】
この課題を解決するために本発明の構成では、排ガスを処理する装置であって、該装置が内燃機関の排ガス流内に配置されていて、流入管片と流出管片とを有しており、該流入管片及び流出管片がケーシング内に受容されており、該ケーシング内にフィルタ材料が装入されていて、該フィルタ材料が、金属ワイヤ又は金属繊維から成る少なくとも１つの織布層を有している形式のものにおいて、案内のため、排ガス中に含まれるパティキュレート除去のため及び消音のために、ケーシング内に成形体が設けられており、金属製の繊維材料から成る該成形体が、排ガスを処理する装置のケーシングの空室を満たしている。
【００１０】
本発明による解決策によって得られる利点としては、特に次のことが挙げられる。すなわち本発明による装置では、排ガス流を処理する装置のケーシングの内部に設けられている成形体は、簡単な手段で構成されることができ、かつそのジオメトリに関して極めて大きなフレキシビリティもしくは融通性を有している。成形体は例えば次のように構成することができる。すなわち成形体はパティキュレートフィルタ又は排ガス触媒コンバータ又は消音体のケーシングを軸方向で、つまり処理される排ガス流の流れ方向に対して平行に、貫通するように構成することができ、成形体は、コイルばね状にケーシングの内部を貫いて螺条に配置されることができ、しかしながらまた蛇行形状にケーシングを貫通することもでき、その結果排ガス流はケーシングを通過するのに必然的に長い距離を進むことになる。また、ケーシングを通過するガス流の運動距離を延長させるその他の排ガス流輪郭も可能である。さらにまた、消音装置系、触媒コンバータ系又はパティキュレートフィルタ系のこのような輪郭構造は、穿孔されていようがいまいが、金属薄板を使用した比較可能な輪郭構造に比べて、その自重に関して極めて有利な結果をもたらす。使用される金属製の複合材料は、特殊鋼ウール又は高い表面を有するその他の金属繊維から成ることができ、このような特殊鋼ウール又は金属繊維は、支持材料として働くメッシュ織布内に組み込まれている。これによって、金属薄板製の全体的な個別成形部品と、触媒コンバータ系、消音装置系又はパティキュレートフィルタ系のケーシングの内部に個別成形部品を別個に取り付けることを省くことができる。
【００１１】
本発明による装置の有利な構成では、金属製の複合材料が、支持織布として働くメッシュ織布と、該メッシュ織布内に装入された金属製の繊維とを有している。金属製の繊維は、流入する排ガス流に内在する熱を迅速に排出するという利点を有しており、さらに、パティキュレートフィルタ系における使用ではパティキュレートの除去に関して有利な高い表面を有している。
【００１２】
複合材料から成っていてケーシングの内部に装入された成形体は、極めてフレキシブルに製造することができ、この場合製造は特に簡単である。もっぱら金属製の基本材料から成っている成形体は、その製造に相応して調節可能な多孔性を有している。この多孔性は、本発明のような輪郭構造を有する消音装置又はパティキュレートフィルタを通る排ガスの貫流速度に対して決定的な影響を与え、その結果、金属製の複合材料の内部における個々の材料のプレスによって、触媒コンバータ、パティキュレートフィルタもしくは消音装置の内部における排ガス流の滞在時間に影響を与えることができる。
【００１３】
本発明による排ガスを処理する装置の別の有利な構成では、ケーシングの内部に装入された、ガス流を処理するための成形体が、排ガス流の流れ方向に対して平行に配置されている。このように構成されていると、排ガスを浄化するための触媒コンバータであれ、パティキュレートフィルタであれ又は消音装置であれ、排ガスを処理する装置の内部を通る、種々様々な排ガス流経路を実現することができる。この場合成形体が、円形、楕円形又はその他のジオメトリで形成されたケーシングの対称軸線に対して平行に長手方向に延在している成形体が、１つなのか２つなのか又は３つ以上なのかは、大した問題ではない。金属製の複合材料から成る形成体はケーシング内を同軸的に延びている構成の他に、成形体が、ケーシングの内部を通して蛇行状に延びる経過を有しているような構成も可能である。このような構成によって、消音装置、触媒コンバータ又はパティキュレートフィルタのケーシングの内部において成形体内を案内される排ガスの滞在時間を延長させること、もしくは滞在時間に有利な影響を与えることができる。
【００１４】
成形体の同軸的な形状付与又は、ケーシングの内部における成形体の蛇行状の延在経過の他に、成形体に、螺旋状の、つまりコイルばね形状のジオメトリを与えることも可能であり、このような成形体ジオメトリは、ケーシングの外周壁に対して僅かな間隔をおいて該ケーシングの内部を延びる。成形体を延長することによって、つまり延在距離を延ばすことによって、ケーシングの内部を通る排ガスの貫流距離が必然的に長くなり、その結果、一方ではケーシング内部における排ガスの滞在時間が長くなり、ひいてはパティキュレートの除去率が改善され、かつ他方ではケーシングの外面における熱排出をより高めることができる。
【００１５】
本発明による装置の別の構成では、空室つまりケーシングの内部における室に、金属製の繊維材料が装入されており、これらの空室は、金属製の複合材料から成る成形体によって貫通されていない。このように構成されていると、金属製の複合材料から成る成形体を振動しないように支承することができ、さらにケーシングの内部の加熱もしくは熱分布を均一化することができる。本発明による装置のさらに別の構成では、パティキュレートフィルタであれ、消音装置であれ又は排ガス触媒コンバータであれ、自動車構造において使用される場合に、ケーシングの入口端面の領域において、金属製の複合材料内における特殊鋼材料の配分が、流入する排ガス流からの熱伝達もしくは熱排出のために、ケーシングの流出側に配置された特殊鋼成分に比べて、著しく高められている。
【００１６】
排ガスを処理する装置は、貨物車又は乗用車におけるパティキュレート除去のためのパティキュレートフィルタエレメントとして自動車において、主消音装置であれ又は前消音装置であれ、消音装置系において使用することができ、さらに、排ガスを処理する本発明による輪郭構造は、内燃機関の排ガスを浄化するための触媒コンバータとしても使用することができる。さらにまた、本発明による解決策は、工場や過程における定置の燃焼箇所においても使用することが可能である。
【００１７】
本発明のように構成された装置がパティキュレートを除去するためにつまりパティキュレートフィルタとして構成されている場合には、パティキュレートの除去率、つまり排ガス浄化の効率をさらに高めるために、流入するパティキュレートを含む空気圧縮型内燃機関の排ガス流が、強制的に長い滞在時間を、つまりケーシングの内部を通る長い運動距離を有すると有利である。さらにパティキュレートフィルタでは、金属製の複合材料の製造時に、両方の金属製の複合材料が強くプレスされると、又は強く編成されると、ケーシングの内部をほぼ完全に満たしている金属製の複合材料において、排ガス流からのパティキュレートの除去率を著しく改善するような多孔性が得られる。
【００１８】
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００１９】
図１は、排ガスを処理する装置のケーシングを部分的に開放して、内部に配置された成形体と共に示す図である。
【００２０】
図２は、金属製の複合材料から構成されていて軸方向に延びる単純な幾何学形状の成形体を示す図である。
【００２１】
図１には、排ガス流を処理する装置、例えば内燃機関における消音装置の輪郭が略示されている。
【００２２】
図１から分かるように、ガソリンを燃焼させる内燃機関であれ又は空気圧縮式の内燃機関であれ、内燃機関の流入する排ガス流１は、入口管片３を通って、排ガス流１を処理する装置のケーシング６の内部に流入する。
【００２３】
図１に示された輪郭において管片直径５は、ケーシング６の内部に設けられていて金属製の複合材料から成る成形体８の直径にほぼ相当しており、図１にはこれらの成形体のうち２つの成形体が示されており、これらの成形体はケーシングの対称線に対して平行に延びている。入口管片３は、排ガス流を処理する装置のケーシング６の入口端面７の外側面７．１に固定されている。開口を通って入口管片は、ケーシング６の内部に設けられていて第１の空室１１及びその他の空室１６；１７を貫通している成形体８に直接開口している。
【００２４】
ケーシング６の出口側には出口管片２が設けられており、この出口管片２は出口端面１４の外側面１４．１に固定されていて、入口管片３と同様にその管片直径５は、金属製の複合材料１９から成る成形体の外径１５にほぼ相当している。出口管片２を通って、相応に処理された排ガス流２はケーシング６の内部から流出する。ケーシング６は消音装置の構成部分であり、さらに、今日の自動車構造において使用されているようにパティキュレートフィルタであれ又は排ガス触媒コンバータであれ、排ガスを浄化する装置の構成部分であってよい。
【００２５】
ケーシング６は端部７，１４の他に外周壁１３を有しており、この外周壁１３は円筒形をしていて、端部７，１４を取り囲んで延びている。両端部７，１４の間には、壁エレメント１２，１８によって分割されて、ケーシング６の内部に個々の空室１１，１６，１７が形成されている。ケーシング６の内部におけるこれらの空室は、金属製の繊維材料である充填材料によって満たされており、これによって例えば消音装置における消音効果及び、流入する高温の排ガス流１における熱伝達を改善することができる。
【００２６】
図１には、例として２つだけが示されている成形体８は、ケーシング６の幾何学線に対してほぼ同軸方向で延びるように示されている。ケーシング６内に受容されていて入口管片３及び出口管片４に対してほぼ同軸的に受容されている上側の成形体８に関連して、管片３；４に対して平行に互いに結合された成形体８の別の成形体８（部分的に図示）が、ケーシング６の内部に受容されている。成形体８の図示の幾何学形状の他に、成形体８はケーシング６の内部を通して蛇行形状を有することができ、このようになっていると、流入する排ガス流１をより長い距離にわたってケーシング６の内部を通すことができ、かつケーシング６の内部における滞在時間を長くすることができる。排ガス流を処理する装置のケーシング６の内部におけるより長い滞在時間は、流入する排ガス流１の温度低下を促進し、かつ、空気圧縮型内燃機関の排ガスに含まれる煤粒子のパティキュレートフィルタ装置における除去効果を改善することができる。
【００２７】
ケーシング６の内部を通る成形体を蛇行形状に構成して案内する他に、成形体をコイルばねのように構成して、個々の巻条をケーシング６の外周壁１３に沿ってケーシング６の内部を通して案内することも可能である。この構成には次のような利点がある。すなわちこの場合には、ケーシング６の外面への良好な熱伝達の他に、流入する排ガス流１に、ケーシング６の内部における可能な限り長い滞在時間が与えられ、このことは空気圧縮型内燃機関においては、排ガスに含まれる煤粒子いわゆるパティキュレートを極めて十分に除去できるというポジティブな効果をもたらす。
【００２８】
図１に示された実施例では、成形体８は開口２０；２１の領域において個々の壁１２，１８を貫通するように示されている。成形体８は、成分１９．１，１９．２を備えた金属製の繊維複合材料から成っている。支持材料として機能するメッシュ織布は、符号１９．１によって示されており、このメッシュ織布１９．１のメッシュは、種々異なった大きさを有し、かつ任意の幾何学形状を有することができ、そしてこのメッシュの中には、金属製の繊維材料特に特殊鋼ウール（Ｅｄｅｌｓｔａｈｌｗｏｌｌｅ）を挿入することができる。棒状の輪郭を有する成形体８はその外面９においてそれぞれ、有利には金属製の繊維材料である充填材料によって取り囲まれている。これによってケーシング６の内部は全体的に金属製の材料から成っており、このことは金属製材料のリサイクル特性に対して有利に影響を与える。それというのはこの場合、排ガス流を処理する本発明による装置の再使用する場合に、例えばセラミック、ガラス繊維、鉱物ウールのような種々異なった材料の分離作業を省くことができる。また、従来の構成において充填物質として空室１１，１６，１７に装入されていた鉱物ウール又はガラスウールの個別の廃棄物処理を省くことが可能であり、このことは消音装置、パティキュレートフィルタ又は排ガス触媒コンバータのいずれにおいて使用する場合でも、本発明による装置の再使用特性に対してポジティブな影響を与える。
【００２９】
図１から分かるように、極めて複雑な幾何学形状で簡単に製造可能な成形体８はケーシング６の内部において、符号２３で示された間隔を互いの間にあけて配置されている。外面１３によって取り囲まれている、ケーシング６の内部における個々の成形体は、外面１３に対してより大きな間隔２４をおいて配置されることができる。金属製の複合材料１９から成る成形体８の外面とケーシング６の外周壁１３の内壁面との間におけるこの間隔２４によって、この領域に配置され得る充填材料、有利には金属製の繊維材料の量が決定される。これによって、成形体８を貫流する排ガスの、外周壁１３の外面への熱伝達に影響を与えることができる。金属製の複合材料１９から製造されていて極めて複雑な幾何学形状を有する、蛇行形状又はコイル形状の成形体８を通して、流入する排ガス流１を案内して流す他に、ケーシング６の外周面１３への流入する排ガス流１の熱伝達は、金属製の複合材料から製造された成形体を、どの程度の間隔２４をおいて配置するかを予め選択することによっても、所定することができる。
【００３０】
流入する排ガス流１が入口管片３を通ってケーシング６の内部に流入する際に有する高温を考慮するために、入口側の端部７の領域において、金属製の複合材料１９から成る成形体８とこれらの成形体８を取り囲む充填材料とには、第１の空室１１内においてより多くの特殊鋼成分が存在しており、この特殊鋼成分によってより良好な熱伝達が保証される。ケーシング６の出口側の端部１４においては、金属製の複合材料における特殊鋼成分を幾分減少させることができる。それというのは、排ガス流を処理する装置のケーシング６の内部から流出する排ガス流２の出口温度は、通常、流入する未処理の排ガス流１の入口温度に比べて低いからである。図示の実施例では排ガス流のための消音装置を例に挙げているが、排ガスを浄化するための触媒コンバータの構造、又は、パティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタの構造も、図１に示された消音装置と同様に構成されている。
【００３１】
図２には、成形体構成部材８が単独で詳しく示されている。
【００３２】
この成形体構成部材８は、プレスされること又は互いに編まれることによって排ガス流のための透過性に関与する多孔性に対して影響を与えられ得る金属製の複合材料１９から成っている。この複合材料１９は一方では、支持織布として働くメッシュ織布１９．１を有しており、このメッシュ織布１９．１は任意のメッシュ幅と任意のメッシュ幾何学形状を、つまり円形、角張った形状、菱形又はこれに類した形状を有することができる。支持材料１９．１内における個別メッシュ内には、金属製の繊維１９．２が入れられており、これらの金属繊維１９．２は例えば溶融によって製造すること、又は切削加工法によって製造することができる。両方の材料１９．１，１９．２は互いにプレスされ、編成され、又はその他の可能な形式で互いに結合されることができ、その結果複合材料が生ぜしめられる。金属製の複合材料１９．１，１９．２のプレスもしくは編成の程度によって調節される多孔性に応じて、パティキュレートの除去率、例えば空気圧縮型内燃機関の排ガスからの煤粒子の除去率に対してポジティブな影響を与えることができる。フィルターアウト時に、ケーシング６の内部を通る螺旋状又は蛇行状の輪郭を有する排ガス流ガイドによって滞在時間が選択され、かつ成形体８における多孔性が有利に選択されると、このように純粋に金属製の材料から成るパティキュレートフィルタ、又は排ガス触媒コンバータによって、ここには図示されていない空気圧縮型内燃機関の排ガス流における良好なパティキュレート除去率を得ることができる。また、このように輪郭形成されたパティキュレートフィルタ系又は触媒コンバータ系は、極めて簡単に廃棄することができる。それというのは、これらの系は金属製材料だけから成っていて、従って容易に溶融することができるからである。ガラスウール、鉱物ウール又はセラミック材料のような異なった材料の分離作業は、このように構成されたパティキュレートフィルタでは必要ない。本発明による排ガスを処理する装置をパティキュレートフィルタとして使用する場合でも又は排ガス触媒コンバータとして使用する場合でも、流入する排ガス流１の温度経過を考慮して、ケーシングの内部における特殊鋼の分布を実現することができる。例えばパティキュレートフィルタにおいても又は触媒コンバータにおいても、ケーシング８の流入側の入口端面７に隣接した空室１１の領域には、熱伝達を改善するために、排ガス流１を処理する装置のケーシング６の流出側の出口端面１４に比べて、より多くの特殊鋼成分を設けることができる。ケーシングの残りの空室１１，１６，１７は例えば特殊鋼ウールによって充填することができる。それというのは、これらの空室は、既に述べたガラスウール材料又は鉱物ウール材料とは異なり、リサイクル可能であり、分離作業を省くことができるからである。
【００３３】
流入する排ガス流１及び流出する処理済みの排ガス流２による成形体８の貫流方向が示されている図２から分かるように、貫流は横断面１５を介して行われ、この横断面１５は図２に示された実施例では、ほぼ円形の輪郭を有している。金属製の複合材料１９から成る成形体８の内部領域１０には、成形体８の製造によって所定された多孔性が与えられており、この多孔性によって、空気圧縮型内燃機関の排ガス中における煤粒子の除去に関して有利な結果が得られる。
【００３４】
成形体８の外周面９は、図２には示されていないが、充填材料によって取り囲まれており、この充填材料もまた同様に金属製の複合材料１９であり、排ガス流を処理する装置のケーシング６の空室１１，１６，１７（図１参照）内に消音のために設けられている。消音のみならず、充填材料１９によってさらに、高温の入口側の排ガス流からケーシング６の外周面１３への熱伝達を改善することができる。
【００３５】
排ガスを処理する装置を本発明のように輪郭形成もしくは構成することによって、この装置を、ポット形のケーシングの形で完全に金属から製造することができ、このことはリサイクルの可能性に対してポジティブな影響を与え、種々異なった材料を分離するための分離作業を不要なものにする。本発明のように構成された排ガスを処理する装置の自重は、孔付金属薄板と管とから成る汎用の骨組み構造もしくはスケルトン構造（Ｓｋｅｌｅｔｔｋｏｎｓｔｒｕｋｔｉｏｎ）に比べて、著しく減じられており、さらに、従来消音装置、パティキュレートフィルタ又は排ガス触媒コンバータにおいて汎用であった作業手間のかかる高コストのスケルトン構造を、完全に省くことが可能である。さらにまた、自動車における型式別の消音装置のための種々異なった孔付金属薄板をストックしておくことは、本発明によって完全に省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
排ガスを処理する装置のケーシングを部分的に開放して、内部に配置された成形体と共に示す図である。
【図２】
金属製の複合材料から構成されていて軸方向に延びる単純な幾何学形状の成形体を示す図である。
【符号の説明】
１　流入する排ガス流、　２　流出する排ガス流、　３　入口管片、　４　出口管片、　５　管片直径、　６　ケーシング、　７　入口端面、　７．１　外側面、　８　成形体、　９　外面、　１０　内部領域、　１１，１６，１７　空室、　１４　出口端面、　１５　外径、　１９　複合材料、　２０，２１　開口、　２３，２４　間隔
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年6月26日(2002.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ヨーロッパ特許公開第０４４６４２２号明細書には、空気圧縮型の内燃機関用のパティキュレートフィルタが開示されている。ディーゼル機関用のこのパティキュレートフィルタは、排ガスを導入するための入口と、排出のための出口と、入口と出口との間に配置されたフィルタ区域とを備えており、このフィルタ区域は、多孔性セラミックから成る多数の管状のフィルタキャンドル又はフィルタシリンダを有しており、これらのフィルタキャンドル又はフィルタシリンダの円筒形の壁を通して排ガスは半径方向で流入し、軸方向に延在する内室を通って排ガスは軸方向で再び流出する。多孔性のセラミックから成るフィルタキャンドル又はフィルタシリンダはその両端部において、金属編成体、金属編組織物又は金属織布から成るスリーブを用いて半径方向で、かつ円板を用いて軸方向で弾性的に支承されかつシールされている。
オーストリア特許第３９７６９４号明細書には、排ガス用のパティキュレート除去装置が開示されている。このパティキュレート除去装置は、排ガス管路に後置されたケーシングを有しており、このケーシング内においては、排ガス管路の穿孔された区分がパティキュレート除去材料に埋め込まれていて、ケーシングは排ガス出口を有している。排ガス管路の穿孔された区分は、パティキュレート除去材料内を蛇行状に延びている。パティキュレート除去材料はその中に埋め込まれた管路区分と共に、ケーシングから引出し可能でかつケーシングの排ガス出口と流れ接続可能な引出し内に配置されている。この引出しは玄武岩ウール、石綿、銅ウール又はアルミニウムウールによって満たされていることができる。
イギリス特許第２２５６００６号明細書には排ガス消音装置が開示されている。この場合には排ガス通路が、ワイヤ編組み織物から成る変形可能な管によって形成される。これらの変形可能な管の周りには、複数の消音層が配置されている。変形可能な管はケーシング内に受容されている。変形可能な管もしくは消音層はその加熱時に半径方向外側に向かって膨張し、変形可能な管を受容しているケーシングの内側に接触する。




【手続補正書】
【提出日】平成14年11月21日(2002.11.21)
【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】
排ガス（１）を処理する装置であって、該装置が内燃機関の排ガス流内に又は定置の燃焼箇所の排ガス管路内に配置されていて、流入管片（３）と流出管片（４）とを有しており、該流入管片（３）及び流出管片（４）がケーシング（６）内に受容されており、該ケーシング（６）内にフィルタ材料（１９）が装入されていて、該フィルタ材料（１９）が、金属ワイヤ又は金属繊維から成る少なくとも１つの織布層を有している形式のものにおいて、排ガス流（１）の変向のため、パティキュレート除去のため及び消音のために、ケーシング（６）内に成形体（８）が設けられており、該成形体（８）が、金属製の繊維複合材料（１９）から成っていて、該繊維複合材料（１９）が、支持織布として働くメッシュ織布（１９．１）と、該メッシュ織布（１９．１）の個別メッシュにプレスもしくは編成された金属製の繊維（１９．２）とから成っており、さらにケーシング（６）の内部における空室（１１，１６，１７）が金属製の繊維（１９．２）によって満たされていることを特徴とする、技術的な燃焼プロセスからの排ガスを処理する装置。
【請求項２】
ケーシング（６）の内部に装入された、ガス流（１，２）を処理するための成形体（８）が、排ガス流（１，２）の流れ方向に対して平行に配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
成形体（８）が、ケーシング（６）の内部を通して延在する蛇行状の経過を有している、請求項１記載の装置。
【請求項４】
成形体（８）が、螺旋状にケーシング（６）の内部を通して延在するように配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
ケーシング（６）内における空室（１１，１６，１７）が、充填材料である金属製の繊維材料によって満たされている、請求項１記載の装置。
【請求項６】
ケーシング（６）の入口端面（７）の領域において、複合材料（１９）内における特殊鋼材料（１９．２）の配分が、流入する排ガス流（１）からの熱伝達のために、流出側に受容されたケーシング（６）の制限部（１４）に比べて、高められている、請求項１記載の装置。
【請求項７】
装置が、主消音装置及び／又は前消音装置として排ガス系において使用される、請求項１記載の装置。
【請求項８】
装置が、流入する排ガス流（１）からパティキュレートを除去するパティキュレートフィルタとして設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項９】
成形体（８）によるパティキュレート除去率が、成形体（８）の長手方向長さ（２２）、貫流面積（２５）及び成形体（８）の金属製の複合材料（１９）の多孔性によって影響可能である、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
装置が、排ガス流を浄化するための排ガス触媒コンバータとして使用される、請求項１記載の装置。
【国際調査報告】
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