DE20122703U1

DE20122703U1 - Particle trap in layered honeycomb construction includes channels promoting swirl-, stilling- and dead zones in fluid, especially exhaust gases

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Publication number: DE20122703U1
Application number: DE20122703U
Authority: DE
Original assignee: Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Current assignee: Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2011-05-30

Abstract

The partially-open trap includes channels (2) structured to promote swirl, stilling and/or dead zones in the fluid, especially exhaust gases, passing through. An independent claim is included for the method of use, in the exhaust gas system of a vehicle. Preferred Features: The trap is constructed from metal layers (4, 6). It has greater thermal capacity in one region of its walls, which reinforces thermophoretic effects on particles in the flow, when the gas temperature rises. A trap comprises a first layer (6) and at least a further sheet in the form of a corrugated (4) or smooth layer. Flow may pass radially through the trap. Channels are conical. Numerous small elements, particle traps and/or catalysts, are included, as are elements with differing thermal capacity. The trap comprises only a single layer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Partikelfalle für ein mit Partikeln belastetes Fluid, insbesondere für das Abgas eines Dieselmotors, wobei die Partikelfalle durch Oxidation der Partikel regenerierbar ist und in ein Rohr, wie z.B. in den Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, einbaubar ist.The The invention relates to a particulate trap for particulate contaminated Fluid, especially for the exhaust gas of a diesel engine, the particulate trap being due to oxidation the particle is regenerable and placed in a tube, e.g. in the Exhaust line of a motor vehicle, can be installed.

Ein Fluid, wie z.B. das Abgas eines Kraftfahrzeugs, enthält neben gasförmigen Bestandteilen auch Partikel. Diese werden mit dem Abgas ausgestoßen oder lagern sich unter Umständen im Abgasstrang und/oder in einem Katalysator eines Kraftfahrzeugs, an. Bei Laständerungen werden sie dann in Form einer Partikelwolke, wie z.B. einer Rußwolke, ausgestoßen.One Fluid, e.g. the exhaust of a motor vehicle, contains beside gaseous Ingredients include particles. These are expelled with the exhaust gas or may be stored in the exhaust system and / or in a catalytic converter of a motor vehicle, at. With load changes They are then in the form of a particle cloud, such. a soot cloud, expelled.

Herkömmlich werden Siebe (auch teilweise als Filter bezeichnet) eingesetzt, die die Partikel auffangen. Der Einsatz der Siebe birgt jedoch zwei erhebliche Nachteile, zum einen können sie verstopfen und zum anderen bewirken sie einen unerwünscht hohen Druckabfall. Zudem müssen gesetzlichen Werte für Kraftfahrzeugemissionen eingehalten werden, die ohne Partikelreduktion überschritten würden. Es besteht daher der Bedarf, Auffangelemente für Abgaspartikel zu schaffen, die die Nachteile der Siebe, Filter oder anderer Systeme überwinden.Become conventional Sieves (also sometimes referred to as filters) used, the Collect particles. However, the use of sieves brings two significant Disadvantages, on the one hand they clog and on the other hand they cause an undesirably high Pressure drop. In addition, must legal values for Motor vehicle emissions are exceeded, which exceeded without particle reduction would. There is therefore a need to provide trapping elements for exhaust particles, which overcome the disadvantages of sieves, filters or other systems.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Partikelfalle für einen Fluidstrom zu schaffen, die regenerierbar und offen ist.task the invention is to provide a particle trap for a fluid flow, which is regenerable and open.

Gegenstand der Erfindung ist eine Partikelfalle mit Strömungskanälen und Strukturen hat, um in einer Fluidströmung, die durch die Partikelfalle strömt, Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen zu erzeugen, wobei die Partikelfalle zumindest teilweise offen ist. Zudem ist hier eine Partikelfalle mit Strömungskanälen und Strukturen beschrieben, um in einer Fluidströmung, die durch die Partikelfalle strömt, Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen zu erzeugen, wobei die Partikelfalle zumindest teilweise offen ist und zumindest ein Teil der Strömungskanäle mindestens einen Teilbereich mit einer erhöhten Wärmekapazität, z. B. durch höhere Wandstärke, größere Zellenzahl oder dergleichen aufweist, so daß bei dynamischen Lastwechseln mit schnell steigender Fluidtemperatur für in dem Fluid mitgeführte Partikel der Effekt der Thermophorese in diesen Bereichen verstärkt auftritt. Außerdem sind verschiedene Verwendungen der Partikelfalle in verschiedenen Kombinationen mit weiteren Modulen angegeben.object The invention has a particle trap with flow channels and structures to in a fluid flow, which flows through the particle trap, To create turbulence, sedation and / or dead zones, wherein the particle trap is at least partially open. Besides, here is a particle trap with flow channels and Structures are described to be fluidized in a fluid flow passing through the particulate trap; To create sedative and / or dead zones, the particulate trap at least partially open and at least part of the flow channels at least a subarea with an elevated Heat capacity, z. B. through higher Wall thickness, larger number of cells or the like, so that during dynamic load changes with rapidly increasing fluid temperature for entrained particles in the fluid the effect of thermophoresis in these areas increases. Furthermore are different uses of the particle trap in different Combinations with other modules specified.

Bei Versuchen mit Mischelementen aus Metallfolien, wie sie beispielsweise in der WO91/01807 oder der WO91/01178 beschrieben sind und die zur besseren Verteilung von, in Abgassystemen eingespritzten Additiven, getestet wurden, ist es überraschend gelungen, auf dem blankem das heißt unbeschichtetem Metall der Folien Partikel, wie den Ruß aus einem Dieselmotor, abzulagern und zur Oxidation zu bringen.at Try with mixed elements of metal foils, as for example are described in WO91 / 01807 or WO91 / 01178 and the better Distribution of additives injected in exhaust systems tested it is surprising succeeded on the bare that is uncoated metal the Foil particles, such as the soot a diesel engine, deposit and oxidize.

Die Partikel werden vermutlich durch Verwirbelungen an die Innenwände der Kanäle geschleudert und haften dort. Die Verwirbelungen werden durch Strukturen der Kanalinnenseiten erzeugt, wobei diese Strukturen nicht nur Verwirbelungen, sondern auch Beruhigungs- oder Totzonen im Strömungsschatten erzeugen. In den Beruhigungs- und/oder Totzonen werden die Partikel vermutlich quasi angespült (vergleichbar einer Schwerkraftabscheidung) und haften dann fest. Bei der Haftung der Partikel spielt eine mögliche Wechselwirkung Metall-Ruß und/oder auch der Temperaturgradient Fluid/Kanalwand eine Rolle. Es wird auch eine starke Agglomeration der Partikel im Gasstrom oder an den Wänden beobachtet.The Particles are believed to be turbulent due to the inner walls of the channels hurled and stick there. The turbulences are through structures the channel inner sides generated, these structures not only turbulences, but also create calming or dead zones in the flow shadow. In the sedative and / or dead zones, the particles are probably quasi alluvial (comparable to a gravity separation) and then stick firmly. In the adhesion of particles plays a possible interaction metal soot and / or also the temperature gradient fluid / channel wall a role. It will also a strong agglomeration of the particles in the gas stream or at the walls observed.

Als Beruhigungszone wird eine Zone im Kanal mit geringer Strömungsgeschwindigkeit und als Totzone eine Zone ohne Fluidbewegung bezeichnet.When Calming zone becomes a zone in the channel with low flow velocity and referred to as a dead zone zone without fluid movement.

Als „offen" wird die Partikelfalle im Gegensatz zu geschlossenen Systemen bezeichnet, weil keine Strömungssackgassen vorgesehen sind. Diese Eigenschaft kann in dem Fall auch zur Charakterisierung der Partikelfalle dienen, wie z.B. eine Offenheit von 20% besagt, daß in einer Querschnittsbetrachtung ca. 20% der Fläche frei durchströmbar sind. Bei einem Träger mit 600 cpsi (cells per square inch) mit einem hydraulischen Durchmesser der Kanäle von etwa 0,8mm entspräche das einer Fläche von etwa 0,01 mm².In contrast to closed systems, the particle trap is referred to as "open" because there are no flow back alleys.This property can also be used to characterize the particulate trap, eg an openness of 20% means that in a cross-sectional view about 20% With a carrier of 600 cpsi (cells per square inch) with a hydraulic diameter of the channels of about 0.8 mm this would correspond to an area of about 0.01 mm ² .

Die Partikelfalle verstopft nicht, wie ein herkömmliches Filtersystem, wo sich Poren zusetzen können, weil zuvor die Strömung den Teil der agglomerierten Partikel mitreißen würde, der sich aufgrund seines erhöhten Luftwiderstandes abreißen läßt.The Particle trap does not clog like a conventional filtration system where Can clog pores, because before the flow would entrain the part of the agglomerated particles, which due to its increased Demolish drag leaves.

Zur Herstellung einer Partikelfalle werden zumindest teilweise strukturierte Lagen nach bekannten Methoden geschichtet oder gewickelt und fügetechnisch verbunden, insbesondere verlötet. Die Zelldichte der Partikelfalle hängt von der Wellung der Lagen ab. Die Wellung der Lagen ist nicht zwangsläufig über eine gesamte Lage hinweg einheitlich, sondern es können verschiedene Strömungen und/oder Druckverhältnisse innerhalb der durchströmten Partikelfalle durch geeignete Herstellung der Lagenstruktur hergestellt werden.to Production of a particle trap are at least partially structured Layered by known methods layered or wound and joining technology connected, in particular soldered. The cell density of the particle trap depends on the corrugation of the layers from. The curl of the layers is not necessarily across an entire layer uniform, but it can different currents and / or pressure conditions within the flowed through Particle trap prepared by suitable production of the layer structure become.

Die Partikelfalle kann monolithisch oder aus mehreren Scheiben sein, das heißt aus einem Element oder mehreren hintereinander geschalteten Einzelelementen aufgebaut sein.The Particulate trap can be monolithic or multiple slices, this means from one element or several individual elements connected in series be constructed.

Zur Abdeckung verschiedener (dynamischer) Lastfälle des Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs wird ein System mit konischen Kanälen oder ein Element in Konusform bevorzugt. Solche Systeme, wie z.B. in der WO93/20339 beschrieben, haben sich erweiternde oder verengende Kanäle, so dass bei jedem Massendurchsatz an irgendeiner Stelle der Kanäle, wenn sie mit entsprechenden Umlenkungs- oder Verwirbelungsstrukturen versehen werden, besonders günstige Verhältnisse für das Auffangen von Partikeln entstehen.to Covering different (dynamic) load cases of the drive system Motor vehicle is a system with conical channels or a cone-shaped element prefers. Such systems, e.g. described in WO93 / 20339, have widening or narrowing channels, so at any mass flow rate anywhere in the channels, if they have corresponding deflection or turbulence structures be provided, especially cheap conditions for the Collecting particles arise.

Konusförmig bezeichnet dabei sowohl die Ausführungen, die in Strömungsrichtung eine Durchmessererweiterung zeigen sowie auch die Ausführungen, die eine Durchmesserreduzierung haben. Auch zylindrische Wabenkörper mit Kanälen, von denen ein Teil sich verengt und ein Teil sich verbreitert haben geeignete Eigenschaften.Cone-shaped doing both the versions, in the flow direction show a diameter extension as well as the versions, which have a diameter reduction. Also cylindrical honeycomb body with channels, some of which have narrowed and part have widened suitable properties.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung aus mehreren zu einem Wabenkörper aufgewickelten Lagen hat eine zwischen zwei Wellagen liegende Glattlage Löcher, so daß ein Fluidaustausch zwischen den durch die Wicklung entstandenen Kanälen möglich ist. Dadurch ist eine radiale Durchströmung der Partikelfalle, die nicht an eine 90° Umlenkung gebunden ist, möglich. Bei der Ausführungsform der Glattlage mit Löchern kommen diese bevorzugt am Austritt von Strömungsleitschaufeln zu liegen, so daß die Strömung direkt in die Löcher geleitet wird. Anstelle der Glattlage mit Löchern kann auch ein anderes durchdringbares Material, wie z.B. ein Fasermaterial eingesetzt werden.To an embodiment the invention of several wound into a honeycomb body layers has a smooth layer lying between two corrugated holes, so that a fluid exchange between the resulting from the winding channels is possible. This is one Radial flow through the Particle trap, which is not bound to a 90 ° deflection, possible. at the embodiment the smooth position with holes these preferably come to lie at the outlet of flow guide vanes So that the flow directly into the holes is directed. Instead of the smooth position with holes can also another penetrable material, such as e.g. a fiber material used become.

Das Material der Lagen ist bevorzugt Metall (Blech), es kann aber auch ein Stoff anorganischer (Keramik, Fasermaterial), organischer oder metallorganischer Natur und/oder ein gesintertes Material sein, solange es eine Oberfläche hat, an der ohne Beschichtung die Haftung der Partikel gelingt.The Material of the layers is preferably metal (sheet), but it can also a substance of inorganic (ceramic, fiber material), organic or organometallic nature and / or a sintered material, as long as there is a surface has the adhesion of the particles succeeds without coating.

Die Partikelfalle unterliegt im Einsatz großen Temperaturschwankungen in teilweise oxidativer Atmosphäre (Luft), und es entstehen an der Oberfläche der Lagen, wenn diese aus Metall sind, verschiedene Oxide, möglicherweise sogar in Form nadelförmiger Kristalle, sogenannten Whiskern, die eine gewisse Oberflächenrauhigkeit bewirken. Die Partikel der Strömung, die sich grundsätzlich ähnlich wie Moleküle verhalten, werden durch unterschiedliche Mechanismen, insbesondere Impaktion oder Interception in turbulenter Strömung oder Thermophorese in laminarer Strömung an dieser rauhen Oberfläche angespült und dort gehalten, wobei die Haftung im wesentlichen durch Van der Waals-Kräfte verursacht wird.The Particle trap is subject in use large temperature fluctuations in a partially oxidative atmosphere (Air), and it will emerge on the surface of the layers when these off Metal are, different oxides, maybe even in shape acicular crystals, so-called whiskers, which cause a certain surface roughness. The Particles of the flow, which are basically similar to molecules Behavior, through different mechanisms, in particular Impaction or interception in turbulent flow or thermophoresis in laminar flow on this rough surface alluvial and held there, the adhesion being essentially determined by Van der Waals forces is caused.

Obwohl die Abscheidung der Partikel an der unbeschichteten Metallfolie stattfindet ist nicht ausgeschlossen, daß es auch beschichtete Bereiche der Partikelfalle gibt, weil die Partikelfalle beispielsweise auch in einem Teil als Katalysatorträger ausgebildet ist.Even though the deposition of the particles on the uncoated metal foil It is not excluded that there are also coated areas the particle trap is because the particulate trap, for example, too in one part as a catalyst support is trained.

Die Folienstärke der Lagen liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0,02 und 0,2 mm, insbesondere bevorzugt zwischen 0,05 und 0,08 mm, bei Bereichen mit erhöhter Wärmekapazität bevorzugt zwischen 0,65 und 0,11 mm.The film thickness the layers are preferably in the range between 0.02 and 0.2 mm, particularly preferred between 0.05 and 0.08 mm, in areas with increased heat capacity preferably between 0.65 and 0.11 mm.

Bei der Partikelfalle mit mehreren gewickelten Lagen sind diese aus gleichem oder ungleichem Material bzw. haben diese gleiche oder ungleiche Folienstärke.at the particle trap with several wound layers are these out same or dissimilar material or have the same or uneven film thickness.

Die Partikel im Abgas eines Dieselmotors, die im wesentlichen aus Ruß bestehen, lassen sich durch Durchleiten durch ein elektrisches Feld aufladen und/oder polarisieren, so daß sie von ihrer bevorzugten Strömungsrichtung (z.B. axiale Richtung der Partikelfalle parallel zu den Strömungskanälen) abgelenkt werden. Somit wird die Wahrscheinlichkeit bezüglich des Aufreffens der Partikel auf die Wände der Strömungskanäle der Partikelfalle erhöht, da diese beim Durchströmen der Partikelfalle nun auch eine Geschwindigkeitskomponente in einer anderen Richtung, insbesondere senkrecht zur bevorzugten Strömungsrichtung, aufweisen. Dies lässt sich beispielsweise auch mit einem der Partikelfalle vorgeschalteten Plasmareaktor verwirklichen, der eine Polarisierung der Partikel gewährleistet. Es ist auch besonders vorteilhaft, das die Partikelfalle mindestens einen Pol der Polarisationsstrecke bildet, insbesondere wenn die Partikelfalle zumindest teilweise eine positive Ladung aufweist, und elektrisch negativ polarisierte Partikel somit aktiv angezogen werden. Derart werden die Mechanismen, durch die Partikel aus dem Strömungsinneren an die Wand gespült werden (z.B. Interception und der Impaktion), beschleunigt und verstärkt.The Particles in the exhaust gas of a diesel engine, which consist essentially of soot, can be charged by passing through an electric field and / or polarize so that they from their preferred flow direction (e.g., axial direction of the particle trap parallel to the flow channels) become. Thus, the probability of particle impact is increased on the walls of the Flow channels of the particle trap elevated, as they flow through The particle trap now also has a velocity component in one other direction, in particular perpendicular to the preferred direction of flow, exhibit. This leaves For example, with one of the particulate trap upstream Plasma reactor realize a polarization of the particles guaranteed. It is also particularly advantageous that the particle trap at least one Pol the polarization path forms, especially if the particle trap at least partially having a positive charge, and electrically Negatively polarized particles are thus actively attracted. so be the mechanisms through which particles from the flow inside to be flushed to the wall (e.g., interception and impaction), accelerated and amplified.

Für den Fall, daß die Partikelfalle aufgeladen wird, ist es vorteilhaft, daß auf den Lagen und/oder in der Struktur der die Lagen bildenden Folie Spitzen angeordnet sind, die den Aufladeeffekt verstärken. Die Partikel des Fluids können beispielsweise durch eine Polarisationsstrecke zum Aufladen durchgeleitet werden, dabei werden die Partikel dann polarisiert. Die Partikelfalle kann aber auch geerdet sein und ladungsneutral bleiben, insbesondere wenn geeignete Isolierungen hinsichtlich der Spitzen und/oder der Polarisationsstrecke vorgesehen sind.In the case, that the Particle trap is charged, it is advantageous that on the Layers and / or arranged in the structure of the layers forming film tips are that reinforce the charging effect. The particles of the fluid can be passed through a polarization path for charging, for example, The particles are then polarized. The particle trap can but also be grounded and remain charge-neutral, in particular if suitable insulation with respect to the tips and / or the polarization distance are provided.

Die Polarisation und/oder Aufladung erfolgt nach einer Ausführungsform auch über eine Photoionisation.The Polarization and / or charging takes place according to one embodiment also over a photoionization.

Nach einer Ausführungsform werden die Partikel über eine Coronaentladung geladen und/oder polarisiert.In one embodiment, the particles are charged via a corona discharge and / or polarized.

Nach einer Ausführungsform der Partikelfalle macht man sich die Erkenntnis zu Nutze, daß eine Temperaturdifferenz zwischen der Kanalwand und der Strömung zur stärkeren Wanderung der Partikel an die Kanalwand dient (Thermophorese). Entsprechend wird eine dicke und damit mit hoher Wärmekapazität ausgestattete Kanalwand (etwa durch eine entsprechende Folienstärke der Lage an der Stelle bewirkt) mit gegenüberliegenden Strukturen (Leitstrukturen), die die Partikel an diese Wand (etwa durch Erzeugung von Verwirbelungen in der Strömung) hinlenken, kombiniert. Die dicke Kanalwand hat eine hohe Wärmekapazität und hält deshalb bei dynamischen Lastwechseln und ansteigender Abgastemperatur eine Temperaturdifferenz zwischen der Strömung und der Kanalwand länger aufrecht als eine dünne Kanalwand und erhält damit den die Abscheidung begünstigenden Effekt länger als eine dünne Kanalwand. Die Leitstrukturen sind Strukturen zur Erzeugung von Verwirbelungs-, Beruhigungs- und Totzonen und bewirken eine erzwungene Durchmischung der Strömung, so daß partikelreiche Zonen im Inneren der Strömung nach außen gebracht werden und umgekehrt. Damit ist mehr Partikeln die Kontaktierung der Wände durch Interception und Impaktion möglich, die dann auch haften bleiben.To an embodiment the particle trap makes use of the knowledge that a temperature difference between the channel wall and the flow for increased migration of the particles the channel wall serves (thermophoresis). Accordingly, a thick and thus equipped with high heat capacity Channel wall (about by a corresponding film thickness of the Position at the location causes) with opposing structures (conductive structures), the particles to this wall (such as by creating turbulence in the flow) to turn, combined. The thick duct wall has a high heat capacity and therefore keeps with dynamic load changes and rising exhaust gas temperature Temperature difference between the flow and the channel wall longer upright as a thin one Canal wall and receives thus favoring the deposition Effect longer as a thin one Channel wall. The lead structures are structures for generating Turbulence, sedation and dead zones and cause a forced Mixing of the flow, so that particle-rich Zones inside the flow outward be brought and vice versa. Thus, more particles is the contact the walls possible through interception and impaction, which then also stick stay.

Nach einer Ausführungsform nutzt man den Effekt der Thermophorese durch Hintereinanderschalten mehrerer Partikelfallen mit jeweils unterschiedlich dicken Kanalwänden.To an embodiment it uses the effect of thermophoresis by connecting in series several particle traps each with different thickness channel walls.

Die Zelldichten der Partikelfalle liegen bevorzugt im Bereich zwischen 25 bis 1000 cpsi, bevorzugt zwischen 200 und 400 cpsi.The Cell densities of the particulate trap are preferably in the range between 25 to 1000 cpsi, preferably between 200 and 400 cpsi.

Eine typische Partikelfalle mit 200cpsi hat ein Volumen, bezogen auf einen Dieselmotor von etwa 0,2 bis 11 pro 100kW, bevorzugt 0,4–0,851/100kW. Für die geometrische Oberfläche ergibt sich beispielsweise 1,78m²/100kW. Verglichen mit den Volumina herkömmlicher Filter und Siebsysteme ist das ein sehr geringes Volumen bzw. eine sehr geringe geometrische Oberfläche gegenüber einer herkömmlichen Bauart mit etwa 4 m² Oberfläche pro 100 kW.A typical particle trap of 200 cpsi has a volume, based on a diesel engine, of about 0.2 to 11 per 100 kW, preferably 0.4-0.851 / 100 kW. For the geometric surface results, for example, 1.78m ² / 100kW. Compared with the volumes of conventional filters and screening systems, this is a very small volume or a very small geometric surface compared to a conventional design with about 4 m ² surface per 100 kW.

Die Partikelfalle ist regenerierbar, wobei im Fall der Rußabscheidung im Dieselmotor-Abgasstrang die Regeneration durch die Oxidation des Rußes entweder durch Stickstoffdioxid (NO₂) bei einer Temperatur oberhalb von etwa 200°C oder mit Luft bzw. Sauerstoff (O₂) thermisch bei z.B. Temperaturen oberhalb 500° C oder durch Einspritzung eines Additivs (z.B. Cer) erfolgt.The particulate trap is regenerable, wherein in the case of soot deposition in the diesel engine exhaust system regeneration by the oxidation of the carbon black either by nitrogen dioxide (NO ₂ ) at a temperature above about 200 ° C or with air or oxygen (O ₂ ) thermally at eg Temperatures above 500 ° C or by injection of an additive (eg Cer) takes place.

Die Rußoxidation mittels NO₂, beispielsweise über den Mechanismus der „continuous regeneration trap" (CRT) nach C + 2NO₂ -> CO₂ + 2NO erfordert, daß vor die Partikelfalle im Abgasstrang ein Oxidationskatalysator gesetzt wird, der NO zu NO₂ in ausreichender Menge oxidiert. Das Mengenverhältnis der Reaktionspartner hängt jedoch auch wesentlich von der Durchmischung der Fluide ab, so daß je nach Ausgestaltung der Kanäle der Partikelfalle auch unterschiedliche Mengenverhältnisse eingesetzt werden sollten.The soot oxidation by means of NO ₂ , for example via the mechanism of the "continuous regeneration trap" (CRT) C + 2NO ₂ -> CO ₂ + 2NO requires that before the particulate trap in the exhaust line an oxidation catalyst is set, which oxidizes NO to NO ₂ in sufficient quantity. However, the ratio of the reactants also depends significantly on the mixing of the fluids, so that depending on the configuration of the channels of the particle trap and different proportions should be used.

Besonders vorteilhaft hat sich die Ausführungsform erwiesen, bei der ein Hilfsmittel zur thermischen Regeneration der Partikelfalle vorgesehen ist, so daß z.B. das Element zumindest zum Teil elektrisch beheizbar ist, oder dem Element ein elektrisch beheizbares Hilfsmittel, wie ein Heizkatalysator, vorgeschaltet ist.Especially Advantageous, the embodiment in which a means for thermal regeneration of the Particle trap is provided, so that e.g. the element at least partly electrically heated, or the element is an electrically heatable Auxiliary, such as a heating catalyst, upstream.

Bei einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß ein Hilfsmittel in Abhängigkeit von der Belegung/dem Füllgrad der Partikelfalle zur Regeneration ein- oder zugeschaltet wird, was im einfachsten Fall über den Druckverlust, den die Partikelfalle im Abgasstrang erzeugt, gemessen wird.at an embodiment is provided that an aid depending from the occupancy / fill level the particle trap is switched on or off for regeneration, what about in the simplest case the pressure loss that the particle trap creates in the exhaust line, is measured.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform hat ein der Partikelfalle vorgeschalteter Oxidationskatalysator eine geringere spezifische Wärmekapazität pro Volumeneinheit und Zellenzahl als die Partikelfalle selbst. So hat der Oxidationskatalysator beispielsweise bevorzugt ein Volumen von 0,5 Liter, eine Zellenzahl von 400 cpsi und eine Foliendicken von 0,05 mm, während die Partikelfalle bei gleichem Volumen und gleicher Zellenzahl eine Foliendicke von 0,08 mm aufweist und ein nachgeschalteter SCR-Katalysator wieder eine Foliendicke von 0,05 mm.To a preferred embodiment has an oxidation catalyst upstream of the particulate trap lower specific heat capacity per unit volume and cell number as the particulate trap itself. So does the oxidation catalyst For example, preferably a volume of 0.5 liters, a cell number of 400 cpsi and a film thickness of 0.05 mm, while the Particle trap at the same volume and same number of cells one Film thickness of 0.08 mm and a downstream SCR catalyst again a film thickness of 0.05 mm.

Auch die Kombination der Partikelfalle mit zumindest einem Katalysator und einem Turbolader oder die Kombination einer Partikelfalle mit einem Turbolader ist vorteilhaft. Dabei kann die dem Turbolader nachgeschaltete Partikelfalle motornah oder in Unterbodenposition angeordnet sein.Also the combination of the particulate trap with at least one catalyst and a turbocharger or the combination of a particle trap with a turbocharger is advantageous. It can be the turbocharger Downstream particle trap close to the engine or in underbody position be arranged.

Die Partikelfalle wird auch in Kombination mit einem vor- oder nachgeschalteten Rußfilter verwendet, wobei der Rußfilter nachgeschaltet wesentlich kleiner als der herkömmliche Rußfilter sein kann, weil er lediglich einen zusätzlichen Schutz bieten soll, daß Partikelemission ausgeschlossen wird. Bevorzugt wird ein Filter der Größe 0,5m² pro 100kW Dieselmotor eingesetzt bis maximal zur Größe von 1m², (bei nachgeschalteter Filterfläche ist die Querschnittsfläche des Filters an die der Partikelfalle angepaßt, sowohl im Falle einer Querschnittsverengung als auch im Fall einer Querschnittserweiterung) wohingegen ohne Partikelfalle Filtergrößen von ca. 4m² pro 100kW erforderlich sind.The particulate trap is also used in combination with an upstream or downstream soot filter, wherein the soot filter downstream can be substantially smaller than the conventional soot filter, because it is merely intended to provide additional protection that particle emission is excluded. Preferably, a filter of size 0.5m ² per 100kW diesel engine is used up to a maximum of 1m ² , (with downstream filter surface, the cross-sectional area of the filter is adapted to that of the particulate trap, both in the case of a cross-sectional constriction as well as in the case of a cross-sectional widening) whereas without particle trap filter sizes of about 4m ² per 100kW are required.

Der Rußfilter kann auch in Form von direkt vor oder nach dem Speicher/Oxidationselement installiertem Filtermaterial vorliegen, wobei das Filtermaterial dabei direkt, z.B. über eine Lötverbindung, mit dem Speicher/Oxidationselement verbunden sein kann.Of the soot filter can also be in the form of directly before or after the storage / oxidation element installed filter material, wherein the filter material thereby directly, e.g. above a solder joint, with may be connected to the storage / oxidation element.

Folgende Beispiele geben Anordnungen wieder, die die Vielzahl der möglichen Kombinationen der Partikelfalle mit Katalysatoren, Turboladern, Rußfilter und Additivzugabe entlang eines Abgasstranges eines Kraftfahrzeugs belegen:

A) Oxidationskatalysator – Turbolader – Partikelfalle, wobei die Partikelfalle motornah oder in Unterbodenposition angeordnet sein kann.
B) Vorkatalysator – Partikelfalle – Turbolader
C) Oxidationskatalysator – Turbolader – Oxidationskatalysator- Partikelfalle
D) Heizkatalysator – Partikelfalle 1 – Partikelfalle 2 (wobei Partikelfalle 1 und 2 gleich oder ungleich sein kann)
E) Partikelfalle 1 – Konusöffnung des Abgasstranges – Partikelfalle 2
F) Additivzugabe – Partikelfalle – Hydrolysekatalysator – Reduktionskatalysator
G) Vorkatalysator – Oxidationskatalysator – Additivzugabe- (eventuell Rußfilter) – Partikelfalle z.B. in Konusform, ggf. mit Hydrolysebeschichtung – (eventuell Rußfilter) – (eventuell Konus zur Erhöhung des Rohrquerschnitts) Reduktionskatalysator

The following examples represent arrangements which prove the multitude of possible combinations of the particle trap with catalysts, turbochargers, soot filter and additive addition along an exhaust system of a motor vehicle:

A) oxidation catalyst - turbocharger - particle trap, wherein the particulate trap can be located close to the engine or in underfloor position.
B) Pre-catalyst - particle trap - turbocharger
C) Oxidation Catalyst - Turbocharger - Oxidation Catalyst Particle Trap
D) heating catalyst - particle trap 1 - particle trap 2 (particle trap 1 and 2 may be the same or different)
E) Particle trap 1 - cone opening of the exhaust line - particle trap 2
F) additive addition - particle trap - hydrolysis catalyst - reduction catalyst
G) Pre-catalyst - Oxidation catalyst - Additive additive (possibly soot filter) - Particle trap eg in cone shape, if necessary with hydrolysis coating - (possibly soot filter) - (possibly cone to increase the tube cross-section) Reduction catalyst

Nach einer Ausführungsform wird die Partikelfalle in Kombination mit zumindest einem Katalysator verwendet. Als Katalysatoren, Elektrokatalysatoren und/oder Vorkatalysatoren eignen sich dazu insbesondere: Oxidationskatalysator, Heizkatalysator mit vor- oder nachgeschalteter Heizscheibe, Hydrolysekatalysator und/oder Reduktionskatalysator. Als Oxidationskatalysator werden auch solche die NO_x (nitrose Gase) zu Stickstoffdioxid (NO₂) oxidieren, neben denjenigen, die Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oxidieren, eingesetzt. Die Katalysatoren sind beispielsweise rohr- oder konusförmig.In one embodiment, the particulate trap is used in combination with at least one catalyst. Suitable catalysts, electrocatalysts and / or precatalysts are in particular: oxidation catalyst, heating catalyst with upstream or downstream heating disk, hydrolysis catalyst and / or reduction catalyst. Also, as the oxidation catalyst, those which oxidize NO _x (nitrous gases) to nitrogen dioxide (NO ₂ ) will be used besides those which oxidize hydrocarbons and carbon monoxide to carbon dioxide. The catalysts are, for example, tubular or conical.

Bevorzugt wird vor der Partikelfalle ein Stickstoffdioxid (NO₂)-Speicher eingesetzt, der bei Bedarf NO₂ in ausreichender Menge für die Oxidation des Rußes in der Partikelfalle zur Verfügung stellt. Dieser Speicher kann z.B. ein Aktivkohlespeicher z.B. mit ausreichender Sauerstoffzufuhr sein.Preferably, a nitrogen dioxide (NO ₂ ) storage is used in front of the particulate trap, which provides NO ₂ in sufficient quantity for the oxidation of the carbon black in the particulate trap, if necessary. This memory can be eg an activated carbon storage eg with sufficient oxygen supply.

Je nach Ausführungsform kann die Partikelfalle in Teilbereichen verschiedene Beschichtungen haben, die jeweils eine Funktionalität bedingen. Beispielsweise kann die Partikelfalle neben der Funktion als Falle für Partikel eine Speicher-, Vermischungs-, Oxidations-, Strömungsverteilungsfunktion und auch z.B. eine Funktion als Hydrolysekatalysator haben.ever according to embodiment the particle trap can have different coatings in partial areas, each one functionality require. For example, the particulate trap in addition to the function as Trap for Particle a storage, mixing, oxidation, flow distribution function and also e.g. have a function as a hydrolysis catalyst.

Durch die Verwendung einer Partikelfalle können Abscheidungsraten von bis zu 90% erzielt werden.By The use of a particulate trap can cause deposition rates of up to 90%.

Es wurde festgestellt, daß die Ablagerung von Partikeln insbesondere an den Ein- und Austrittsflächen der Katalysatoren stattfindet. Deshalb wird nach einer Ausführungsform die Partikelfalle nicht in Form eines Elements, sondern in Form mehrerer hintereinandergeschalteter schmaler Elemente, als Mehrscheibenelement eingesetzt. Dabei können auch Partikelfallen, die Wellagen ohne Strukturen zur Erzeugung von Verwirbelungs- und Beruhigungszonen und mit Beschichtung (also z.B. herkömmliche Katalysatoren), zum Einsatz kommen. Es werden dabei bevorzugt bis zu 10 Elemente eingesetzt. Diese als „Scheibenanordnung" oder „Scheibenkatalysator" bezeichnete Konstruktion kann beispielsweise eingesetzt werden, wenn im Bereich von 10 bis 20% (beim Einsatz herkömmlicher Katalysatoren) Partikelabscheidung gewünscht wird.It it was found that the Deposition of particles takes place especially at the inlet and outlet surfaces of the catalysts. Therefore, according to one embodiment the particle trap not in the form of an element, but in shape several successive narrow elements, as a multi-disc element used. It also can Particle traps containing corrugations without structures for generating turbulence and settling zones and with coating (e.g., conventional catalysts), be used. It will be preferred up to 10 elements used. This design referred to as "disc assembly" or "disc catalyst" can be used, for example, when in the range of 10 to 20% (using conventional Catalysts) particle deposition is desired.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Partikelfalle vorgeschlagen, die herkömmliche Filter- und Siebsysteme ersetzen kann und gravierende Vorteile gegenüber diesen Systemen bringt:
Zum einen kann sie nicht verstopfen, und der durch das System erzeugte Druckabfall nimmt mit der Betriebsdauer nicht so schnell zu wie bei Sieben, weil die Partikel außerhalb des Fluidstromes haften und zum anderen bewirkt sie vergleichsweise geringe Druckverluste, weil sie ein offenes System ist.The present invention proposes a particulate trap which can replace conventional filtering and screening systems and offers major advantages over these systems:
First, it can not clog and the pressure drop generated by the system does not increase as fast with the operating time as with screens, because the particles adhere outside the fluid stream, and second, it causes relatively low pressure drops because it is an open system.

Ursprünglich eingereichte Ansprüche:

1. Partikelfalle (11), insbesondere in Form eines lagenweise aufgebauten Wabenkörpers (1), die Strömungskanäle (2) bildet und Strukturen (3) hat, um in einer Fluidströmung, die durch die Partikelfalle strömt, Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen (5) zu erzeugen, wobei die Partikelfalle (11) zumindest teilweise offen ist.
2. Partikelfalle (11) nach Anspruch 1, wobei die Partikelfalle (11) zumindest teilweise aus metallischen Lagen (4, 6) aufgebaut ist.
3. Partikelfalle (11) mit Strömungskanälen (2) und Strukturen (3), um in einer Fluidströmung, die durch die Partikelfalle (11) strömt, Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen (5) zu erzeugen, wobei die Partikelfalle (11) zumindest teilweise offen ist und zumindest ein Teil der Strömungskanäle (2) zumindest in einem Teilbereich seiner Kanalwände (13) eine hohen Wärmekapazität aufweist, so daß bei steigender Fluidtemperatur der Effekt der Thermophorese für in der Fluidströmung enthaltene Partikel in diesen Bereichen verstärkt auftritt.
4. Partikelfalle (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die aus einer ersten Lage (6) und zumindest einer weiteren Folie, die eine Welllage (4) oder eine Glattlage (6) sein kann, hergestellt ist.
5. Partikelfalle (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die radial durchströmbar ist.
6. Partikelfalle (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die konusförmige Kanäle (2) aufweist.
7. Partikelfalle (11), nach einem der vorstehenden Ansprüche, die mehrere, gegebenenfalls schmale, Elemente, die Partikelfallen (11) und/oder Katalysatoren (8) sind, umfaßt.
8. Partikelfalle (11) nach Anspruch 7, die zumindest zwei Elemente mit unterschiedlichen Wärmekapazitäten hat.
9. Partikelfalle (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die aus nur einer Lage hergestellt ist.
10. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Abgasstrang (12) eines Kraftfahrzeugs.
11. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit zumindest einer vor- oder nachgeschalteten Additivzugabe (7).
12. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit zumindest einem Katalysator (8).
13. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit zumindest einem vor- und/oder nachgeschalteten Oxidationskatalysator (8), wovon zumindest einer nitrose Gase (NOx) zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert.
14. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit zumindest einem vor- und/oder nachgeschalteten Turbolader (9), wobei die Partikelfalle (11) motornah und/oder in Unterbodenposition angebracht ist.
15. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) oder eines Teils einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Dieselmotor-Abgasstrang kombiniert mit einem vor- oder nachgeschalteten Turbolader (9), dem wiederum mindestens ein Oxidationskatalysator (8) vorgeschaltet ist.
16. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Rußoxidation.
17. Verwendung nach Anspruch 16 unter Einsatz von Stickstoffdioxid als Oxidans.
18. Verwendung nach einem der Ansprüche 16 und/oder 17, wobei die Partikelfalle (11) in Kombination mit einem Hilfsmittel zur Rußoxidation (15) verwendet wird.
19. Verwendung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, in Kombination mit einem vorgeschalteten Stickstoffdioxidspeicher (14).
20. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit einem vor- oder nachgeschalteten Rußfilter (10).
21. Verwendung zumindest eines Teils einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Träger für eine katalytisch aktive Beschichtung.
22. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eines Katalysators in Scheibenanordnung.
23. Verwendung zumindest einer Partikelfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit zumindest einer Vorrichtung zur Aufladung/Polarisation entweder der aufzufangenden und zu oxidierenden Partikel und/oder der Partikelfalle (11).
24. Verwendung nach Anspruch 23, wobei der mindestens einen Partikelfalle (11) ein Plasmareaktor (17) zur Polarisierung der Partikel vorgeschaltet ist, und die Partikelfalle (11) vorzugsweise einen elektrischen Pol darstellt.

Originally filed claims:

1. Particle trap ( 11 ), in particular in the form of a layered honeycomb body ( 1 ), the flow channels ( 2 ) and structures ( 3 ) in a fluid flow passing through the particulate trap, turbulence, settling and / or dead zones (US Pat. 5 ), wherein the particle trap ( 11 ) is at least partially open.
2. Particle trap ( 11 ) according to claim 1, wherein the particulate trap ( 11 ) at least partially made of metallic layers ( 4 . 6 ) is constructed.
3. Particle trap ( 11 ) with flow channels ( 2 ) and structures ( 3 ) in a fluid flow passing through the particulate trap ( 11 ) flows, swirling, calming and / or dead zones ( 5 ), wherein the particle trap ( 11 ) is at least partially open and at least part of the flow channels ( 2 ) at least in a portion of its channel walls ( 13 ) has a high heat capacity, so that with increasing fluid temperature, the effect of the thermophoresis for particles contained in the fluid flow occurs increasingly in these areas.
4. Particle trap ( 11 ) according to one of the preceding claims, consisting of a first layer ( 6 ) and at least one further film which has a corrugated layer ( 4 ) or a smooth position ( 6 ) can be manufactured.
5. Particle trap ( 11 ) according to one of the preceding claims, which can be flowed through radially.
6. Particle trap ( 11 ) according to one of the preceding claims, the cone-shaped channels ( 2 ) having.
7. Particle trap ( 11 ), according to one of the preceding claims, which comprises a plurality of, possibly narrow, elements which trap particles ( 11 ) and / or catalysts ( 8th ) are included.
8. Particle trap ( 11 ) according to claim 7, which has at least two elements with different heat capacities.
9. Particle trap ( 11 ) according to one of the preceding claims, which is manufactured from only one layer.
10. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 in an exhaust line ( 12 ) of a motor vehicle.
11. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 in combination with at least one upstream or downstream additive addition ( 7 ).
12. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 in combination with at least one catalyst ( 8th ).
13. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 in combination with at least one upstream and / or downstream oxidation catalyst ( 8th ), of which at least one nitrous (NOx) gas oxidizes to nitrogen dioxide (NO2).
14. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 in combination with at least one upstream and / or downstream turbocharger ( 9 ), wherein the particle trap ( 11 ) is mounted close to the engine and / or in the underbody position.
15. Use of at least one particle trap ( 11 ) or a part of a particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 in a diesel engine exhaust system combined with a preceding or downstream turbocharger ( 9 ), in turn at least one oxidation catalyst ( 8th ) is connected upstream.
16. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to any one of claims 1 to 9 for soot oxidation.
17. Use according to claim 16 using nitrogen dioxide as oxidant.
18. Use according to one of claims 16 and / or 17, wherein the particulate trap ( 11 ) in combination with an aid for soot oxidation ( 15 ) is used.
19. Use according to any one of claims 16 to 18, in combination with an upstream nitrogen dioxide storage ( 14 ).
20. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 in combination with a preceding or downstream soot filter ( 10 ).
21. Use of at least part of a particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 as a carrier for a catalytically active coating.
22. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to any one of claims 1 to 9 and / or a catalyst in disc arrangement.
23. Use of at least one particle trap ( 11 ) according to one of claims 1 to 9 in combination with at least one device for charging / polarization of either the particles to be collected and oxidized and / or the particulate trap ( 11 ).
24. Use according to claim 23, wherein the at least one particulate trap ( 11 ) a plasma reactor ( 17 ) is arranged upstream of the polarization of the particles, and the particle trap ( 11 ) is preferably an electrical pole.

Weitere spezielle Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnung erläutert. Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen sind als spezielle, exemplarische und besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu verstehen, die die Erfindung in ihrer Bedeutung und ihrem Geist nicht einschränken sollen.Further specific embodiments and advantages of the invention will become apparent explained in the following drawing. The embodiments shown in the drawings are as specific, exemplary and particularly preferred embodiments of the invention to understand the invention in its meaning and spirit should not restrict.

Es zeigen schematisch:It show schematically:

1 eine erfindungsgemäße Partikelfalle in Form eines lagenweise aufgebauten Wabenkörpers in perspektivischer Ansicht, 1 a particle trap according to the invention in the form of a layered honeycomb body in perspective view,

2 eine einzelne Lage mit Strukturen zur Erzeugung von Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen, 2 a single layer with structures for creating turbulence, settling and / or dead zones,

3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Partikelfalle mit einem Plamareaktor, 3 a further embodiment of the particle trap according to the invention with a planar reactor,

4 eine weitere Ausgestaltung der Strukturen zur Erzeugung von Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen, 4 a further embodiment of the structures for generating turbulence, sedation and / or dead zones,

5 eine Partikelfalle, die radial durchströmbar ist, 5 a particle trap, which can be flowed through radially,

6 eine Lage mit Strukturen zur Erzeugung von Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen nach 4, und 6 a layer with structures for generating turbulence, sedation and / or dead zones 4 , and

7 eine Partikelfalle in Scheibenanordnung mit weiteren Abgasreinigungsmitteln. 7 a particle trap in a disc arrangement with further exhaust gas cleaning agents.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Partikelfalle 11, welche aus metallischen Lagen 4, 6 aufgebaut ist, die für ein Fluid durchströmbare Strömungskanäle 2 aufweist. Die Lagen 4, 6 sind entweder als Welllage 4 oder als Glattlage 6 ausgebildet. Die Folienstärke der Lagen 4, 6 liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0,02 und 0,2 mm, insbesondere kleiner 0,05 mm. 1 shows a particle trap according to the invention 11 , which are made of metallic layers 4 . 6 is constructed, the flow through channels for a fluid 2 having. The layers 4 . 6 are either as a Welllage 4 or as a smooth position 6 educated. The film thickness of the layers 4 . 6 is preferably in the range between 0.02 and 0.2 mm, in particular less than 0.05 mm.

2 zeigt schematisch eine Detailansicht der Welllage 4, welche Strukturen 3 zur Erzeugung von Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen 5 aufweist. Das Fluid strömt entlang der vom Pfeil 16 angezeigten bevorzugten Strömungsrichtung. 2 schematically shows a detailed view of the corrugated layer 4 which structures 3 for generating turbulence, sedation and / or dead zones 5 having. The fluid flows along the arrow 16 indicated preferred flow direction.

3 zeigt eine weiter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Partikelfalle 11 mit einem vorgeschalteten Plasmareaktor 17. Das Fluid bzw. die darin enthaltenen Partikel wird/werden dabei mit dem Plasmareaktor 17 zumindest polarisiert, eventuell sogar ionisiert, wenn das Fluid in der bevorzugten Strömungsrichtung (Pfeil 16) durch den Plasmareaktor 17 strömt. Der Plasmareaktor 17 ist mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle 20 verbunden. Der positive Pol der Spannungsquelle 20 ist mit Spitzen 18 der Partikelfalle 11 verbunden, die möglichst nahe der Achse 19 angeordnet sind, sodass eine Ablenkung der Partikel aufgrund Van der Waalsscher Kräfte zum zentralen Bereich der Partikelfalle 11 erfolgt. Das gebildete elektrostatische Feld kann mit einer Spannung von 3 bis 9 kV betrieben werden. Die Spitzen 18 können dabei elektrisch leitend mit den metallischen Lagen der Partikelfalle 11 verbunden sein. 3 shows a further embodiment of the particulate trap according to the invention 11 with an upstream plasma reactor 17 , The fluid or the particles contained therein will / will be with the plasma reactor 17 at least polarized, possibly even ionized, if the fluid in the preferred flow direction (arrow 16 ) through the plasma reactor 17 flows. The plasma reactor 17 is with the negative pole of a voltage source 20 connected. The positive pole of the voltage source 20 is with tips 18 the particle trap 11 connected as close as possible to the axis 19 are arranged so that a deflection of the particles due to Van der Waalsscher forces to the central region of the particle trap 11 he follows. The formed electrostatic field can be operated with a voltage of 3 to 9 kV. The tips 18 can be electrically conductive with the metallic layers of the particle trap 11 be connected.

4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Weltlagen 4. 4 shows an alternative embodiment of the world situations 4 ,

5 zeigt eine Partikelfalle, die radial (Radius 21) durchströmbar (Pfeil 16) ist. Die Strömungskanäle 2 erstrecken sich dabei von einem Zentralkanal 22, der im Bereich des Wabenkörpers 1 porös ausgeführt ist, radial nach außen hin zu einem den Wabenkörper 1 umgebenden, porösen Mantel 23. Der Wabenkörper 1 ist dabei aus segmentierten oder ringförmigen Glattlagen 6 und Wellagen 4 gebildet. 5 shows a particle trap that is radial (radius 21 ) can be flowed through (arrow 16 ). The flow channels 2 extend from a central channel 22 in the area of the honeycomb body 1 is made porous, radially outwardly toward a honeycomb body 1 surrounding, porous coat 23 , The honeycomb body 1 is made of segmented or annular smooth layers 6 and corrugations 4 educated.

6 zeigt eine mögliche, segmentierte, Ausführungsform der Welllage 4 mit Strukturen 3 zur Erzeugung von Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen. 6 shows a possible, segmented, embodiment of the Welllage 4 with structures 3 for generating turbulence, sedation and / or dead zones.

7 zeigt eine Partikelfalle, die konusförmige Kanäle aufweist und die mehrere, gegebenenfalls schmale, Elemente, die Partikelfallen und/oder Katalysatoren sind, umfasst. Hierzu werden mehrere Wabenkörper 1, die jeweils konusförmig sich verbreitern bzw. verjüngen hintereinander angeordnet. Vor den Wabenkörpern 1 ist eine Additivzugabe 7, ein Stickstoffspeicher 14 und ein Oxidationskatalysator 8, womit Nitrosegase (No_x) zu Stickstoffdioxid (NO₂) oxidiert werden, im Abgasstrang 12 vorgeschaltet. Ein Turbolader 9 sowie ein Rußfilter 10 sind nachgeschaltet. Vorteilhafterweise wird die Partikelfalle 11 in Kombination mit einem Hilfsmittel zur Rußoxidation 15 verwendet. 7 shows a particulate trap having cone-shaped channels and which comprises a plurality of, optionally narrow, elements which are particulate traps and / or catalysts. For this purpose, several honeycomb bodies 1 , which in each case widen conically or taper one behind the other. In front of the honeycomb bodies 1 is an additive addition 7 , a nitrogen storage 14 and an oxidation catalyst 8th , which nitrous gases (No _x ) are oxidized to nitrogen dioxide (NO ₂ ), in the exhaust line 12 upstream. A turbocharger 9 and a soot filter 10 are downstream. Advantageously, the particle trap 11 in combination with a tool for soot oxidation 15 used.

11: Wabenkörperhoneycombs
22: Strömungskanalflow channel
33: Strukturenstructures
44: WelllageWell location
55: Totzonendead zones
66: Glattlagesmooth layer
77: Additivzugabeadditive addition
88th: Oxidationskatalysatoroxidation catalyst
99: Turboladerturbocharger
1010: Rußfiltersoot filter
1111: Partikelfalleparticulate trap
1212: Abgasstrangexhaust gas line
1313: Kanalwandchannel wall
1414: Stickstoffspeichernitrogen storage
1515: Hilfsmittel zur Rußoxidationaid for soot oxidation
1616: Pfeilarrow
1717: Plasmareaktorplasma reactor
1818: Spitzetop
1919: Achseaxis
2020: Spannungsquellevoltage source
2121: Radiusradius
2222: ZentralkanalCentral channel
2323: Mantelcoat

Claims

Partikelfalle (11) in Form eines lagenweise aufgebauten Wabenkörpers (1), die Strömungskanäle (2) bildet und Strukturen (3) hat, um in einer Fluidströmung, die durch die Partikelfalle strömt, Verwirbelungs-, Beruhigungs- und/oder Totzonen (5) zu erzeugen, wobei die Partikelfalle (11) zumindest teilweise offen ist, und die Partikelfalle mit metallischen Lagen umfassend eine Welllage und eine Glattlage aufgebaut ist, wobei die Wellung nicht über die gesamte Lage hinweg einheitlich ist, so dass verschiedene Strömungen und/oder Druckverhältnisse innerhalb der Partikelfalle hergestellt sind.Particle trap ( 11 ) in the form of a layered honeycomb body ( 1 ), the flow channels ( 2 ) and structures ( 3 ) in a fluid flow passing through the particulate trap, turbulence, settling and / or dead zones (US Pat. 5 ), wherein the particle trap ( 11 ) is at least partially open, and the particulate trap is constructed with metallic layers comprising a corrugated layer and a plain layer, wherein the corrugation is not uniform throughout the layer so that different flows and / or pressure conditions are established within the particulate trap.

Partikelfalle (11) nach Anspruch 1, wobei sich ein Teil der Strömungskanäle verengt und ein Teil sich verbreitert.Particle trap ( 11 ) according to claim 1, wherein a part of the flow channels narrows and a part widens.

Partikelfalle (11) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Glattlage keine Löcher aufweist.Particle trap ( 11 ) according to claim 1 or 2, wherein the smooth layer has no holes.

Partikelfalle (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Partikelfalle (11) zumindest teilweise aus metallischen Lagen (4, 6) aufgebaut ist.Particle trap ( 11 ) according to any one of the preceding claims, wherein the particulate trap ( 11 ) at least partially made of metallic layers ( 4 . 6 ) is constructed.

Partikelfalle (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die aus einer ersten Lage (6) und zumindest einer weiteren Folie, die eine Wellage (4) oder eine Glattlage (6) sein kann, hergestellt ist.Particle trap ( 11 ) according to one of the preceding claims, consisting of a first layer ( 6 ) and at least one further film, which is a Wellage ( 4 ) or a smooth position ( 6 ) can be manufactured.

Partikelfalle (11), nach einem der vorstehenden Ansprüche, die mehrere, gegebenenfalls schmale, Elemente, die Partikelfallen (11) und/oder Katalysatoren (8) sind, umfaßt.Particle trap ( 11 ), according to one of the preceding claims, which comprises a plurality of, possibly narrow, elements which trap particles ( 11 ) and / or cataly sators ( 8th ) are included.

Partikelfalle (11) nach Anspruch 6, die zumindest zwei Elemente mit unterschiedlichen Wärmekapazitäten hat.Particle trap ( 11 ) according to claim 6, which has at least two elements with different heat capacities.