JP6045346B2 - 電位を生成するための２つのハニカムボディを有する排ガス処理デバイス - Google Patents

Description

本発明は、電位および／または電界および／またはプラズマを生成するための排ガス処理デバイスに関する。このプラズマの意図された効果は、排ガスの流れの中のすす粒子を少なくとも塊にするかまたは帯電させることであり、したがって、粒子フィルタにおける粒子の堆積を促進することである。この種の排ガス処理デバイスは、例えば、自動車両において利用することができる。

移動内燃機関を有する自動車両の場合、そして、特に、ディーゼルドライブを有する自動車両の場合、内燃機関からの排ガスは、一般に多量のすす粒子を含み、そしてこれらは環境に放出されなければならない。これは対応する排ガス規制によって明記される。そしてそれは、単位当たりの排ガス重量または排ガス容積（容量）につきすす粒子の個数および質量に関して、そして、場合によっては、自動車両全体に関しても、限度を特定する。すす粒子は、特に、排ガス中の未燃炭素および炭化水素化合物である。

電界および／またはプラズマの供給が、小さいすす粒子をより大きいすす粒子に集塊させるおよび／またはすす粒子に帯電させるという事実は、公知である。帯電しているすす粒子および／または比較的大きいすす粒子は、通常、フィルタシステムにおいて取り除くことが非常に容易である。それらの比較的高い慣性のせいで、すす粒子の集塊は、排ガスの流れの中をより緩慢に輸送されて、したがって、排ガスの流れが偏向する位置で、より容易に定着する。それらの電荷のせいで、帯電しているすす粒子は、表面に引きつけられる。そして前記表面上に蓄積して、それらの電荷を失う。これも、自動車両の作動中に、排ガスの流れからのすす粒子の除去を容易にする。

電界および／またはプラズマを生成しておよび／または（一時的に）維持するためのすでに提案されたシステムは、通常、技術的に非常に複雑でありおよび／または効率に関して不十分である。均一な電界および／または排ガスの流れに選択的に合った電界の形成についての課題を同一視することは同様に可能だった。とにかく、既存のシステムのいずれも、自動車両の構造の一部として連続生産の準備ができているようには見えない。

本発明の基本的な目的は、従来技術と関連して記述された課題を少なくとも部分的に解決することであり、そして、特に、従来技術を越える改良である移動排ガス処理システム用の電界を生成するためのデバイスを開示することである。目的は、さらに、排ガスを処理する方法を示すことである。

これらの目的は、請求項１の特徴によるデバイスによって、そして、請求項８の特徴による方法によって達成される。デバイスの、そして方法のさらに有利な実施形態は、従属請求項として起草されるそれぞれの請求項において示される。請求項において個々に提示される特徴は、任意の技術的に意味のある方法において組み合わされることができて、記述からの説明的な材料によって補充されることができる。そして、本発明の付加的な異型の実施形態を導き出す。

本発明によるデバイスは：
−第１の前側および第１の後側を有する少なくとも部分的に導電性の第１のハニカムボディ、
−第２の前側および第２の後側を有する少なくとも部分的に導電性の第２のハニカムボディ、
−第１のハニカムボディと第２のハニカムボディとの間の中間スペース、
−第１のハニカムボディと第２のハニカムボディとの間に電位を形成するための電源、および、
−第１のハニカムボディに固定されて、第１の後側の後方へ第１の長さをもって中間スペース内に延び、そして、第２のハニカムボディの第２の前側から第１の距離に位置する、多数の電極、
を少なくとも備える排ガス処理デバイスである。

この種の排ガス処理デバイスにおいて、電界は、電源を用いて、第１のハニカムボディ上の電極（第１の極）と第２のハニカムボディ（第２の極）との間に発生することができる。この場合、第２のハニカムボディの第２の前側によって形成される平坦な電極と比べて、電極は、本質的に点様の電極として作用する。この領域における電界の高い集中のせいで、概して、点様の方法で作用する電極で電荷が現れるので、この種の配列は、電界の生成にとっておよび／またはプラズマの形成にとって特に適している。電極のかなりの数は、中間スペースにおいて選択的に特定される電界の形成を大幅に向上させる。

第１のハニカムボディおよび／または第２のハニカムボディは、導電性の金属部材を有することが好ましい。この種の材料を使用して少なくとも部分的に構成される押し出されたハニカムボディに加えて、特に、少なくとも１つの少なくとも部分的に構造化された金属箔（交互の滑らかな波形金属箔から成るスタックで適切に作られる場合）によって作られるハニカムが、用いられる。第１のハニカムボディおよび／または第２のハニカムボディは、前側から後側まで延びる（真っすぐなラインおよび／または平行に走る）チャネルを有することが好ましい。適切な場合、前記チャネルは、孔のあいたチャネル壁によって形成される。第１のハニカムボディおよび／または第２のハニカムボディは、５０ｃｐｓｉ〜１０００ｃｐｓｉ、好ましくは約６００ｃｐｓｉ［平方インチ当たりのチャネル］のチャネル密度を有することが好ましい。これは断面全体に電極のための充分な取り付けポイントを提供する。したがって、電界の二次元または三次元の形を非常に正確にセットすることを可能にする。電極の少なくともいくつか（好ましくは全ての電極）は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ（好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍ［ミリメートル］）の直径を有する（直線の）金属ピンとして設計される。

第１のハニカムボディは、したがって、この排ガス処理デバイスの重要な構成要素である。そして、電界の形成のための全ての構成を提供するために決定的である。これは、したがって、装置全体の中で独立して以下のように記述されることができる。すなわち、第１の前側および第１の後側を有する少なくとも部分的に導電性のハニカムボディであり、多数の電極（第１のハニカムボディに固定される）は、第１の後側の後方へ第１の長さをもって延びる。

電極は、導電的方法（例えば、ろう付けまたは溶接）でハニカムボディに接続されることが好ましい。電極の個数は、少なくとも１０または少なくとも３０でさえであることが好ましい。

電極の提供に関して、第１のハニカムボディの第１の後側の後方へ突出する電極の第１の長さが少なくとも２ｍｍ［ミリメートル］（好ましくは少なくとも３ｍｍ）である場合、それは好ましい。第１の長さは、さらに、多くても２０ｍｍ、好ましくは多くても１５ｍｍ、そして特に好ましくは多くても１０ｍｍでなければならない。少なくともいくつかの電極にとって、適切であれば、異なる第１の長さが提供可能であるにもかかわらず、すべての電極が上記の要件を満たす場合、それは好ましい。

一方で、電極の第１の長さの（または突起の）この構成は、電界が電極と第２のハニカムボディとの間にのみ形成され、第２のハニカムボディと第１のハニカムボディとの間には形成されないことを確実にする。同時に、排ガス処理デバイスの充分なコンパクト性および機械的安定性は、確実にされる。本発明による排ガス処理デバイスは、電極の位置が特に正確な方法でセットされることができ、それゆえ、特に正確に定められた電界および／またはプラズマが中間スペースにおいて作用することができる利点を有する。電極の第１の長さ（または突起）は、したがって、電源供給に応じて、処理される排ガスの流れにおよび／または空間条件に選択的に適合されることができる。

多数の電極の固定および第１のハニカムボディの変形例または補足として、多数の電極（第２のハニカムボディに固定される）が第２の前側の前方へ第２の長さをもって中間スペース内へと延びて、第１のハニカムボディの第１の後側から第２の距離に位置することが提案される。第２の長さの大きさおよび／または第２の距離の大きさは、第１の長さの大きさおよび第１の距離の大きさと異なることができるかまたは同等であることができる。

排ガス処理デバイスの有利な開発は、さらに、少なくとも１つの電極の第１の長さが他の電極の第１の長さと異なるようにされるものである。このようにして、第２のハニカムボディの第２の前側に向かう集中したまたは拡大した電界は、少なくとも１つのより長いまたはより短い電極の領域において発生することができる。これは、例えばハニカムボディの中央領域において適切であり得る。そこには排ガスの増加した流れがあり、それゆえまた、より多くの粒子が堆積されなければならない。

第１の長さに加えて、電極は、以下の特性のうちの少なくとも１つに関して、互いに異なることができる（変形例または補助的対策として）：
−材料、
−配向（流れの方向への、前側および／または後側への、その他）
−隣接する電極からの距離、
−第１のハニカムボディ（接触領域、接触長さ、接続手段、その他）への取り付け、
−電源（電力源、電気接続導体、その他）
−形状（ロッド、マルチポイント、プレート、その他）

第１のハニカムボディの少なくとも第１の後側または第２のハニカムボディの少なくとも第２の前側が非平面形状を有する場合、排ガス処理デバイスはまた有利である。この種の配列によって、断面全体の流動分布は、ハニカムボディによって影響されることができる。例えば、ハニカムボディのチャネルは、非平面形状を有する１つのハニカムボディを通じて異なる長さであり得る。このようにして、ハニカムボディの構造および排ガスの支配的な流れは、発生可能な電界に合致することもできる。

第１のハニカムボディの第１の後側および／または第２のハニカムボディの第２の前側が平坦面（換言すれば、平らなまたは１つの平面における面）から逸脱する形状を有することは、さらに可能である。形状におけるこれらの違い（または断面全体の中間スペースの長さの違い）は、電極の第１の長さの変化によって補償されることができる。その結果、第１のハニカムボディの第１の後側が第２のハニカムボディの第２の前側から異なる距離で配列される場合であっても、電極と第２のハニカムボディとの間の第１の距離がいかなる点でも等しいようにセットされることは、したがって、それにもかかわらず可能である。

少なくとも１つの電極が円錐形にテーパーのついた先端を有する場合、それはさらに好ましい。すべての電極がこの種の先端を有する場合、それはさらに好ましい。円錐形にテーパーのついた先端は、前記先端の領域において電界のより高い集中を達成することを可能にする。そして、電極と第２のハニカムボディとの間の電界および／またはプラズマの形成をさらに促進する。同時に、電極を構成するピンは特定の厚みを有することができる。そしてそれは、先端の断面積よりも大きい。これにより、電極の高い機械的安定性および第１のハニカムボディにおける電極の良好な固定を達成する。

少なくとも１つの電極が中間スペースに向かってオフセットされる場合、それはさらに有利である。これは、特に、中間スペースの方向における特定の減少において、電極の直径が少なくとも１回突然変化することを意味する。このようにして、電極上の損耗があるときでも、第１のハニカムボディに対する信頼性の高い固定は確実にされる。

自動車両における使用を正確に視野にいれて、第１の距離が５ｍｍ〜１００ｍｍにある場合、それは有利であると判明した。２５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲は、特に非常に好ましい。この種の第１の距離が電界および／またはプラズマの形成のために特に有利であることが分かっている。

中間スペースを囲む絶縁体を設けることもまた、さらに提案される。第１のハニカムボディは、電極と第２のハニカムボディとの間（だけ）に電圧が負荷されることを可能にするために、通常、残りの排気システムから、そして、特に、周囲の排気ラインからもまた、電気的に絶縁されなければならない。中間スペースを囲む電気的絶縁体はまた、電界が電極と第２のハニカムボディとの間だけに形成されて、電極と排気ラインの壁との間には形成されないことを確実にするために、有利である。電極から壁までの距離がいずれの場合でも電極から第２のハニカムボディまでの距離よりも大きい場合、壁と電極との間の電界を回避することもまた可能である。特に好ましい実施態様では、ポリメチルメタクリレートまたは類似の材料のリングは、２つのハニカムボディ間の電気的絶縁体として設けられる。

排ガス処理デバイスの開発によれば、第２のハニカムボディは、リングとして具体化される。特に、第２のハニカムボディは、排ガスの流れの最初の中心方向の周りでリングになって配置される。その結果、排ガスは、第２のハニカムボディの中を流れるために少なくとも部分的に偏向する。第２のハニカムボディは、したがって、環状の触媒支持体として特に用いられることもできる。

マイカから、少なくとも１つのハニカムボディの電気絶縁体を作ることも可能である。マイカは、特に、高い絶縁抵抗を有する透き通った材料（アルミノシリケート）である。それは、少なくとも５５０℃の一定の作業温度に耐性があり、そして約１２５０℃の融点を有する。さらに、マイカは、ほとんどすべての媒体（例えばアルカリ、化学物質、ガス、油および酸）に耐性がある。第１のハニカムボディおよび／または一方で第２のハニカムボディとの間の、他方で排気ラインとの間の温度差に起因して、膨張の違いもまた同時に補償するような方法で、マイカ絶縁体は、例えば、支持マットとして設計されることができる。電気絶縁体は、少なくとも２０ｋＶ［キロボルト−２０，０００ボルト］の、好ましくは少なくとも３０ｋＶ［キロボルト−３０，０００ボルト］の電圧に関して、絶縁耐力を有しなければならない。

排ガス処理デバイスの開発によれば、電源は、第１のハニカムボディと第２のハニカムボディとの間に最高でも５ｋＶ［キロボルト−５０００ボルト］〜３０ｋＶ［キロボルト−３０，０００ボルト］の電圧を発生するように設定される。電極に対する電源は、通常、導電性の第１のハニカムボディを介して（個々に、共におよび／またはグループで）達成される。ここで提案されていることはしたがって、特に、高圧電源である。５ｍｍ〜５０ｍｍの距離で５ｋＶ［キロボルト］の電圧は、１，０００，０００Ｖ／ｍ［ボルト／メートル］を超える電界の強さが中間スペースにおいて達成可能であることを意味する。電極の点様の形のせいで、電極の領域において、この値を著しく上回る電界の付加的な集中がある。この種の電界は、プラズマの形成に特に適している。電極の領域における高い電界集中は、電極からの電子の出現を促進する。

電源が同軸ケーブルによって少なくとも断面において少なくとも第１のハニカムボディまたは第２のハニカムボディに接続されることが、さらに提案される。同軸ケーブルにとってのシールドは、したがって、電源を第１のハニカムボディまたは第２のハニカムボディに接続するためのポジティブ導体として役立つことができる。そして、同軸ケーブルの内部導体は、電力源を第２のハニカムボディまたは第１のハニカムボディに接続するためのネガティブ導体として役立つことができる。同軸ケーブルにかかわりなく、接続の保護度（ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）は、保護クラスＩＰ６８にも応じなければならず、したがって、塵密な方法において、そして連続した浸水に対して保護されなければならない。

第１のハニカムボディが少なくとも１つの少なくとも部分的に構造化された金属箔を有し、そして第２のハニカムボディが少なくとも１つのフィルタ材料を有する場合、それは有利であるとさらに考えられる。部分的に構造化された金属箔は、第２のハニカムボディに設けられることもできる。概して、少なくとも部分的に構造化された金属箔は、導電性であり、したがって、電極への電力供給を保証することができる。少なくとも部分的に構造化された金属箔は、ハニカムボディを形成するために巻きつけられることができ、巻回されることができおよび／または積み重ねることができる。第２のハニカムボディのフィルタ材料は、第２のハニカムボディにおいて集塊したおよび／または帯電したすす粒子の有効な堆積を許容する。フィルタ材料として考慮される好適な候補は、ここでは、多数のワイヤフィラメントによって形成された（共に溶接またはろう付けされた）金属の織布および／または不織布である。第２のハニカムボディは、それから、特に、開いた粒子セパレータの方法で具体化されることができる。そこにおいて、チャネルは、一方では撓みおよび開口を有する金属箔によって、そして他方ではフィルタ材料によって部分的に区切られる。チャネルは、第２の前側から第２の後側までいかなる閉鎖も有しておらず、その代わりに複数の撓みまたは開口を有していて、それによって、粒子を有する排ガスは、フィルタ材料（または隣接チャネル内）の方へ案内される。

本発明は、さらに、本発明による排ガス処理デバイスによって排ガス中のすす粒子を処理する方法もまた提案する。そこにおいて、電界が第１のハニカムボディと第２のハニカムボディとの間で少なくとも一時的に適用され、その結果、排ガス処理デバイスを通って流れるすす粒子の少なくともいくつかは、少なくともイオン化されるかまたは集塊されて第２のハニカムボディ上に堆積される。

この文脈における好適なオプションは、排ガスが最初に第１のハニカムボディを通過し、そして、適切な場合、それがそうするように第１の触媒と接触するようにもたらされ、それから、電界が形成される中間スペースを通って流れる。その結果、すす粒子のイオン化および／または集塊がそこで開始され、そして最後に、第２のハニカムボディに影響を与えて、ここですす粒子は好ましくは堆積する。浄化された排ガスは、それから、第２の後側から出現した後、排ガス処理デバイスを離れる。

第１のハニカムボディと第２のハニカムボディとの間の電流が０．００５ｍＡ［ミリアンペア］〜０．５ｍＡ、好ましくは０．０１ｍＡ〜０．１ｍＡに調整されるというような方法で電源が作動される場合、それはさらに好ましい。排ガス処理デバイスの作動中に、電流は、すす粒子に電荷を移動させる。提案された範囲の値に対する電流の調節は、すす粒子の充分な荷電を許容するが、火花の発生の防止もする。

電界が２〜３０，０００Ｈｚ［１／秒］、好ましくは２〜２０００Ｈｚ、そして、特に好ましくは５０〜２０００Ｈｚの繰り返し率で起動および停止する場合、本発明による方法はさらに有利である。この種の繰り返し率は、電界の特に有効な生成を許容する。その結果、すす粒子は少なくともイオン化されるかまたは集塊になる。

繰り返し率が排ガスの温度にしたがって制御される場合、方法もまた有利である。内燃機関が排ガスが、例えば触媒変換のための適切な温度にすでに届いている場合、繰り返し率および／または電位差の大きさは減少していることがあり得る。

電界が次第に大きく起動する場合、それもまた好ましい。これは、例えば、特に電源が繰り返し率で作動中に、電圧または電流が繰り返し率の半分までの逆数に等しい時間において動作レベルに増加されることを意味する。火花の発生なしに、より高い最終電圧がこのようにして達成可能であることが分かっている。

さらに、本発明はまた、電極の第１のセットが電極の第２のセットとは異なって動作する方法の異型の実施形態を提案する。したがって、例えば、電極は、別々の回路で動作されることができ、すなわち、異なる電圧および／または動作時間によって始動および停止されることができる。電界は、したがって、予め定められた、算出されたおよび／または測定されたパラメータによって、排ガスの実際の流れにしたがって調整されることができる。

すす粒子の堆積を防止するために、追加のハニカムボディが本発明による排ガス処理デバイスの上流に配置されることも可能である。下流の本発明による排ガス処理デバイスを通って流れるときにデッドゾーン（それはすす粒子の堆積を促進する）を有する流れの渦が発生しないことを確実にするために、前記ハニカムボディは、それを通って流れる排ガスの流れを一様にするかおよび／またはそれを層流にさえする。

内燃機関および、内燃機関からの排ガスを処理するための本発明による排ガス処理デバイスを有する自動車両もまた、本発明の範囲内である。

本発明による排ガス処理デバイスと関連して記述された利点および特別な実施形態、および本発明による方法と関連して説明された特別な作動方法および利点は、本発明の範囲内で類似したおよび技術的に適切な方法において各々に適用されることができる。

本発明および技術的文脈は、図面を参照して以下でより詳細に説明される。図面は特に好ましい実施形態を示すが、本発明はそれらに限定されない。図面および、特に図示されるプロポーションは、単に概略的であるということに特に留意されたい。
図１は、本発明による排ガス処理デバイスの第１実施形態を示す。 図２は、本発明による排ガス処理デバイスの第２実施形態を示す。 図３は、第１のハニカムボディの他の実施形態を示す。 図４は、第１のハニカムボディの付加的な実施形態を示す。 図５は、第１のハニカムボディの平面図を示す。 図６は、本発明による排ガス処理デバイスを有する自動車両を示す。

図１および図２は、各々、本発明による排ガス処理デバイス１１を示す。排ガス処理デバイス１１は、第１のハニカムボディ１２および第２のハニカムボディ１３を備える。第１のハニカムボディ１２は、第１の前側３から第１の後側２６まで延びるチャネル５を備える。第２のハニカムボディ１３は、同様に、第２の前側２５から第２の後側２７まで延びるチャネル５を備える。ピン形の電極６は、第１のハニカムボディ１２上に設けられる。電極６は、第１のハニカムボディ１２のチャネル５内に第２の長さ２１をもって突出する。この長さは、電極（の端部７）が第１の前側３の後方へ突出しないように寸法取りされることが（しかし必然的にでなく）好ましい。第２の長さ２１は、少なくとも電極６のいくつかにとって、異なるようにされることができる。その場合、例えば、異なる（電気的な）接点が作られるという結果をともなう。第１のハニカムボディ１２は、滑らかな構造金属箔２から作り出されることが好ましい。電極６は、ろう付けおよび／または溶接によって金属箔２に固定されることができる。電極６は、それらが挿入されるチャネル５を完全に閉鎖しないことが好ましい。ここで、金属箔２は、少なくとも部分的に電気導体として用いられる。それによって、電流は電極に向けてもたらされる（別にまたは共に）。

図１および図２に示す異型の実施形態において、第２のハニカムボディ１３は、同様に構造金属箔２によって一部が造られる。この場合、これらは撓み構造３０を有する。複数の撓み構造３０が各チャネル５内に配置される実施形態は、好ましい。さらに、第２のハニカムボディ１３は、フィルタ材料２９（好ましくは（触媒的に被覆された）金属的な不織布）を備える。排ガスの流れの中に含まれるすす粒子は、フィルタ材料２９内に堆積されることができる。堆積は、特に、第２のハニカムボディ１３を通って流れる排ガスの流れが、（チャネルに対する代わりの閉鎖なしでさえ）撓み構造３０によってフィルタ材料２９の方向に繰り返し偏向するという事実の結果である。撓み構造３０は、第２のハニカムボディ１３内のチャネル５を部分的にのみ閉鎖する。

中間スペース１５（作動中に電界および／またはプラズマが発生することができる）は、第１のハニカムボディ１２と第２のハニカムボディ１３との間にいずれの場合も設けられる。第１のハニカムボディ１２の第１の後側２６および第２のハニカムボディ１３の第２の前側２５は、互いの反対側にあり、第２の距離２２によって間隔を置かれる。電極６は、第１のハニカムボディ１２から第１の長さ８をもって突出する。その結果、電極６と第２のハニカムボディの第２の前側２５との間には第１の距離１６がある。さらに、電極６は先端１０を有する。そしてそれは、作動中に先端１０で電界のより強い集中を達成するために円錐形であることが好ましい。

第１のハニカムボディ１２および第２のハニカムボディ１３は、電気的絶縁体１４によって互いに絶縁される。さらに、電源１８があり、それによって、第１のハニカムボディ１２（より詳しくは多数の電極）と第２のハニカムボディ１３（より詳しくはその第２の前面）との間に電圧を発生することができる。

第１のハニカムボディ１２と第２のハニカムボディ１３とが互いに関して絶縁されることを可能にするための、さまざまな可能な実施形態がある。図１に示すように、第１のハニカムボディ１２および第２のハニカムボディ１３は、絶縁体１４を備えることができる。そしてそれは、排ガス処理デバイス１１全体を電気的に絶縁する。適切であれば、例えば、第１のハニカムボディがハウジングを介して電気エネルギーを供給される場合、排気システムの残りの部分を電気的に切り離すために、第１のハニカムボディよりも前におよび／または第２のハニカムボディよりも後に、類似の絶縁体が次いで形成されることもできる。

しかしながら、図２の実施形態によれば、第１のハニカムボディ１２は、絶縁体１４によって排気システムから分離されることもできる。ハウジングまたは排気ライン２０を通る電源供給については、したがって、電気的に絶縁された接続によって達成される。絶縁体１４は、図２に示すように、例えば周囲を囲むリングの形で、電界または中間スペース１５を区切るために同様に設けられることができる。この種の環状の絶縁体１４によって、排気ライン２０と電極６との間の電界の生成を防止することは可能である。

図１の実施形態によれば、絶縁体１４のためのカバー１７を設けることも可能である。前記カバーは、絶縁体１４に対して排ガスおよび／またはすす粒子が流れるのを妨げることを少なくとも部分的に可能にする。このようにして、すす粒子が絶縁体１４の領域内に堆積して短絡パスを形成するのを防止することは可能である。

電気的絶縁体１４は、加熱に、そして最終的にすす粒子のバーンオフに至る短くかつ強力な電流パルスを電気的絶縁体１４に適用することによって、排ガス処理デバイス１１の作動中に、通常の間隔で堆積物から解放されることができる。多くのこの種の電流パルスを誘発することも可能である。例えば、本発明による排ガス処理デバイスを起動させる前にまたは起動時に、この種の一連の電流パルスを定期的に誘発することは可能である。

この種の電流パルスは、短いピーク電圧によって誘発することができる。そしてそれは、絶縁体１４の両端間に、および／または第１のハニカムボディ１２と第２のハニカムボディ１３との間に適用される。この種のピーク電圧は、通常の動作電圧を著しく越える、すなわち、例えば、３０ｋＶ［キロボルト−３０，０００ボルト］および、特に、５０ｋＶ［キロボルト−５０，０００ボルト］であり得る。この種の高電圧では、電気的絶縁体上の堆積するすす内に導電性が生成され、そして、電流パルスの形成に至る。ピーク電圧または電流パルスの持続時間が非常に短くて、すす粒子の堆積物だけが焼き払われる一方、絶縁体１４は損傷を受けないことを確実にすることは重要である。

図３および図４は、排ガス処理デバイスの第１のハニカムボディ１２のさらなる実施形態すなわち詳細を示す。これらの第１のハニカムボディ１２も、第１の前側３から第１の後側２６へ向かって延びるチャネル５を定義する金属箔２を有する。ハニカムボディ１２の各々はまた、周囲の表面４を有する。そしてそれは、第１の前側３と第１の後側２６との間で第１のハニカムボディ１２を囲む。多数の電極６は、いずれの場合も第１のハニカムボディ１２のチャネル５内に挿入されて、第１の後側２６の後方へ第１の長さ８をもって突出する。

図３の実施形態によれば、電極６のいくつかの第１の長さ８は、異なることができる（明確にするためここでは電極が３つだけ例示され、そして、それらの全ては異なる（方向、形状、長さ等）、がしかしこれは必須ではない）。図４に示す実施形態において、電極６の第１の長さ８は同じである。図４においては、しかしながら、第１の後側２６は凹面形状を与えられる。電極６の内方端７も、ここでは凹面形状を形成する。例えば、第２のハニカムボディが、図４による第１のハニカムボディ１２の反対側に配置されることは可能である。前記第２のハニカムボディは、対応する凸面形状を有する。その結果、第１のハニカムボディ１２と第２のハニカムボディとの間の中間スペースは、湾曲している。第１のハニカムボディ１２が凸面であり、そして第２のハニカムボディが対応する凹面であることは、同様に可能である。中間スペースの領域において第１のハニカムボディ１２と第２のハニカムボディとの間の第２の距離が変動すること、および／または、電極６と第２のハニカムボディとの間の第１の距離が変動すること、も可能である。このようにして、中間スペースの特定地域において電界および／またはプラズマの所望の形成を達成して、同時に、ハニカムボディ全体の排ガスの流動分布に対する選択的な影響を達成することは、可能である。

電極は、さまざまなデザインであり得る。図３において、電極６の端部７の３つの異なる実施形態は例示される。最上部の電極６は、曲げまたは捩れを有する。中央の電極６は、円錐形にテーパーがついた先端１０を有する。あるいは、電極６がねじ回し（平坦なラインの形で終わる）のように形づくられる先端を有することも、可能である。最下部の電極６は、真っすぐな、平坦な、または尖ってない端部７によって具体化される。付加的な実施形態（ここでは示されない）において、電極６が多くの点を有するギザギザの設計の端部７または丸い端部７を有することも、可能である。電極６は各々直径９を有する。そして、電極がこの点で異なって具体化されることは可能である。

図５は、第１のハニカムボディ１２の第１の後側２６の平面図を示す。それぞれの電極６は、この第１のハニカムボディ１２の個々のチャネル５内に挿入される。第１のハニカムボディ１２は、滑らかな構造金属箔２を備える複数のスタックから作られる。そしてそれは、すべての金属箔がそれらの両側縁部をハニカムボディのハウジングにもたれかけるような方法で巻きつけられ、そしてそこでろう付けされるかまたは溶接される。第１のハニカムボディ１２が第１の半径方向ゾーン２３および第２の半径方向ゾーン２４を有し、そして、第１の半径方向ゾーン２３における電極の密度が第２の半径方向ゾーン２４における電極の密度と異なることは、可能である。第１の長さおよび／または電極６の端部または先端の形状を、第１の半径方向ゾーン２３および第２の半径方向ゾーン２４において異なせることもまた、可能である。特に、第１の半径方向ゾーン２３における電極６間の距離２８と、第２の半径方向ゾーン２４における電極６間の距離２８とは、異なることができる。両ゾーンに異なる電源を提供することは同様に可能である。したがって、電極の独立した動作がゾーンにおいて実施されることを可能にする。これらの対策によって、ハニカムボディの断面全体上の電界の変動は、可能である。

図６は、内燃機関１９および排気ライン２０を有する自動車両１を概略的に示す。本発明による排ガス処理デバイス１１は排気ライン２０上に設けられる。

本発明は、非常にコンパクトで、したがって、自動車両の構造における使用に適した排ガス処理デバイスを提供する。それは、さらに、排ガスの効率的なクリーニングをもたらすための電界の正確な設定を見込む。特に、最初に述べられる課題は、これにより解決される。

１…自動車両
２…金属箔
３…第１の前側
４…周囲の表面
５…チャネル
６…電極
７…端部
８…第１の長さ
９…直径
１０…先端
１１…排ガス処理デバイス
１２…第１のハニカムボディ
１３…第２のハニカムボディ
１４…絶縁体
１５…中間スペース
１６…第１の距離
１７…カバー
１８…電源
１９…内燃機関
２０…排気ライン
２１…第２の長さ
２２…第２の距離
２３…第１の半径方向ゾーン
２４…第２の半径方向ゾーン
２５…第２の前側
２６…第１の後側
２７…第２の後側
２８…距離
２９…フィルタ材料
３０…撓み構造

Claims (8)

1. 排ガス処理デバイス（１１）であって、
   第１の前側（３）および第１の後側（２６）を有する少なくとも部分的に導電性の第１のハニカムボディ（１２）、
   第２の前側（２５）および第２の後側（２７）を有する少なくとも部分的に導電性の第２のハニカムボディ（１３）、
   前記第１のハニカムボディ（１２）と前記第２のハニカムボディ（１３）との間に定義される中間スペース（１５）、
   前記第１のハニカムボディ（１２）に固定されて、前記第１の後側（２６）の後方へ第１の長さ（８）をもって前記中間スペース（１５）内に延び、そして、前記第２のハニカムボディ（１３）の前記第２の前側（２５）から第１の距離（１６）に位置する多数の電極（６）であって、前記第１の距離（１６）は、大きさを設定され、前記多数の電極（６）は、前記中間スペース（１５）において正確に定義される電界および／またはプラズマを生成するために互いに間隔を置いて配置される、多数の電極（６）、および、
   前記多数の電極（６）と前記第２のハニカムボディ（１３）との間に電位を形成するように構成される電源（１８）、を備え、
   前記中間スペース（１５）を囲む絶縁体（１４）が設けられ、
   前記第１のハニカムボディ（１２）は、少なくとも部分的に構造化された少なくとも１つの金属箔（２）を有し、前記第２のハニカムボディ（１３）は、少なくとも１つのフィルタ材料（２９）を有する、排ガス処理デバイス（１１）。
2. 少なくとも１つの電極（６）の前記第１の長さ（８）は、他の電極（６）の前記第１の長さ（８）と異なる、請求項１に記載の排ガス処理デバイス（１１）。
3. 前記第１のハニカムボディ（１２）の少なくとも前記第１の後側（２６）または前記第２のハニカムボディ（１３）の少なくとも前記第２の前側（２５）は、非平面形状を有する、請求項１または２に記載の排ガス処理デバイス（１１）。
4. 前記第１の距離（１６）は５ｍｍ〜５０ｍｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス処理デバイス（１１）。
5. 前記電源（１８）は、前記多数の電極（６）と前記第２のハニカムボディ（１３）との間に５ｋＶを上回る電圧を生成するように設定される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の排ガス処理デバイス（１１）。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の排ガス処理デバイス（１１）を有するすす粒子を含む排ガスを処理する方法であって、前記多数の電極（６）と前記第２のハニカムボディ（１３）との間に電界が少なくとも一時的に適用され、その結果、前記排ガス処理デバイス（１１）の中を流れているすす粒子のいくつかは、少なくともイオン化されるかまたは塊になって前記第２のハニカムボディ（１３）上に堆積される、方法。
7. 前記電極の第１のセットは、前記電極（６）の第２のセットとは異なって動作する、請求項６に記載の方法。
8. 内燃機関（１９）および、前記内燃機関（１９）からの排ガスを処理するための請求項１〜５のいずれか１項に記載の排ガス処理デバイス（１１）を有する、自動車両（１）。

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