DE102016208468A1

DE102016208468A1 - Abgasreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016208468A1
Application number: DE102016208468.2A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Sugimoto; Akira Mizuno
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2016-11-24
Also published as: JP6290824B2; US20160341086A1; US9988959B2; JP2016217298A

Abstract

Fremdteilchen in einem Abgas werden mit einer neuartigen Konfiguration behandelt. Eine Abgasreinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine Flusserzeugungsvorrichtung und eine Behandlungsvorrichtung. Die Flusserzeugungsvorrichtung enthält eine Entladungselektrode, die innerhalb einer röhrenförmigen Außenhülle angeordnet ist, die eine Fließpassage ausbildet, in der Abgas, das die Fremdteilchen enthält, fließt. Die Entladungselektrode ist ausgelegt, den Fluss der Fremdteilchen von der Seite der Entladungselektrode zu der Seite der Außenhülle durch Anlegen einer Spannung zu erzeugen. Die Behandlungsvorrichtung enthält ein Raumdefinierungselement und eine Behandlungselektrode. Das Raumdefinierungselement ist zwischen der Entladungselektrode und der Außenhülle angeordnet, um einen Behandlungsraum zwischen der Außenhülle und dem Raumdefinierungselement zu definieren, und ist ausgelegt, ein Hereinfließen der Fremdteilchen in den Raum zu ermöglichen. Beim Behandeln der Fremdteilchen wird das Anlegen der Spannung an die Behandlungselektrode durchgeführt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung, die Fremdteilchen in einer Passage, in der ein Gas, das die Fremdteilchen enthält, fließt, behandelt.
Beschreibung des Stands der Technik
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-112916 offenbart ein Beispiel einer Abgasreinigungsvorrichtung zum Behandeln von Fremdteilchen (PM), die in Fabrikgasen oder in einem Abgas in Kraftfahrzeugen, Maschinen (einschließlich Brennkraftmaschinen) und Ähnlichem enthalten sind. Die Abgasreinigungsvorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-112916 offenbart ist, enthält eine Außenhülle, die in einer Röhrenform ausgebildet ist, eine Staubauffangfiltervorrichtung, die aus einer Staubauffangelektrode, die entlang einer Innenseite der Außenhülle angeordnet ist, und einer Staubauffangfilterschicht besteht, und eine Entladungselektrode, die innerhalb der Staubauffangfiltervorrichtung und in dem mittleren Teil einer Fließpassage für Abgas, das die Fremdteilchen enthält, angeordnet ist. Die Entladungselektrode enthält einen primären Abschnitt, der sich entlang der Mittelachse der Außenhülle erstreckt, und mehrere Vorstehungsabschnitte, die jeweils in einer Richtung senkrecht zu der Mittelachse der Außenhülle von dem primären Abschnitt vorstehen. Die Staubauffangelektrode ist leitend und über die Außenhülle geerdet. Gemäß der Beschreibung der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-112916 wird eine hohe Spannung an die Entladungselektrode angelegt, um eine Koronaentladung auf dem Umfang des vorstehenden Abschnitts der Entladungselektrode zu erzeugen, und die Fremdteilchen in dem Abgas übernehmen eine Ladung mit der Koronaentladung. Die geladenen Fremdteilchen können mittels Coulombschen Kräften in Richtung der Staubauffangelektrode als einer gegenüberliegenden Elektrode fließen. Als Ergebnis wird ein Ionenwind in einer Richtung senkrecht zu der Fließrichtung des Abgases ausgebildet, und die Fremdteilchen werden in der Staubauffangfiltervorrichtung aufgefangen. Man beachte, dass gemäß einer Ausführungsform der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-112916 die Staubauffangfiltervorrichtung in einer Ballongestalt ausgebildet ist, wodurch ein Oberflächenbereich der Staubauffangelektrode erhöht wird, um eine Auffangrate der Fremdteilchen zu erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Abgasreinigungsvorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-112916 beschrieben ist, ist es, wenn eine Auffangmenge der Fremdteilchen in dem Abgas eine bestimmte Menge oder mehr erreicht, notwendig, die Fremdteilchen, die in der Staubauffangfiltervorrichtung aufgefangen wurden, nach außerhalb der Außenhülle zu entfernen. Es bereitet jedoch Probleme, die Fremdteilchen, die in der Staubauffangfiltervorrichtung aufgefangen wurden, nach außerhalb der Außenhülle zu entfernen, und daher ist es wünschenswert, die Fremdteilchen innerhalb der Außenhülle zu behandeln.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreinigungsvorrichtung zu schaffen, die Fremdteilchen innerhalb einer Außenhülle behandeln kann.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben herausgefunden, dass die Fremdteilchen innerhalb der Außenhülle durch Anordnen von Elektroden innerhalb der Außenhülle und Anlegen einer Spannung an diese behandelt werden können, und sind somit zu der vorliegenden Erfindung gelangt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Abgasreinigungsvorrichtung geschaffen, die aufweist: eine Flusserzeugungsvorrichtung, die eine Entladungselektrode enthält, die innerhalb einer röhrenförmigen Außenhülle angeordnet ist, die eine Fließpassage ausbildet, in der Abgas, das Fremdteilchen enthält, fließt, und die ausgelegt ist, einen Fluss der Fremdteilchen von der Seite der Entladungselektrode zu der Seite der Außenhülle mit einer an die Entladungselektrode angelegten Spannung zu erzeugen; und eine Behandlungsvorrichtung, die ein Raumdefinierungselement, das zwischen der Entladungselektrode und der Außenhülle angeordnet ist, um einen Behandlungsraum zwischen der Außenhülle und dem Raumdefinierungselement zu definieren, und die ausgelegt ist, ein Hereinfließen der Fremdteilchen in den Behandlungsraum zu ermöglichen, und eine Behandlungselektrode enthält, die in dem Behandlungsraum angeordnet ist, wobei das Anlegen der Spannung an die Behandlungselektrode beim Behandeln der Fremdteilchen durchgeführt wird.
Vorzugsweise ist mindestens ein Teil der Außenhülle und des Raumdefinierungselementes leitend, und die Flusserzeugungsvorrichtung ist ausgelegt, eine Potentialdifferenz zwischen der Entladungselektrode und mindestens einem aus der Außenhülle und dem Raumdefinierungselement durch das Anlegen der Spannung zu erzeugen.
Vorzugsweise ist mindestens ein Teil der Außenhülle leitend, und die Behandlungsvorrichtung ist ausgelegt, eine Potentialdifferenz zwischen der Behandlungselektrode und der Außenhülle durch das Anlegen der Spannung zu erzeugen.
Vorzugsweise führt die Behandlungsvorrichtung das Anlegen der Spannung mit einer ersten Spannung beim Veranlassen des Hereinfließens der Fremdteilchen in den Raum durch und führt das Anlegen der Spannung mit einer zweiten Spannung, die größer als die erste Spannung ist, beim Behandeln der Fremdteilchen durch.
Vorzugsweise ist das Raumdefinierungselement ausgebildet, eine Lücke zwischen der Außenhülle und dem Raumdefinierungselement an einem stromaufseitigen Ende in einer Fließrichtung des Abgases zu schließen und enthält mehrere Löcher, wobei die jeweiligen Löcher die Fließpassage mit dem Behandlungsraum in Kommunikation bringen.
Vorzugsweise enthält das Raumdefinierungselement mehrere Löcher, wobei die jeweiligen Löcher die Fließpassage mit dem Behandlungsraum in Kommunikation bringen, wobei eine Öffnungsquerschnittsfläche des Loches näher bei der Entladungselektrode größer als eine Öffnungsquerschnittsfläche des Loches ist, das näher bei der Außenhülle ist.
Vorzugsweise weist die Abgasreinigungsvorrichtung außerdem eine Kühlvorrichtung auf, die ausgelegt ist, den Behandlungsraum zu kühlen.
Vorzugsweise enthält die Behandlungsvorrichtung außerdem ein Herausflussbeschränkungselement zum Beschränken eines Herausfließens der Fremdteilchen nach außerhalb des Behandlungsraumes beim Behandeln der Fremdteilchen.
Vorzugsweise enthält das Raumdefinierungselement mehrere Löcher, wobei die jeweiligen Löcher die Fließpassage mit dem Behandlungsraum in Kommunikation bringen, und wobei das Herausflussbeschränkungselement selektiv einen Öffnungszustand eines Öffnens der Löcher und einen Schließzustand eines Schließens der Löcher in dem Raumdefinierungselement aufweist.
Die Behandlungsvorrichtung kann beispielsweise in dem Behandlungsraum durch das Anlegen der Spannung Plasma erzeugen und es kann sich näherungsweise der gesamte Bereich des Behandlungsraums in einem Plasmazustand mit einer Tätigkeit der Behandlungsvorrichtung befinden.
Gemäß dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Fremdteilchen durch die Tätigkeit der Flusserzeugungsvorrichtung zum Sammeln zur Seite der Außenhülle gerichtet werden, und die Behandlungsvorrichtung kann eine Oxidationsförderungskomponente oder ein Plasma in dem Behandlungsraum mit dem Anlegen der Spannung an die Behandlungselektrode erzeugen, wodurch die Fremdteilchen, die den Behandlungsraum erreicht haben, behandelt werden. Außerdem trennt das Raumdefinierungselement den Behandlungsraum der Fremdteilchen von der Fließpassage des Abgases, womit es möglich ist, eine Behandlungsumgebung der Fremdteilchen durch die Behandlungsvorrichtung einzustellen bzw. anzupassen. Daher kann gemäß dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung die herausragende Wirkung erzielt werden, dass die Fremdteilchen geeignet innerhalb der Außenhülle behandelt werden können.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen deutlich (mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen).
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie I-I der 2;
2 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II der 1 und stellt die Abgasreinigungsvorrichtung der 1 dar;
3 ist ein schematisches Diagramm, das den Bereich III in 2 der Behandlungsvorrichtung in der Abgasreinigungsvorrichtung der 1 darstellt;
4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Bereich IV in 1 der Behandlungsvorrichtung in der Abgasreinigungsvorrichtung der 1 darstellt;
5A ist eine Schnittansicht, die ein Entladungselement in 3 und den Umfang des Entladungselementes darstellt;
5B ist ein Diagramm, das schematisch einen Zustand darstellt, in dem Wasserkomponenten auf dem Umfang des Entladungselementes gehalten werden;
6 ist ein Diagramm, das das Verhalten von Fremdteilchen (PM) in der Abgasreinigungsvorrichtung der 1 darstellt;
7 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die für eine Brennkraftmaschine verwendet wird;
8 ist eine Grafik, die konzeptionell eine Änderung einer PM-Menge darstellt;
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Spannungsanlegungssteuerung für eine Behandlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
10 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einer PM-Auffangeffizienz und einer PM-Menge darstellt;
11A ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Hereinziehens von PM in einen Behandlungsraum durch Anlegen einer Spannung in der Behandlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
11B ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Hereinziehens von PM in einen Behandlungsraum durch Anlegen einer Spannung in der Behandlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
12A ist eine schematische Schnittdarstellung einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen Öffnungszustand von Öffnungsabschnitten darstellt;
12B ist eine Schnittansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen Schließzustand der Öffnungsabschnitte darstellt;
13 ist ein Flussdiagramm, das eine Spannungsanlegungssteuerung für eine Behandlungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
14A ist ein schematisches Diagramm, das eine Modifikation eines Herausflussbeschränkungselementes in der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt und dem Bereich IV in 1 entspricht, wobei 14A einen Öffnungszustand von Öffnungsabschnitten darstellt; und
14B ist ein schematisches Diagramm, das eine Modifikation eines Herausflussbeschränkungselementes in der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, das dem Bereich IV in 1 entspricht, wobei 14B einen Schließzustand der Öffnungsabschnitte darstellt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird eine Abgasreinigungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Abgasreinigungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Abgasreinigungsvorrichtung 10 wird für die Abgasbehandlung in einer Fabrik verwendet. Die linke Seite in 1 ist die Stromauseite in der Fließrichtung des Abgases, und die rechte Seite in 1 ist die Stromabseite in der Fließrichtung des Abgases. Der Fluss des Abgases wird durch die Pfeile F1 und F2 in 1 ausgedrückt.
In 1 wird die Abgasreinigungsvorrichtung 10 für eine Abgaspassage 14 als einer Fließpassage verwendet, die durch eine röhrenförmige Außenhülle 12 definiert und ausgebildet wird und in der Abgas fließt. Das Abgas kann Fremdteilchen (im Folgenden als PM bezeichnet) enthalten. Die Abgasreinigungsvorrichtung 10 weist eine Flusserzeugungsvorrichtung 16 und eine Behandlungsvorrichtung 18 auf.
Die Flusserzeugungsvorrichtung 16 ist ausgebildet, PM aus dem Abgas aufzufangen, und kann daher als eine Auffangvorrichtung bezeichnet werden. Die Flusserzeugungsvorrichtung 16 weist eine Entladungselektrode 20 auf. Die Entladungselektrode 20 enthält hier einen primären Abschnitt 20a, der sich entlang der Längsrichtung der Abgaspassage 14 erstreckt, und mehrere Entladungsvorstehungsabschnitte 20b, die jeweils sich radial (Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Abgaspassage) von dem primären Abschnitt 20a erstreckend vorstehen. Die Entladungsvorstehungsabschnitte 20b sind, wie es in 1 dargestellt ist, in im Wesentlichen konstanten Abständen entlang der axialen Richtung des primären Abschnitts 20a von der Stromaufseite zu der Stromabseite in der Fließrichtung des Abgases beabstandet. Die Vorstehungsabschnitte 20b (hier vier Abschnitte) sind an derselben Position entlang der axialen Richtung des primären Abschnitts 20a und in im Wesentlichen gleichen Abständen (hier in Abständen von näherungsweise 90°) angeordnet. Man beachte, dass die Anzahl der Vorstehungsabschnitte 20b an derselben Position entlang der axialen Richtung des primären Abschnitts 20a eins, zwei, drei, fünf oder mehr betragen kann.
Die Flusserzeugungsvorrichtung 16 enthält die Außenhülle 12 als eine Elektrode 22, die mit der Entladungselektrode 20 gepaart ist, und bildet hier eine Abgasröhre. Die Außenhülle 12 ist leitend und führt eine Funktion der Elektrode 22 durch. Hier ist die gesamte Außenhülle 12 leitend und kann als Elektrode 22 dienen. Es kann jedoch auch nur ein Teil der Außenhülle 12 leitend sein. Mindestens ein Teil der Außenhülle 12 ist vorzugsweise leitend, und der leitende Abschnitt ist vorzugsweise an einer Position, bei der eine Spitze des vorstehenden Abschnitts 20b der Entladungselektrode 20 gerichtet ist, oder an einer Position stromab der obigen Position in der Abgasrichtung angeordnet. Man beachte, dass in einem Fall, in dem nur ein Teil der Außenhülle 12 als Elektrode 22 leitend ist, ein Abschnitt der Außenhülle 12, der der Elektrode 22 entspricht, vorzugsweise in mindestens einem abwärtigen Abschnitt der Außenhülle 12 in der vertikalen Richtung angeordnet ist.
Die Flusserzeugungsvorrichtung 16 enthält außerdem eine erste Spannungserzeugungsvorrichtung 24 zum Anlegen einer Spannung zwischen der Entladungselektrode 20 und der Außenhülle 12. Die erste Spannungserzeugungsvorrichtung 24 erzeugt hier eine DC-Spannung. Man beachte, dass eine Stärke der Spannung mittels Experimenten definiert wird. Die Spannung der ersten Spannungserzeugungsvorrichtung 24 wird beispielsweise zum Laden von PM in dem Abgas negativ eingestellt, und die Stärke (Betrag) beträgt vorzugsweise 7,5 kV oder mehr (das heißt vorzugsweise –7,5 kV oder weniger). Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Bereich beschränkt.
Die erste Spannungserzeugungsvorrichtung 24 ist einerseits mit der Entladungselektrode 20 über einen leitenden Draht 24a und einen Isolator 24b verbunden, und ist andererseits geerdet (nicht dargestellt). Man beachte, dass in 1 der Isolator 24b an der Außenhülle 12 mittels eines Silikonsteckers 24c fixiert ist. Der Isolator 24b kann jedoch mittels verschiedener Isolierelemente anstatt dem Silikonstecker 24c fixiert werden. Außerdem besteht der Isolator 24b aus Keramik oder Glas und kann aus verschiedenen Isolatoren ausgebildet sein.
Einerseits ist die erste Spannungserzeugungsvorrichtung 24 geerdet, und andererseits ist die Außenhülle 12 ebenfalls geerdet. Daher kann eine Potentialdifferenz sicher zwischen der Entladungselektrode 20 und der Außenhülle 12 bei Anlegen einer hohen Spannung mittels der ersten Spannungserzeugungsvorrichtung 24 erzeugt werden. Man beachte, dass die Elektrode 22 zwischen der Entladungselektrode 20 und der Außenhülle 12 (in Kontakt mit der Innenfläche der Außenhülle 12 oder von der Außenhülle 12 entfernt) angeordnet sein kann. In diesem Fall kann ein Verbindungsabschnitt der ersten Spannungserzeugungsvorrichtung 24 mit der Elektrode 22 verbunden sein oder kann wie oben beschrieben geerdet sein.
Die Behandlungsvorrichtung 18 ist derart ausgebildet, dass die PM, die die Behandlungsvorrichtung 18 erreicht haben, behandelt werden können. Hier ist die Behandlungsvorrichtung 18 entlang der Innenfläche der Außenhülle 12 über deren gesamtem Umfang angeordnet. Die Behandlungsvorrichtung 18 bedeckt in einer Richtung entlang der Längsrichtung der Abgaspassage 14 mindestens einen Bereich, bei dem die Vorstehungsabschnitte 20b, die oben beschrieben sind, angeordnet sind. Hier ist die Behandlungsvorrichtung 18 über im Wesentlichen den gesamten Abschnitt angeordnet, bei dem die Spitzen der Vorstehungsabschnitte 20b der Entladungselektrode 20 gerichtet sind. Man beachte, dass die PM, die die Behandlungsvorrichtung 18 erreichen, möglicherweise geneigt sind, aufgrund eines Einflusses des Flusses des Abgases zu der Stromabseite zu fließen, und daher erstreckt sich die Behandlungsvorrichtung 18 vorzugsweise zu der Seite weiter stromab als ein Vorstehungsabschnitt 20b' auf der Seite am weitesten stromab.
Die Behandlungsvorrichtung 18 enthält mehrere Entladungselemente 30, die in der Außenhülle 12 angeordnet sind, und ein Raumdefinierungselement 40, das zwischen den Entladungselementen 30 und der Entladungselektrode 20 angeordnet ist. Die Entladungselemente 30 überdecken sich nicht entlang einer Innenumfangsfläche der Außenhülle 12. Das Raumdefinierungselement 40 erstreckt sich zwischen den Entladungselementen 30, die innerhalb der Außenhülle 12 angeordnet sind, und der Entladungselektrode 20.
Zunächst wird ein PM-Behandlungsmechanismus, der die Entladungselemente 30 aufweist, das heißt eine PM-Behandlungseinheit 32, beschrieben. Die PM-Behandlungseinheit 32 besteht aus den Entladungselementen 30, die in der Außenhülle 12 angeordnet sind, und der Außenhülle 12.
Jedes der Entladungselemente 30 ist länglich und im Wesentlichen kreisförmig im Querschnitt und ist in der vorliegenden Ausführungsform derart angeordnet, dass es sich näherungsweise gerade erstreckt (parallel zu der axialen Richtung des primären Abschnitts 20a). Die Größe des Entladungselementes 30 kann variieren, und der Querschnittsdurchmesser kann in einem Bereich von mehreren mm bis mehreren cm liegen. Das Entladungselement 30 enthält eine Mittelelektrode 30d als eine erste Elektrode (Behandlungselektrode) und einen dielektrischen Körper zum Bedecken der Mittelelektrode 30d. Die Mittelelektrode 30d ist ein leitendes Drahtelement, das sich entlang der Mittelachse des Entladungselementes 30 erstreckt, und ist mit einer zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34 verbunden, die getrennt von der ersten Spannungserzeugungsvorrichtung 24 angeordnet ist. Der dielektrische Körper 30e besteht hier aus Keramik und dient als ein Isolator ohne Anlegung einer Spannung, wie es später beschrieben wird. Das Entladungselement 30 ist derart angeordnet, dass die axiale Richtung der Mittelelektrode 30d näherungsweise parallel zu der Längsrichtung ist (das heißt der axialen Richtung des primären Abschnitts 20a). Man beachte, dass sich die Anordnungsposition des Entladungselementes 30 vorzugsweise zu der Seite weiter stromab als der Vorstehungsabschnitt 20b' der Entladungselektrode 20 erstreckt, der auf der Seite am weitesten stromab angeordnet ist.
Hier stellt 3 einen schematischen Querschnitt der Entladungselemente 30 dar, die in der Behandlungsvorrichtung 18 benachbart zueinander sind. 3 ist ein schematischer Querschnitt eines Bereiches, der von einer Linie III in 2 umgeben ist, und enthält Querschnitte der drei Entladungselemente 30.
Das Entladungselement 30 enthält außerdem einen Faserkörper 30f außerhalb des dielektrischen Körpers 30e zusätzlich zu der Mittelelektrode 30d und dem dielektrischen Körper 30e. Der Faserkörper 30f ist aus mehreren Fasern ausgebildet, und die jeweiligen Fasern bestehen aus Keramik-Whiskern, hier Si-Whiskern, können aber aus einem anderen Material bestehen. Der Faserkörper 30f weist eine Wasserkomponentenhaltefunktion auf und kann als Wasserkomponentenhaltefunktionseinheit dienen. Außerdem weist der Faserkörper 30f eine PM-Auffangfunktion zum Auffangen der PM, die diesen erreicht haben, auf und kann als PM-Auffangfunktionseinheit dienen. Man beachte, dass der Faserkörper 30f unter Verwendung verschiedener Fasern als Material ausgebildet werden kann, aber aus einem Material ausgebildet ist, das unempfindlich gegenüber Temperaturen und Gaskomponenten eines Abgases, das möglicherweise in der Außenhülle 12 fließt, ist. Dieses gilt für die anderen Komponenten des Entladungselementes 30 und der obigen Entladungselektrode 20.
Der Faserkörper 30f kann unter Verwendung einer sogenannten elektrostatischen Beflockungsvorrichtung zu der Oberfläche (Außenfläche) des dielektrischen Körpers 30e, der die Mittelelektrode 30d aufweist, gerichtet und an diesem montiert werden. Auch wenn es nicht dargestellt ist, werden Fasern, die an einem Zielobjekt (das heißt dem dielektrischen Körper 30e) anhaften werden, auf einer Elektrodenplatte angeordnet, und es wird eine hohe Spannung zwischen dem Zielobjekt und der Elektrodenplatte angelegt. Dadurch fliegen die Fasern und steigen durch die elektrostatische Gradientenkraft, sodass sie an dem Zielobjekt anhaften, das mit einem Haftmittel bzw. Klebemittel beschichtet ist. Als Ergebnis können die Fasern an der Oberfläche des dielektrischen Körpers 30e anhaften und halten einen bestimmten Grad an Gerichtetheit, um den Faserkörper 30f auszubilden. Man beachte, dass 3 schematisch einen Zustand darstellt, in dem der Faserkörper 30f mit einem bestimmten Grad an Gerichtetheit angeordnet ist. Der Faserkörper 30f kann mittels eines anderen Verfahrens angeordnet werden, und es kann beispielsweise ein Verfahren zum Eingraben von einer oder mehreren Fasern an vorbestimmten Positionen per Hand oder mechanisch verwendet werden.
Das Entladungselement 30, das die obige Konfiguration aufweist, ist derart angeordnet, dass der dielektrische Körper 30e die Innenfläche der Außenhülle 12 kontaktiert. Die Außenhülle 12 ist leitend, wie es oben beschrieben wurde, und dient als eine zweite Elektrode 30d' der Behandlungsvorrichtung 18 (ist mit der ersten Elektrode gepaart). Auf diese Weise ist die Außenhülle 12 als zweite Elektrode 30d' der Behandlungsvorrichtung 18 bei der Mittelelektrode 30d als erster Elektrode durch den dielektrischen Körper 30e angeordnet. Auf diese Weise ist in der vorliegenden Ausführungsform die Außenhülle 12 die Elektrode 22 der Flusserzeugungsvorrichtung 16 ebenso wie die zweite Elektrode 30d' der Behandlungsvorrichtung 18. Die Elektrode 22 der Flusserzeugungsvorrichtung 16 und die zweite Elektrode 30d' der Behandlungsvorrichtung 18 können jedoch unabhängig voneinander vorhanden sein.
Die Behandlungsvorrichtung 18 weist eine zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34 auf. Wie es in 1 dargestellt ist, ist die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34 mit der Mittelelektrode 30d durch einen leitenden Draht 34a und einen Isolator 34b verbunden. Insbesondere ist hier die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34 mit den Mittelelektroden 30d sämtlicher Entladungselemente 30 verbunden. Man beachte, dass beispielsweise, wenn die Entladungselemente 30 miteinander verbunden sind, sodass sie ein Entladungselement 30 bilden, die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34 vorzugsweise nur mit einer Mittelelektrode 30d eines Entladungselementes 30 verbunden ist. Man beachte, dass in 1 der Isolator 34b an der Außenhülle 12 mittels eines Silikonsteckers 34c fixiert ist. Der Isolator 34b kann jedoch mittels verschiedener Isolierelemente anstatt dem Silikonstecker fixiert sein. Der Isolator 34b besteht aus Keramik oder Glas und kann aus verschiedenen Isolatoren ausgebildet werden.
Die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34 erzeugt hier eine AC-Spannung. Eine Stärke der Spannung wird mittels Experimenten definiert. In einem Fall der AC-Spannung kann beispielsweise die Spannung von der zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34 geeignet auf 12 kV eingestellt werden, und die Frequenz kann auf 1 kHz eingestellt werden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Bereich beschränkt. Die zweite Spannung, die von der zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34 erzeugt wird, ist nicht auf die obige AC-Spannung beschränkt und kann eine Wechselspannung sein, deren Polarität pulsförmig oder ähnlich umgekehrt wird. Die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34 kann eine DC-Spannung in Abhängigkeit von der Konfiguration des Entladungselementes 30 erzeugen und kann beispielsweise eine pulsförmige DC-Spannung sein.
Einerseits ist die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34 somit mit der Mittelelektrode 30d des Entladungselementes 30 verbunden, und andererseits ist sie geerdet (nicht dargestellt). Außerdem ist die Außenhülle 12 geerdet. Daher ist es möglich, eine Potentialdifferenz zwischen der Mittelelektrode 30d des Entladungselementes 30 und der Außenhülle 12 durch Anlegen einer hohen Spannung von der zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34 zu erzeugen. Man beachte, dass eine zweite Elektrode zwischen dem dielektrischen Körper 30e des Entladungselementes 30 und der Außenhülle 12 (in Kontakt mit der Innenfläche der Außenhülle 12 oder von der Außenhülle 12 entfernt) angeordnet sein kann. In diesem Fall kann ein Verbindungsabschnitt der zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34 mit der zweiten Elektrode verbunden sein oder kann wie oben beschrieben geerdet sein.
Das Raumdefinierungselement 40 ist derart angeordnet, dass es sich zwischen dem Entladungselement 30 (das heißt der Mittelelektrode 30d als Behandlungselektrode) und der Entladungselektrode 20 erstreckt. Das Raumdefinierungselement 40 ist in der Abgaspassage 14 angeordnet, um im Wesentlichen einen Raum 40s zu Behandlung (Behandlungsraum) von PM, in dem das Entladungselement 30 angeordnet ist, von der Abgaspassage 14 zu trennen. Im Folgenden wird ein anderer Bereich in der Außenhülle 12, der nicht der Raum 40s ist, als Abgaspassage 14 bezeichnet, aber die vorliegende Erfindung schließt nicht aus, dass der Raum 40s als ein Teil der Abgaspassage 14 definiert ist. Das Raumdefinierungselement 40 ist in der Außenhülle 12 mittels eines Trägerelementes 42 fixiert. In 1 ist nur ein Trägerelement 42 dargestellt, aber die Anzahl der Trägerelemente 42 kann beliebig sein, und das Trägerelement 42 kann eine beliebige Konfiguration aufweisen.
Das Raumdefinierungselement 40 ist im Wesentlichen ein zylindrisches Element und weist mehrere Löcher (Öffnungsabschnitte) 40a auf. Jedes der Löcher 40a ermöglicht eine Kommunikation der Abgaspassage 14 mit dem Raum 40s. Die Löcher 40a sind in der Längsrichtung der Abgaspassage 14 und in der Umfangsrichtung um die Abgaspassage 14 parallel zueinander angeordnet. Jedes der Löcher 40a muss sich in der Längsrichtung der Abgaspassage 14 auf längliche Weise nicht parallel in der Längsrichtung der Abgaspassage 14 erstrecken oder muss sich in der Umfangsrichtung der Abgaspassage 14 nicht parallel in der Umfangsrichtung der Abgaspassage 14 lang erstrecken.
Jedes der Löcher 40a ermöglicht ein Hereinfließen von PM aus der Abgaspassage 14 in den Raum 40s. Außerdem beschränkt jedes der Löcher 40a ein Herausfließen von PM von dem Raum 40s durch die jeweiligen Löcher 40a in die Abgaspassage 14. Insbesondere ist jedes der Löcher 40a derart ausgebildet, dass eine Öffnungsquerschnittsfläche des Loches 40a näher bei dem Raum 40s (das heißt von der Entladungselektrode 20 weiter zu der Außenhülle 12) kleiner ist. Das heißt, in jedem der Löcher 40a ist die Öffnungsquerschnittsfläche des Loches 40a näher bei der Entladungselektrode 20 größer als die Öffnungsquerschnittsfläche des Loches 40a näher bei der Außenhülle 12. Eine derartige Gestalt des Loches 40a ist in den 2 und 4 dargestellt. In der schematischen Querschnittsansicht der 2 in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Abgaspassage 14 ist das Loch 40a derart ausgebildet, dass es enger ist, wenn es näher bei der Außenhülle 12 ist. In der schematischen Querschnittsansicht der 4 in einer Richtung parallel zu der Längsrichtung der Abgaspassage 14 ist das Loch 40a derart ausgebildet, dass es enger ist, wenn es näher bei der Außenhülle 12 ist, und ist unter Berücksichtigung eines problemlosen Fließens der PM in den Raum 40s entlang des Flusses des Abgases geneigt ausgebildet, sodass es näher bei der Stromabseite in der Fließrichtung des Abgases ist, wenn es näher bei der Außenhülle 12 ist. Auf diese Weise ist der Öffnungsquerschnittsbereich des Loches 40a näher bei der Entladungselektrode 20 größer als der Öffnungsquerschnittsbereich des Loches 40a näher bei der Außenhülle 12 und ist geneigt ausgebildet, sodass es näher bei der Richtung parallel zu dem Fluss der PM, die mit dem Fluss des Abgases fließen, ist. Es ist jedoch auch eine Modifikation möglich, bei der die Öffnungsquerschnittsfläche des Loches 40a näher bei der Entladungselektrode 20 kleiner als die Öffnungsquerschnittsfläche des Loches 40a näher bei der Außenhülle 12 ist oder diese Querschnittsflächen gleich sind.
Ein Abstand des Raumdefinierungselementes 40 zu der Außenhülle 12 ist derart definiert, dass die PM zur Behandlung in dem Raum 40s mit Anlegen einer Spannung an die Mittelelektrode 30d des Entladungselementes 30 oxidiert (verbrannt) werden. Das Raumdefinierungselement 40 ist näher bei dem Entladungselement 30 als die Entladungselektrode 20 derart angeordnet, dass die PM in einem geeigneten gesamten Bereich des Raums 40s aufgrund eines Entladungsphänomens (einschließlich eines Erzeugungsphänomens von Oxidationsbeschleunigungskomponenten und einer Plasmazustandserzeugung, die später beschrieben werden) in dem Entladungselement 30 durch das Anlegen der Spannung behandelt werden können. Man beachte, dass die Position der Anordnung des Raumdefinierungselementes 40 vorzugsweise unter Berücksichtigung einer Größe des Entladungselementes 30, einer angelegten Spannung der zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34, einer Größe der Außenhülle 12 und Ähnlichem erfolgt.
Das Raumdefinierungselement 40 ist direkt mit der Außenhülle 12 verbunden, um eine Lücke zwischen der Außenhülle 12 und dem Raumdefinierungselement 40 an einem stromaufseitigen Ende 40u des Raumdefinierungselementes 40 in der Fließrichtung des Abgases zu schließen. Daher gelangt das stromaufseitige Ende des Raums 40s in einen geschlossenen Zustand. Andererseits schließt das Raumdefinierungselement 40 keine Lücke zwischen der Außenhülle 12 und dem Raumdefinierungselement 40 auf der Stromabseite in der Fließrichtung des Abgases, und daher ist der Raum 40s zu der Fließpassage des Abgases, das heißt der Abgaspassage 14, offen. Diese Konfiguration schließt jedoch die Konfiguration nicht aus, bei der der Raum 40s an dem stromabseitigen Ende geschlossen werden kann.
Im Folgenden wird ein Betrieb der Abgasreinigungsvorrichtung 10, die die obige Konfiguration aufweist, erläutert.
Wenn Abgas, das PM enthält, in der Abgaspassage 14 in der Außenhülle 12 fließt, wird von der ersten Spannungserzeugungsvorrichtung 24 in der Flusserzeugungsvorrichtung 16 eine hohe Spannung an die Entladungselektrode 20 angelegt. Daher verbreiten sich Ionen in Richtung der Außenhülle 12 (oder das leitende Raumdefinierungselement 40) von der Entladungselektrode 20, vorzugsweise dem Vorstehungsabschnitt 20b, womit bewirkt wird, dass die PM negativ geladen werden. Ein Ionenwind (nicht dargestellt), der durch die Ionen bewirkt wird, wird erzeugt, um den Fluss von der Seite der Entladungselektrode 20 zu der Seite der Außenhülle 12 zu erzeugen. Als Ergebnis wird der Fluss der PM zu der Seite der Außenhülle 12 erzeugt, sodass bewirkt wird, dass ein großer Teil der PM, die in dem Abgas enthalten sind, in den radialen Außenumfang in der Abgaspassage 14 eingeleitet wird, das heißt zu der Seite der Außenhülle 12. Man beachte, dass dieses Prinzip in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-112916 angegeben ist.
Das Raumdefinierungselement 40 ist direkt mit der Außenhülle 12 verbunden, um die Lücke zwischen der Außenhülle 12 und dem Raumdefinierungselement 40 an dem stromaufseitigen Ende 40u zu schließen, und schließt die Lücke zwischen der Außenhülle 12 und dem Raumdefinierungselement 40 auf der Stromabseite in der Fließrichtung des Abgases nicht, und der Raum 40s ist zu der Abgaspassage 14 offen. Daher weist der Raum 40s im Allgemeinen einen kleineren Druck als die Abgaspassage 14 insgesamt auf. Als Ergebnis werden die PM wahrscheinlich durch die Löcher 40a in den Raum 40s fließen.
Die PM, die auf diese Weise von der Seite der Entladungselektrode 20 zu der Außenhülle 12 gerichtet werden, können den Raum 40s durch die Löcher 40a des Raumdefinierungselementes 40 erreichen. Die PM, die den Raum 40s erreicht haben, können den Umfang des Entladungselementes 30 erreichen. Daher kann ein Teil der PM durch den obigen Faserkörper 30f aufgefangen oder gehalten werden.
Andererseits können Wasserkomponenten (aufgrund der Verbrennung von Kraftstoff) in dem Abgas enthalten sein. Die Wasserkomponenten können an dem Faserkörper 30f mittels Kapillaraktion gehalten werden, sodass sie sich auf der Oberfläche des dielektrischen Körpers 30e verbreiten. Hier wird Bezug auf die 5A und 5B genommen, die einen der Querschnitte der drei Entladungselemente 30 der 3 darstellen. 5A stellt schematisch den einen Querschnitt betreffend das Entladungselement 30 dar, und 5B stellt schematisch einen Zustand dar, in dem Wasserkomponenten in dem Umfang des Entladungselementes 30 vorhanden sind. In 5B ist konzeptionell ein Bereich W, in dem Wasserkomponenten vorhanden sind, dargestellt.
Hier wird eine hohe AC-Spannung von der zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34 an das Entladungselement 30 angelegt, um ein Entladungsphänomen zwischen dem Entladungselement 30 und der Außenhülle 12 insbesondere in der Nähe eines Kontaktabschnitts zwischen dem dielektrischen Körper 30e und der Außenhülle 12 zu bewirken. Wie es oben beschrieben wurde, kann hier, da die Wasserkomponenten in dem Umfang des dielektrischen Körpers 30e vorhanden sind, das Entladungsphänomen nicht nur in der Nähe des Kontaktabschnitts zwischen dem dielektrischen Körper 30e und der Außenhülle 12 erzeugt werden, sondern auch in einem weiteren Bereich entlang des Bereiches W, der die Wasserkomponenten enthält. Das heißt, die Wasserkomponenten können eine Vergrößerung des Entladungsbereiches erzielen. Diese Entladungsaktion kann Ozon, aktiven Sauerstoff und Ähnliches in einem größeren Bereich in dem Umfang des dielektrischen Körpers 30e in der Außenhülle 12 erzeugen. Das Ozon oder der aktive Sauerstoff ist eine Oxidationsbeschleunigungskomponente zum Beschleunigen der Oxidation, die eine Oxidation (einschließlich einer Verbrennung) der PM fördert. Dementsprechend werden die PM einer Oxidationsbehandlung (Verbrennungsbehandlung) unterzogen.
Außerdem werden Ionenströme bei diesem Entladen erzeugt, und die Ionenströme werden in einer Richtung von dem Entladungselement 30 weg erzeugt, wie es schematisch mit den Pfeilen in 5B dargestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird, da der Faserkörper 30f in dem Entladungselement angeordnet ist, der Fluss der Ionenströme wahrscheinlich einfach in einer Richtung entlang des Faserkörpers 30f erzeugt, und die Ionenströme werden wahrscheinlich einfach entlang der Innenfläche der Außenhülle 12 erzeugt, wie es in 5B dargestellt ist. Es gibt die Möglichkeit, dass beim Mitfließen beim Ionenstrom ein Teil der PM nicht ausreichend oxidiert wird und in verschiedene Richtungen von dem Entladungselement 30 wegfließt, sodass er in sämtliche Richtungen fließt. Wie es oben beschrieben wurde, ist jedoch das Raumdefinierungselement 40 vorhanden, wodurch es möglich ist, ein Fliegen der PM in sämtliche Richtungen von dem Raum 40s zu der Seite der Abgaspassage hin einzuschränken. Dementsprechend kann die Oxidationsbehandlung der PM geeignet in dem Raum 40s ausgeführt werden.
6 stellt schematisch das Auffangen der PM in diesem Raum 40s und die Behandlung der PM in dem Raum 40s dar. In 6 sind die Entladungselektrode 20, das Raumdefinierungselement 40, das Entladungselement 30 und die Außenhülle 12 mit dem Fokus auf eine relative Positionsbeziehung zwischen diesen dargestellt. Das Anlegen der Spannung an die Entladungselektrode 20 ermöglicht die Erzeugung des Flusses der PM zu der Außenhülle 12, wodurch es möglich ist, dass die PM den Raum 40s erreichen, wie es oben beschrieben wurde (siehe Pfeile A11 bis A14). Außerdem kann das Anlegen der Spannung an die Mittelelektrode 30d des Entladungselementes 30 die PM in dem Raum 40s behandeln. Beim Behandeln der PM können die PM in sämtliche Richtungen in dem Raum 40s fliegen, wie es durch die Pfeile A21 bis A26 angegeben ist, aber das Raumdefinierungselement 40 dient als ein Flugverhinderungselement, das bewirkt, dass die PM in dem Raum 40s bleiben. Daher ist es möglich, die PM noch wirksamer zu behandeln.
In der ersten Ausführungsform können der Betrieb der ersten Spannungserzeugungsvorrichtung 24 und der Betrieb der zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34 zu einem beliebigen Zeitpunkt durchgeführt werden. Die erste Spannungserzeugungsvorrichtung 24 kann beispielsweise konstant durchgeführt werden, wenn das Abgas fließt. Die erste Spannungserzeugungsvorrichtung 24 muss jedoch nur nach Bedarf betrieben werden. Dieses gilt ebenfalls für die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34.
Wie es oben beschrieben wurde, wurde die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, aber es sind Modifikationen von dieser möglich. In der ersten Ausführungsform ist beispielsweise der Faserkörper 30f derart angeordnet, dass die Fasern sich nur in der Richtung im Wesentlichen parallel zu der Innenfläche der Außenhülle 12 in einem Teil des Umfangs des dielektrischen Körpers 30e erstrecken, wie es in 3 dargestellt ist, können aber auch über im Wesentlichen den gesamten Umfang des dielektrischen Körpers 30e, der die Mittelelektrode 30d umgibt, angeordnet sein, um diesen näherungsweise zu bedecken. Vorzugsweise kontaktiert jedoch ein Teil des dielektrischen Körpers 30e die Außenhülle 12 als die Elektrode. Der Faserkörper 30f ist vorzugsweise, wie es in 3 dargestellt ist, derart angeordnet, dass er im Wesentlichen vertikal von dem dielektrischen Körper 30e ansteigt. Der Faserkörper 30f muss jedoch keine vorbestimmte Gerichtetheit als nicht gewebten Stoff aufweisen und kann eine Wasserkomponentenhaltefunktion erzielen. Außerdem kann ein maschenförmiges Element als Alternative zu dem Faserkörper verwendet werden. Das maschenförmige Element kann die Wasserkomponentenhaltefunktion bzw. -rückhaltefunktion erzielen, und kann zusätzlich dazu oder stattdessen den Fluss der Ionenströme in eine vorbestimmte Richtung richten.
Außerdem weist die Behandlungsvorrichtung 18 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Behandlungseinheit 32 (die sämtliche Entladungselemente 30 enthält) auf, kann aber in zwei oder mehr Behandlungseinheiten unterteilt sein. Das heißt, ein Entladungselement, an das eine Spannung angelegt wird, und ein Entladungselement, an das keine Spannung angelegt wird, kann selektiv gewechselt werden, wobei die PM, die in sämtliche Richtungen von dem Entladungselement geflogen sind, an das die Spannung angelegt ist, in dem Umfang des Entladungselementes, an das die Spannung nicht angelegt ist, bleiben können.
Die Abgasreinigungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für die Abgasreinigung in einer Fabrik verwendet, kann aber zur Abgasreinigung verschiedener Kraftfahrzeuge, Maschinen, Tunnel und Ähnlichem verwendet werden. Insbesondere wird die Abgasreinigungsvorrichtung 10 vorzugsweise für eine Abgasreinigung für Brennkraftmaschinen verwendet. Man beachte, dass die Modifikationen der Abgasreinigungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, ähnlich für Abgasreinigungsvorrichtungen gemäß den anderen Ausführungsformen, die folgen, verwendet werden können.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Eine Abgasreinigungsvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform wird für eine Brennkraftmaschine verwendet. Die Abgasreinigungsvorrichtung 110 weist im Wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Abgasreinigungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform auf, ist aber hinsichtlich der Anlegung der Spannung durch jeweils die erste und die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 24, 34 gekennzeichnet. Im Folgenden werden hauptsächlich die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidenden Punkte der zweiten Ausführungsform beschrieben, und Komponenten, die identisch (oder äquivalent) mit denjenigen sind, die bereits erläutert wurden, werden mit den bereits verwendeten Bezugszeichen bezeichnet. Die weitere detaillierte Beschreibung von diesen wird weggelassen.
Wie es in 7 dargestellt ist, wird die Abgasreinigungsvorrichtung 110 für die Abgaspassage 14 verwendet, die mit einem Hauptkörper 150A einer Brennkraftmaschine (im Folgenden Verbrennungsmotor) 150 verbunden ist. Die Abgaspassage 14 wird durch das Abgasrohr als Außenhülle 12 ausgebildet, und das Abgasrohr 12 ist aus einem leitenden Material ausgebildet. Der Verbrennungsmotor 150 kann eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung sein, ist hier aber eine Brennkraftmaschine mit Verdichtungszündung (das heißt ein Dieselmotor).
In der Abgasreinigungsvorrichtung 110 ist eine Kühlvorrichtung 40c radial außerhalb des Raums 40s angeordnet, um noch effektiver einen Druck in dem Raum 40s auf niedriger als einen Druck in der Abgaspassage 14 zu verringern. Die Kühlvorrichtung 40c ist derart ausgebildet, dass Kühlwasser für den Verbrennungsmotor 150 zirkuliert. Daher können die PM mit einer Kühlaktion der Kühlvorrichtung 40c noch geeigneter in den Raum 40s eingeleitet werden.
Der Verbrennungsmotor 150 weist eine Steuervorrichtung 152 auf. Die Steuervorrichtung 152 ist eine sogenannte elektronische Steuereinheit (ECU), mit der verschiedene Sensoren verbunden sind. Die Steuereinheit 152 besteht im Wesentlichen aus einem Computer, der eine Berechnungsverarbeitungseinheit (beispielsweise CPU), eine Speichervorrichtung (beispielsweise ROM und RAM), einen A/D-Wandler, eine Eingangsschnittstelle und eine Ausgangsschnittstelle und Ähnliches enthält. Verschiedene Sensoren sind elektrisch mit der Eingangsschnittstelle verbunden. Die Steuervorrichtung 152 gibt elektrisch Betriebssignale oder Ansteuersignale von der Ausgangsschnittstelle derart aus, dass eine problemlose Ansteuerung oder ein problemloser Betrieb des Verbrennungsmotors 150 entsprechend voreingestellten Programmen oder Ähnlichem auf der Grundlage von Signalen von den verschiedenen Sensoren durchgeführt wird. Auf diese Weise werden ein Betrieb eines Kraftstoffeinspritzventils (nicht dargestellt), ein Betrieb der ersten Spannungserzeugungsvorrichtung 24, ein Betrieb der zweiten Spannungserzeugungsvorrichtung 34 und Ähnliches gesteuert.
Hier werden einige der Sensoren erläutert. Ein Verbrennungsmotordrehzahlsensor 154 zum Erfassen einer Verbrennungsmotordrehzahl ist vorhanden. Ein Verbrennungsmotorlastsensor 156 zum Erfassen einer Verbrennungsmotorlast ist vorhanden. Man beachte, dass ein Drosselöffnungssensor, ein Beschleunigerpositionssensor, ein Luftflussmesser, ein Ansaugdrucksensor und Ähnliches als Verbrennungsmotorlastsensor 156 verwendet werden können.
In dem Verbrennungsmotor 150 wird im Prinzip während einer Periode vom Start bis zum Stopp des Verbrennungsmotors 150 eine Spannung fortgesetzt konstant an die Entladungselektrode 20 in der Flusserzeugungsvorrichtung 16 angelegt. Dieses Anlegen der Spannung wird durch Steuern der ersten Spannungserzeugungsvorrichtung 24 durch eine Steuereinheit 152a der Steuervorrichtung 152 durchgeführt. Dadurch können die PM in dem Abgas auf die Seite der Innenfläche des Abgasrohrs 12 gerichtet werden, sodass sie den Raum 40s in der Behandlungsvorrichtung 18 erreichen, wie es oben beschrieben wurde.
Andererseits ist eine Oxidationsvorrichtung (die einen Oxidationskatalysator enthält) 160 auf der Stromabseite der Abgasreinigungsvorrichtung 110 angeordnet. Die Oxidationsvorrichtung 160 kann die PM oxidieren und verbrennen, wenn eine Temperatur des Abgases gleich oder größer als eine vorbestimmte Temperatur ist. Wenn eine Betriebsbedingung, die auf der Grundlage eines jeweiligen Ausgangs des Verbrennungsmotordrehzahlsensors 154 und des Verbrennungsmotorlastsensors 156 erfasst wird, sich in einem Zustand befindet, in dem möglicherweise Abgas mit einer hohen Temperatur erzeugt wird, stoppt daher die Steuereinheit 152a der Steuervorrichtung 152 das Anlegen der Spannung an die Entladungselektrode 20, muss diese aber nicht stoppen. Man beachte, dass gemäß einer vorbestimmten Betriebsbedingung die Steuereinheit 152a das Anlegen der Spannung an die Entladungselektrode 20 stoppen kann. Wenn beispielsweise ein Kraftstoffunterbrechungszustand länger als eine vorbestimmte Zeitdauer andauert, kann das Anlegen der Spannung an die Entladungselektrode 20 gestoppt werden.
Die Behandlungsvorrichtung 18 wird betrieben, um PM zu oxidieren, wenn die PM-Menge eine vorbestimmte Menge a überschreitet. Man beachte, dass die PM-Menge hier der Menge an PM entspricht, die sich durch eine Aktion der Flusserzeugungsvorrichtung 16 innerhalb des Abgasrohrs 12 (einschließlich dem Raum 40s) angesammelt hat. Wie es konzeptionell in 8 dargestellt ist, erhöht sich die PM-Menge normalerweise im Verlaufe der Zeit. Wenn geschätzt wird, dass die PM-Menge die vorbestimmte Menge a überschreitet, betreibt die Steuereinheit 152b der Steuervorrichtung 152 die zweite Spannungserzeugungsvorrichtung 34, um eine Spannung an die Mittelelektrode 30d des Entladungselementes 30 anzulegen. Dadurch ist es möglich, die PM zu oxidieren. In 8 ist eine Erhöhung/Verringerung der PM-Menge durch die PM-Oxidationsbehandlung ausgedrückt.
Im Folgenden wird die PM-Oxidationsbehandlung auf der Grundlage der 9 erläutert.
In Schritt S901 wird bestimmt, ob die PM-Menge (integrierte Menge) eine vorbestimmte Menge a überschreitet. Die PM-Menge wird auf der Grundlage der Historie von Betriebsbedingungen, die auf der Grundlage eines jeweiligen Ausgangs des Verbrennungsmotordrehzahlsensors 154 und des Verbrennungsmotorlastsensors 156 erfasst werden, geschätzt (erfasst). Diese Schätzung wird von einem Abschnitt ausgeführt, der einem Schätzabschnitt der Steuereinheit 152b in der Steuervorrichtung 152 entspricht. Die Steuereinheit 152b schätzt die PM-Ablagerungsmenge auf der Grundlage der Steigung, wie es in 8 dargestellt ist. Genauer gesagt weist die Steuereinheit 152b Daten oder eine Berechnungsformel auf, die die Steigung, die in 8 dargestellt ist, angibt, und kann die PM-Ablagerungsmenge auf der Grundlage mindestens einer von diesen und des jeweiligen Ausgangs des Verbrennungsmotordrehzahlsensors 154 und des Verbrennungsmotorlastsensors 156 schätzen. Außerdem wird die PM-Ablagerungsmenge unter Berücksichtigung einer Verringerung einer PM-Menge aufgrund eines Anlegens einer Spannung im Schritt S907, der später beschrieben wird, geschätzt. Außerdem wird die vorbestimmte Menge a aus einer Beziehung zwischen einer PM-Menge und einer PM-Auffangeffizienz definiert, wie es konzeptionell in 10 dargestellt ist. Die Beziehung zwischen der PM-Menge und der PM-Auffangeffizienz wird im Voraus auf der Grundlage von Experimenten definiert, und im Allgemeinen verringert sich die PM-Auffangeffizienz entsprechend einer Erhöhung der PM-Menge. Man beachte, dass, wenn die PM-Auffangeffizienz hoch ist, die Aktion der Flusserzeugungsvorrichtung 16 ermöglicht, dass die PM geeignet die Innenfläche des Abgasrohrs 12 oder den Raum 40s erreichen. Die vorbestimmte Menge a wird durch eine Beziehung zu einer vorbestimmten Effizienz b derart definiert, dass die PM-Auffangeffizienz durch die Flusserzeugungsvorrichtung 16 nicht unterhalb der vorbestimmten Effizienz b liegt. Man beachte, dass die PM-Ablagerungsmenge mittels eines anderen Verfahrens geschätzt werden kann. Wenn in Schritt S901 das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, da die PM-Menge eine vorbestimmte Menge a überschreitet, schreitet der Prozess zum Schritt S903. Wenn andererseits in Schritt S901 das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, schreitet der Prozess zum Schritt S905, wobei das Anlegen der Spannung zur PM-Oxidation in der Behandlungsvorrichtung 18 nicht durchgeführt wird.
Im Schritt S903 wird eine vorläufige Vorbereitung vor der Oxidationsbehandlung von PM durchgeführt. Bei dieser vorläufigen Vorbereitung wird eine Spannung (zweite Spannung), die niedriger als eine Spannung (erste Spannung) ist, die in der Behandlungsvorrichtung 18 im nächsten Schritt S907 anzulegen ist, in der Behandlungsvorrichtung 18 angelegt. Es wird beispielsweise eine AC-Spannung von 7 kV in der Behandlungsvorrichtung 18 angelegt. Die Anlegung der Spannung in der Behandlungsvorrichtung 18 wird eine vorbestimmte Zeit lang durchgeführt. Die vorbestimmte Zeit kann variieren oder kann fest sein. Hier wird die vorbestimmte Zeit auf der Grundlage von Experimenten definiert und ist fest.
Im Folgenden wird die vorläufige Vorbereitung in Schritt S903 mit Bezug auf die 11A und 11B erläutert. 11A stellt schematisch einen Zustand dar, in dem PM auf der Oberfläche (Oberfläche auf der Seite der Entladungselektrode 20) des Raumdefinierungselementes 40 durch die Aktion der Flusserzeugungsvorrichtung 16 abgelagert sind (man beachte, dass die PM, die bereits in dem Raum 40s verblieben sind, in der Darstellung weggelassen sind). Die PM können durch die Aktion der Flusserzeugungsvorrichtung 16 negativ geladen werden, aber das Raumdefinierungselement 40 ist leitend und ist mit dem geerdeten Abgasrohr 12 verbunden, womit der Ladungszustand des Raumdefinierungselementes 40 beseitigt wird. Wenn in diesem Zustand eine zweite Spannung an die Mittelelektrode 30d des Entladungselementes 30 angelegt wird, wird ein Bereich, der ein verstärktes elektrisches Feld aufweist, in dem Umfang des Entladungselementes 30 erzeugt, und die PM auf der Oberfläche des Raumdefinierungselementes 40 werden einer Gradientenkraft in Richtung des Raums 40s unterzogen. Als Ergebnis können, wie es schematisch in 11B dargestellt ist, die PM auf der Oberfläche des Raumdefinierungselementes 40 den Raum 40s erreichen.
Im Folgenden wird eine PM-Hereinziehaktion als ein Beispiel beschrieben. Die abgeschiedenen PM werden durch die Gradientenkraft in einer Richtung einer höheren elektrischen Feldintensität hereingezogen. Beim Anlegen einer Spannung an die Entladungselektrode 20 wird die elektrische Feldintensität (E1) auf der Oberfläche des Raumdefinierungselementes 40 ausgebildet. Es wird eine Koronaentladung durch dieses Anlegen der Spannung erzeugt, und die PM werden geladen und haften durch eine elektrostatische Kraft auf der Oberfläche des Raumdefinierungselementes 40 an. Wenn anschließend eine Wechselspannung an die Mittelelektrode 30d des Entladungselementes 30 angelegt wird, wird ein elektrisches Feld E2 in dem Raum 40s zwischen dem Raumdefinierungselement 40 und dem Entladungselement 30 ausgebildet. Wenn E2 größer als E1 ist, werden die abgeschiedenen PM durch die Gradientenkraft in den Raum 40s gezogen.
Man beachte, dass das Raumdefinierungselement 40 in einem Abstand angeordnet ist, in dem die Gradientenkraft der PM geeignet erzeugt wird, und das Anlegen der Spannung in der Behandlungsvorrichtung 18 derart durchgeführt wird, dass die Gradientenkraft der PM geeignet erzeugt wird. 11B stellt einen Zustand in der Mitte der vorläufigen Vorbereitung in Schritt S903 dar.
Im nächsten Schritt S907 wird das Anlegen der Spannung zur PM-Oxidation in der Behandlungsvorrichtung 18, das heißt das Anlegen der ersten Spannung, durchgeführt. Dadurch ist es möglich, die abgeschiedenen PM zu behandeln. Das Anlegen der Spannung wird von einem Abschnitt durchgeführt, der einem Ausführungsabschnitt der Steuereinheit 152b in der Steuervorrichtung 512 entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die PM-Menge die vorbestimmte Menge a auf diese Weise überschreitet, die Behandlung der PM in dem Raum 40s ausgeführt, nachdem ein Hereinfließen der PM in den Raum 40s veranlasst wurde. Als Ergebnis können die PM in dem Abgasrohr 12 noch effektiver behandelt werden. Das Anlegen der Spannung in der Behandlungsvorrichtung 18 in Schritt S907 wird eine vorbestimmte Zeit lang durchgeführt. Diese vorbestimmte Zeit kann variabel oder fest sein. Hier wird die vorbestimmte Zeit in Schritt S907 auf der Grundlage von Experimenten definiert und ist fest.
Man beachte, dass diese Behandlung der PM vorzugsweise ausgeführt wird, wenn sich eine Verbrennungsmotorbetriebsbedingung in einem niedrigen Lastbereich befindet. Dieses kommt daher, dass, wenn sich die Verbrennungsmotorbetriebsbedingung in dem niedrigen Lastbereich befindet, die Entladungsfunktion (Plasmaerzeugung oder Ähnliches) wahrscheinlich einfach durch das Anlegen der Spannung an die Mittelelektrode 30d des Entladungselementes 30 erzeugt wird. Diese Behandlung der PM wird außerdem vorzugsweise bei der Verbrennungsmotorbetriebsbedingung ausgeführt, bei der Stickstoffkomponenten (N₂) in dem Abgas relativ gering sind. Dieses kommt daher, dass, wenn die Stickstoffkomponenten (N₂) in dem Abgas relativ hoch sind, die Entladungsfunktion wahrscheinlich durch das Anlegen der Spannung an das Entladungselement 30 weniger wahrscheinlich erzeugt wird.
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Eine Abgasreinigungsvorrichtung 210 gemäß der dritten Ausführungsform wird für eine Brennkraftmaschine ähnlich wie die Abgasreinigungsvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet. Die Abgasreinigungsvorrichtung 210 enthält außerdem ein Herausflussbeschränkungselement zum Beschränken des Herausfließens von PM nach außerhalb des Raumes 40s zusätzlich zu der Konfiguration der Abgasreinigungsvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform. Im Folgenden werden hauptsächlich die sich von der zweiten Ausführungsform unterscheidenden Punkte der dritten Ausführungsform erläutert, und Komponenten, die identisch (äquivalent) zu denjenigen sind, die bereits erläutert wurden, werden mit den bereits verwendeten Bezugszeichen bezeichnet, und deren detaillierte Beschreibung ist weggelassen.
Die 12A und 12B stellen schematische Schnittansichten der Abgasreinigungsvorrichtung 210 dar. Die jeweiligen 12A und 12B sind Querschnitte auf einer Ebene senkrecht zu der Längsrichtung der Abgaspassage 14 und entsprechen dem Querschnitt der Abgasreinigungsvorrichtung 10 in 2 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie es in den 12A und 12B dargestellt ist, ist ein Herausflussbeschränkungselement 270 radial außerhalb des Raumdefinierungselementes 40 angeordnet und radial innerhalb des Bereiches, in dem das Entladungselement 30 angeordnet ist. Das Herausflussbeschränkungselement 270 weist ein Basiselement 272 und ein bewegliches Element 274 auf, das an dem Basiselement 272 beweglich ist. Das bewegliche Element 274 kann sich aufgrund eines Betriebs eines Aktuators 276 durch eine Steuereinheit 152c in der Steuervorrichtung 152 (ist nur in 12A dargestellt) in der Umfangsrichtung um die Achse der Abgaspassage 14 bewegen. Der Aktuator 276 ist ein Motor, und es wird eine Drehkraft des Aktuators 276 auf eine Zahnstange über ein Zahnrad (Ritzel) übertragen, wodurch sich das bewegliche Element 274, das mit der Zahnstange verbunden ist, bewegt. 12A zeigt einen Öffnungszustand, in dem das bewegliche Element 274 die Löcher 40a des Raumdefinierungselementes 40 öffnet. 12B zeigt einen Schließzustand an, in dem das bewegliche Element 274 die Löcher 40a verschließt. Das bewegliche Element 274 ist selektiv auf zwei Wegen zwischen dem Öffnungszustand in 12A und dem Schließzustand in 12B beweglich und kann in den Öffnungszustand und den Schließzustand versetzt werden. Man beachte, dass verschiedene Verbindungsgliedmechanismen zum Bewegen des beweglichen Elementes 274 in Bezug auf das Basiselement 272 verwendet werden können.
Es folgt eine Erläuterung der beweglichen Steuerung des Herausflussbeschränkungselementes 270 mit Bezug auf 13. Man beachte, dass die Schritte S1301, S1303, S1305 und S1311 den Schritten S901 bis S907 entsprechen. Dementsprechend wird die Erläuterung der Details hinsichtlich der Schritte S1301, S1303, S1305 und S1311 weggelassen.
In Schritt S1301 wird bestimmt, ob die PM-Menge die vorbestimmte Menge a überschreitet. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S1301 positiv ist, da die PM-Menge die vorbestimmte Menge a überschreitet, schreitet der Prozess zum Schritt S1303, bei dem eine zweite Spannung an die Behandlungsvorrichtung 18 angelegt wird. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S1301 negativ ist, da die PM-Menge die vorbestimmte Menge a nicht überschreitet, schreitet der Prozess zum Schritt S1305, bei dem das Anlegen der Spannung in der Behandlungsvorrichtung 18 nicht durchgeführt wird.
Nachdem in Schritt S1303 das Anlegen der Spannung in der Behandlungsvorrichtung 18 durchgeführt wurde, wird in Schritt S1307 das bewegliche Element 274 des Herausflussbeschränkungselementes 270 bewegt, um den Öffnungsabschnitt des Lochs 40a zu schließen. Außerdem wird in Schritt S1309 das Anlegen der Spannung in der Behandlungsvorrichtung 18 durchgeführt. Dadurch wird die Oxidationsbehandlung der PM ausgeführt. Zu dem Oxidationsbehandlungszeitpunkt der PM ist es, da der Öffnungsabschnitt des Loches 40a geschlossen ist, beispielsweise sogar dann, wenn die PM in dem Raum 40s herauffliegen, möglich zu verhindern, dass die PM durch die Löcher 40a in die Abgaspassage 14 fließen. Daher können die PM noch geeigneter behandelt werden.
Außerdem wird nach dem Prozess in Schritt S1309 (nach dem Ende des Anlegens der Spannung) in Schritt S1311 das bewegliche Element 274 des Herausflussbeschränkungselementes 270 bewegt, um den Öffnungsabschnitt des Lochs 40a zu öffnen. Dadurch endet diese Routine. Das Herausflussbeschränkungselement 270 befindet sich im Anfangszustand in einem Öffnungszustand eines Öffnens des Öffnungsabschnitts 40a.
Das bewegliche Element 274 des Herausflussbeschränkungselementes 270 kann eine andere Konfiguration aufweisen. Das Herausflussbeschränkungselement kann beispielsweise aus einem Bimetallelement 280 ausgebildet sein. In diesem Fall ist das Bimetallelement 280 vorzugsweise derart ausgelegt, dass es in jedem der Löcher 40a in dem Raumdefinierungselement 40 angeordnet ist und das Loch 40a zu dem Zeitpunkt des Stoppens des Verbrennungsmotors (das heißt, wenn eine Temperatur der Abgaspassage 14 niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist) schließt (siehe 14B) und das Loch 40a während der Verbrennungsmotorbetriebszeit (siehe 14A) öffnet. Dementsprechend werden in diesem Fall der Prozess zum Veranlassen des Hereinfließens der PM in den Raum 40s (Schritt S1303) und die Oxidationsbehandlung der PM (Schritt S1309) vorzugsweise zu einem Zeitpunkt eines Stoppens des Verbrennungsmotors (einschließlich einer Leerlaufzeit) ausgeführt. Alternativ kann ein Element, das ein Magnetmaterial enthält (in der Lage ist, eine magnetostriktive Wirkung zu erzeugen), in dem Umfang des Öffnungsabschnitts 40a des Herausflussbeschränkungselementes 270 angeordnet sein. Dieser magnetostriktive Effekt kann einen im Wesentlichen geschlossenen Zustand des Loches 40a (bei dem keine PM in den Raum 40s hereingelangen oder aus diesem herausgelangen können) und einen im Wesentlichen geöffneten Zustand des Lochs 40a (bei dem PM in den Raum 40s hereingelangen und aus diesem herausgelangen können) erzeugen.
Oben wurden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert, aber die vorliegende Erfindung kann weitere andere Ausführungsformen aufweisen. Es ist beispielsweise eine beliebige Kombination jeder Ausführungsform und jeder Konfiguration, die oben beschrieben wurden, möglich, wenn diese sich nicht widersprechen. Außerdem ist das obige Entladungselement 30 im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig, kann aber auch in einer ebenen Gestalt ausgebildet sein. Die erste Elektrode kann beispielsweise in dem Raum 40s angeordnet sein, die zweite Elektrode, die mit der ersten Elektrode gepaart ist, ist außerhalb des Raums 40s über den dielektrischen Körper in einer flachen Plattengestalt angeordnet, und das Anlegen der Spannung kann für die erste Elektrode und die zweite Elektrode durchgeführt werden. Auf diese Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung verschiedene Konfigurationen, die in der Lage sind, die PM durch die Entladungsaktion in dem Raum 40s zwischen dem Raumdefinierungselement 40 und der Außenhülle 12 zu behandeln. Man beachte, dass die Behandlungsvorrichtung 18 das Plasma in dem Raum 40s durch das Anlegen der Spannung aktiv erzeugen kann. In diesem Fall kann der im Wesentlichen gesamte Bereich des Raums 40s vorzugsweise durch die Aktion der Behandlungsvorrichtung 18 in einem Plasmazustand sein. Eine Elektrode als Entladungselektrode 20 ist beispielsweise in dem Raum 40s angeordnet, und ein Anlegen einer Spannung an diese Elektrode ermöglicht die Erzeugung eines Plasmas in dem Raum 40s zum Behandeln von PM. In diesem Fall ist es möglich, nicht nur die PM, die in dem Faserkörper 30f aufgefangen werden, sondern auch die PM, die in den Raum 40s eintreten und in den Raum 40s schweben, oder die PM, die aus dem Faserkörper 30f fließen und in den Raum 40s schweben, zu behandeln.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten sämtliche Modifikationen und Anwendungen, und deren Äquivalente, die in dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung, der durch die Ansprüche definiert wird, enthalten sind. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht auf begrenzende Weise interpretiert werden, und diese kann für beliebige andere Techniken innerhalb des Bereiches des Gegenstands der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-112916 [0002, 0002, 0002, 0002, 0003, 0061]

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung, die aufweist: eine Flusserzeugungsvorrichtung, die eine Entladungselektrode enthält, die innerhalb einer röhrenförmigen Außenhülle angeordnet ist, die eine Fließpassage ausbildet, in der Abgas, das Fremdteilchen enthält, fließt, und ausgelegt ist, einen Fluss der Fremdteilchen von der Seite der Entladungselektrode zu der Seite der Außenhülle mit Anlegen einer Spannung an die Entladungselektrode zu erzeugen; und eine Behandlungsvorrichtung, die ein Raumdefinierungselement, das zwischen der Entladungselektrode und der Außenhülle angeordnet ist, um einen Behandlungsraum zwischen der Außenhülle und dem Raumdefinierungselement zu definieren, und ausgelegt ist, ein Hereinfließen der Fremdteilchen in den Behandlungsraum zu ermöglichen, und eine Behandlungselektrode enthält, die in dem Behandlungsraum angeordnet ist, wobei ein Anlegen einer Spannung an die Behandlungselektrode beim Behandeln der Fremdteilchen durchgeführt wird.
Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Teil der Außenhülle und des Raumdefinierungselementes leitend ist, und die Flusserzeugungsvorrichtung ausgelegt ist, eine Potentialdifferenz zwischen der Entladungselektrode und mindestens einem aus der Außenhülle und dem Raumdefinierungselement durch das Anlegen der Spannung zu erzeugen.
Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Teil der Außenhülle leitend ist, und die Behandlungsvorrichtung ausgelegt ist, eine Potentialdifferenz zwischen der Behandlungselektrode und der Außenhülle durch das Anlegen der Spannung zu erzeugen.
Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Behandlungsvorrichtung das Anlegen der Spannung mit einer ersten Spannung beim Veranlassen des Hereinfließens der Fremdteilchen in den Behandlungsraum durchführt und das Anlegen der Spannung mit einer zweiten Spannung, die größer als die erste Spannung ist, beim Behandeln der Fremdteilchen durchführt.
Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Raumdefinierungselement angeordnet ist, eine Lücke zwischen der Außenhülle und dem Raumdefinierungselement an einem stromaufseitigen Ende in einer Fließrichtung des Abgases zu schließen und mehrere Löcher enthält, wobei jedes der Löcher die Fließpassage mit dem Behandlungsraum in Kommunikation bringt.
Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Raumdefinierungselement mehrere Löcher enthält, wobei jedes der Löcher die Fließpassage mit dem Behandlungsraum in Kommunikation bringt, wobei eine Öffnungsquerschnittsfläche des Loches näher bei der Entladungselektrode größer als eine Öffnungsquerschnittsfläche des Loches näher bei der Außenhülle ist.
Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die außerdem aufweist: eine Kühlvorrichtung, die ausgelegt ist, den Behandlungsraum zu kühlen.
Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Behandlungsvorrichtung außerdem ein Herausflussbeschränkungselement zum Beschränken eines Herausfließens der Fremdteilchen nach außerhalb des Behandlungsraumes beim Behandeln der Fremdteilchen enthält.
Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Raumdefinierungselement mehrere Löcher enthält, wobei jedes der Löcher die Fließpassage mit dem Behandlungsraum in Kommunikation bringt, und das Herausflussbeschränkungselement selektiv einen Öffnungszustand eines Öffnens der Löcher und einen Schließzustand eines Schließens der Löcher in dem Raumdefinierungselement aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Behandlungsvorrichtung durch das Anlegen der Spannung ein Plasma in dem Behandlungsraum erzeugen kann und ein näherungsweise gesamter Bereich des Behandlungsraums mit einer Aktion der Behandlungsvorrichtung in einem Plasmazustand sein kann.