JP2007507649A - 測定センサを有する被覆されたハニカム体 - Google Patents

Abstract

２つの前面（３，４）の間を流れる流体の流れのためのチャネル（２）と、少なくとも部分的にハニカム体（１）に延在する少なくとも１つの測定センサ（５，２１）とを有するハニカム体（１）が開示され、ハニカム体（１）の部分体積（６）は、第１の前面（３）および少なくとも１つの第１の測定センサ（５）の間に規定される。ハニカム体（１）は第１の部分体積（６）において酸素のための容量が少なくとも１つの他の部分体積（２２，２３）よりも小さい。さらに、このようなハニカム体（１）の、排気システム（３０）における場所を取らない配列が開示される。

Description

本発明は通路を有するハニカム体に関し、流体がその通路を流れることができ、通路は２つの終端面の間に延在して、ハニカム体は少なくとも１つの測定センサを有し、測定センサは少なくとも部分的にハニカム体に延在する。本発明はまた、この種のハニカム体を含む排気システムを提案する。

例えば、ＥＰ ０ ２４５ ７３７、ＥＰ ０ ４３０ ９４５、およびＧＢ １，４５２，９８２から公知である基本設計を有するハニカム体は、特に排気ガス処理の触媒支持体として、自動車産業においては多数の適用例に用いられている。自動車から環境に排出される排気ガスにおける汚染物質濃度の許容限度が法律により絶えず低下している事実に鑑み、排気ガス処理プロセスの制御を可能にする方法はますます重要になっている。このような制御のために必要であり、かつ例えば排気ガス中の排気ガス成分または汚染物質濃度を測定することを可能にする測定センサは、動作が制御された排気ガス処理システムの重要な一部である。したがって、例えばＤＥ ８８ １６ １５４ Ｕ１から公知であるような１つ以上の測定センサを収容することができ、それにより触媒処理を制御するためのデータを与えることができるハニカム体は、動作が制御された排気ガス処理システムの重要な要素である。

好適な測定センサは、例えば排気ガス成分を測定するために用いられる、ラムダセンサおよび炭化水素センサ（ＨＣセンサ）などのセンサであって、排気ガスの炭化水素内容物を測定する。さらに、窒素酸化物センサとして公知である、排気ガスの窒素酸化物のレベルを測定する酸化物センサを使用することも可能である。

この種の測定センサは、特にオンボード診断（ＯＢＤ）として知られるものと関連して用いられる。ＯＢＤの目的は、車両の排気ガスの重要な成分を連続的に監視することであり、各車両の寿命の間に排出が著しく増加すると即座に認識し、表示することが意図されている。これは排気ガスの排出が恒常的に低いことを確実にすることを目的とする。

触媒変換器の機能性を監視する場合、触媒変換器の上流および下流で排気ガス中の酸素濃度を測定することが好ましい。これを行うため、酸素分の測定用のラムダセンサは触媒変換器の上流および下流に位置決めされるのが慣例である。触媒変換器の上流に配置されるラムダセンサの助けによって、特に内燃機関に送られる空気／燃料混合体についての結論を導くことが可能である。触媒変換器の下流に接続されたセンサは排気ガス中の酸素濃度に基づいて、例えば比較値を生成し、その結果、触媒変換器の機能性に関して結論を導くことが可能である。排気ガスに含まれる汚染物質を変換するために少なくとも部分的に酸素が用いられ、したがって、触媒変換器の出口における酸素が低濃度であることは有効な変換を示す。

この種の測定センサに特有の課題は、測定センサが追加的な空間を占めることに加えて、さまざまな周囲条件に非常に敏感に反応することであり、それは排気システム内のある環境下でも起り得る。水または水蒸気、および厳しい環境において広がる高温状態に対する感度については特に指摘すべきであり、それは測定センサの望ましくない急速な老化を導き得る。しかしながらＯＢＤを考慮すると、排気ガス特性を制御し、および／または排気システムの構成要素を監視するためのセンサは、長期にわたって機能性を保つことが必
要である。

以上を基礎として、測定センサの排気システムへの配置に関する公知の技術的課題を解決することが本発明の目的である。特に、移動内燃機関の排気システムにおける測定センサの長期使用を確実にする、測定センサの配列の位置または形式を提示することを目的とする。目的は、できるだけ精密で正確な、かつ排気ガスの成分を制御するために使用可能な測定値結果が生成可能となることである。さらに、測定センサを有するハニカム体が特に場所をとらない機能的な配列で伴われる排気システムを提示することを目的とする。

これらの目的は、請求項１の特徴を有するハニカム体によって、および、請求項２０の特徴を有するこの種のハニカム体を含む排気システムによって達成される。さらなる有利な構成は、それぞれの従属の請求項に記載される。そこに開示される特徴は、技術的に適切なあらゆる方法において、特にそれが請求項において言及された方法とは別個の方法であっても、互いに組合され得ることに、ここで留意する必要がある。

本発明によるハニカム体は、通路を有し、流体がその通路を流れることができ、その通路は２つの終端面の間に延在して、さらに、少なくとも１つの測定センサを有し、測定センサは少なくとも部分的にハニカム体に延在する。ハニカム体の部分体積は、第１の終端面と少なくとも１つの第１の測定センサとの間に規定される。ハニカム体は、酸素を吸収するための容量がその第１の部分体積において少なくとも１つの他の部分体積より小さいことによって区別される。

ハニカム体は原則としてさまざまな材料、特にセラミックまたは金属材料から生成され得る。ハニカム体は、互いに隣接して配列され、実質的に互いに平行して延在する、多数の通路を含む物体として理解されるのが好ましい。通路という用語は、必ずしも連続する流路を意味するわけではなく、ハニカム体の中の他の形式の流路をも含む。最も重要な基準は、流体がハニカム体の終端面と接触すると多数の部分的な流体の流れに分割されることであり、これらの部分的な流体の流れは、少なくとも終端面の近くにおいて、特に最初の２ｍｍから３ｍｍまでは互いに離れて送られる。流体という用語は、このコンテキストにおいては好ましくはガス流、特に移動内燃機関（火花点火機関またはディーゼルエンジン等）からの排気ガス流であるが、原則としてはガス体および液体の物質の両方を含む。

少なくとも１つの測定センサは、移動内燃機関の排気ガス成分の制御または監視と関連して用いられる、いかなる公知の種類の測定センサであってもよい。これは特に、ラムダセンサ、ＨＣ測定センサ、温度センサ、窒素酸化物測定センサ等を含む。この少なくとも１つの測定センサはハニカム体に少なくとも部分的に延在し、換言すればこの少なくとも１つの測定センサはハニカム体の外側面に対して配置され、好ましくは径方向に内向きに延在する。実際に配列される状態の詳細な説明のためには以下の説明が参照される。

第１の部分体積は、移動内燃機関の排気システムにおけるハニカム体の使用のためにガス入口側となる第１の終端面と、少なくとも１つの測定センサとによって規定される。部分体積は特に、全ての通路とその壁とを含む。部分体積は、第１の終端面からハニカム体を通り、第１の終端面に対して平行に配列される、測定センサの第１の終端面に最も近い点を通って延在する断面まで延在する。したがって第１の部分体積は、第１の終端面と、上述の断面と、その間のハニカム体の外側面とによって描かれる。

本発明によれば、ハニカム体は、酸素を吸収するための容量がその第１の部分体積において少なくとも１つの他の部分体積より小さい。したがって、第１の測定センサがハニカム体の内部に配置されることがまず明らかになり、すなわち上流または下流に接続される
、測定センサの公知の原理から外れる。測定センサの統合は、後者が内燃機関の排気システムにおいて極端な熱的かつ動的な応力に直接にさらされないことを意味する。この方法で、特に早すぎる熱劣化および「水衝撃」として知られる危険性を減じることが可能である。なぜなら排気ガスは、まずハニカム体に接触し、その後になって初めて測定センサに接触するからである。ＯＢＤの一部としてのこの種の測定センサの使用を考慮すると、例えばラムダセンサなどの第１の測定センサが排気ガス流の組成物に接触することは特に重要であり、下にある空気燃料混合体に対して依然結論を導くことが可能である。したがって、部分体積においてはハニカム体が酸素を吸収するための容量が小さいことがここで提唱される。この結果、この第１の部分体積においては、排気ガス流に含まれる汚染物質を実質的に１００％変換するのに要する量としては不十分な酸素しか利用可能ではない。したがって、この第１の部分体積においては変換率は著しく低く、例えば８５％未満、特に７５％未満、さらに５０％未満でさえある。したがって、用いられる燃料／空気混合体に関する情報を与える排気ガスの特性値は、依然として第１の測定センサによって記録され得る。

ハニカム体の他の構成によれば、第１の部分体積の少なくとも一部は第１の被覆を有する。この種の被覆は、好ましくは通路壁に適用され、それ自体で酸素を吸収する能力を有する。被覆は、その被覆厚さ、被膜の種類、被覆面積、または他のパラメータについて、第１の部分体積の断面全体および長さ全体を通じて同一であってもよく、異なっていてもよい。いかなる被覆も有しない領域が部分体積の中に存在することもまた可能である。好適な被覆は、例えばウォッシュコートなど、触媒的に活性な材料のための支持層をも含む。

さらに第１の部分体積において、隣接する通過間の流体の流れの交換が確実にされることが提案される。換言すれば、ハニカム体の終端面の近くに形成される部分的な流体の流れは、第１の部分体積において、少なくとも部分的に互いに混合される。この目的のため、互いに隣接して配列される通路が、このような流体の流れの交換を可能にする手段を備えることが必要である。

このコンテキストにおいて、少なくとも第１の部分体積において、特に２ｍｍから１０ｍｍの範囲の平均径を有する開口部が通路壁に与えられることが好ましくは提案される。開口部は原則として、考えられるあらゆる形状、特に円形、多角形、楕円形または類似の穴、スロット、穿孔などを含み得る。この種の開口部がとり得る多様な形状からみて、平均径とは、最大外延と最小外延との間に位置する、開口部の対向する縁部の距離の平均値を意味するように理解される。このコンテキストにおいて、開口部は部分体積を通じて均一に形成される必要はなく、むしろ開口部が形状、サイズまたは第１の部分体積内での配置について多様であってもよいことに留意しなければならない。

隣接する通路間で流体の流れの交換を確実にするために、少なくとも第１の部分体積において、開口部がマイクロ構造を備えることがさらに提案され、マイクロ構造は、好ましくはハニカム体の軸に対して横向きの方向に流体を変更するために用いられる。マイクロ構造とは、特に、通路壁から始まって、通路の内部領域または隣接する通路壁に向かって延在する構造を意味するように理解される。これらのマイクロ構造の高さは好ましくは通路の高さより低い。好適なマイクロ構造は、スタッド、スタンプ構成、案内面、羽根、みぞ、バンプ等を含む。

この種のマイクロ構造が好ましくは用いられて隣接する通路における圧力差を生成し、それは１つの通路から隣接する通路まで流れる部分的な流体の流れを引き起こす。マイクロ構造の互いに対する適切な配列によって流体中の均一な混合が可能となり、その結果、例えば排気ガス流内でも個別に発生するような、特に濃度の高い領域などが回避される。
むしろ、実際上ハニカム体の断面全体にわたって、流体の汚染物質または成分の実質的に均一な濃度配布がもたらされる。この態様で混合された流体の流れが下流の測定センサと接触された場合、流体の流れの組成に関するより正確な報告をもたらすことが可能である。

他の構成によれば、ハニカム体の総体積中、３０％未満の範囲、特に１０％から２５％の範囲で第１の部分体積が形成される。この場合、ハニカム体の総体積は、２つの終端面および外側面によって規定され、通路およびその壁または被覆など両方を含むハニカム体の体積を意味するように理解される。ここで、ハニカム体が必ずしも円筒状の形状である必要はないことに注意するべきである。むしろ、楕円形、円錐形、多角形または類似の形状のハニカム体も公知である。ハニカム体がハウジングを有する場合、ハウジングはハニカム体の総体積の一部としては計算されない。

さらに、第１の部分体積が、第１の終端面から始まる、１０ｍｍから４０ｍｍの長さを有することが提案される。この長さは、一方で排気ガス流に含まれる水蒸気またはそこへ運ばれる水に対する充分な接触面積を与えると同時に、（特に開口部を与える場合）排気ガス流の十分な混合を実現する。この長さの詳細は、全体の長さが１００ｍｍ以上のハニカム体に優先的に関連する。

単一の測定センサが与えられることも好ましくは提案され、この測定センサがラムダセンサである。換言すれば、この場合結果的に、ラムダセンサとして設計される単一の測定センサのみを有するハニカム体となるが、それはまた同時にＯＢＤを実行するためにも用いられ得る。この単一ラムダセンサは、例えば未燃焼の炭化水素を検出することを可能にし、それは特に移動内燃機関が始動した後または再始動した後に生じる（「コールドスタート」として公知である）。

他の構成によれば、外側面から始まるハニカム体は、測定センサを収容するために軸方向に径方向に延在する凹部を有し、この凹部は好ましくは１５ｍｍから３５ｍｍの最大外延、および／または１５ｍｍから４０ｍｍの範囲の深さを有する。

「外側面」という用語は特に、２つの終端面の間に配列される、ハニカム体の外皮を意味するように理解される。ハニカム体の「軸」は特に中央軸に関連し、それは好ましくは２つの終端面の中央点を通って延在する。「凹部」またはその中央軸は、外側面から好ましくは軸に向って径方向に延在する。ここで、この凹部がハニカム体の軸に対して歪んでまたは斜めに配列されてもよいが、径方向への外延がここでは好ましい実施例を構成することに注意されるべきである。なぜならこのやり方で測定センサの比較的深い浸透が達成され得るからである
示される寸法は、測定センサがハニカム体の内部領域に十分奥まで延在するにもかかわらず、同時に、望ましくない大きな流れ抵抗を構成しないことを確実にするよう適合されなければならない。このコンテキストにおいて、「最大の外延」は実質的に凹部の断面に配列され、互いから最も離れて配列される凹部の対向する点の間の距離を示す。「深さ」は外側面から径方向に内向きに延在し、この方向の凹部の寸法を示す。ハニカム体のこの種の凹部の個数は、用いられる測定センサの個数を考慮して選択される。しかしながら、ある環境下では複数の測定センサが１つの凹部に配列されることも可能である。

さらに、凹部の形状が楕円の円筒状、四辺形、または軸方向に円錐状に狭くなっていることも提案される。複数の少なくとも部分的に構造化されたシートメタルフォイルを含むハニカム体にこの種の凹部を生成することに関する詳細については、ＷＯ ０２／０７５１２６の開示の内容が特に参照され、本説明の主題についてその全体がここに引用にて援用され、特に本発明のより詳細な説明のためにこの開示の内容全体が参照され得る。

加えて、隣接する流れの交換を許容しない、特に開口部を有しないリムによって凹部が少なくも部分的に囲まれ、このリムは好ましくは１ｍｍから５ｍｍの範囲の幅を有することが提案される。この種のリムを有する凹部の構成は、特に亀裂のある通路壁によって凹部の外部形状が区切られないことを意味する。これにより、通路壁の特に細かい部分領域が極端な環境条件に無条件にさらされることになり得る。圧力変動を確保するため、部分領域は分離されたり割れが形成されたりすることがあり得、それが次に通路壁を通じて拡大する。リムを与えることは、この種のハニカム体の長期的使用を確実にするために、安定的な通路外縁領域が凹部のすぐ近くに与えられることを意味する。

本発明はまた、第２の測定センサがあるハニカム体をも提案し、第２の測定センサは、第１の終端面の近くに配列されてラムダセンサとして設計される第１の測定センサ−と第２の終端面との間に配列され、第２の測定センサおよび第１の測定センサの間に第２の部分体積が形成され、第２の測定センサおよび第２の終端面の間に第３の部分体積が形成される。

この点で、ハニカム体は、少なくとも部分的に他の領域へ突出する２つの測定センサを有する。好ましくは断面平面にそれぞれ配列され、ハニカム体の少なくとも１つの終端面に平行な測定センサは、この場合ハニカム体の異なる部分体積を規定する。第１の測定センサは、流入してくる流体に関する情報を与えるようなある特徴的な変数を生成する機能を好ましくは有する。これは、第１の測定センサを用いて得られたデータに基づいて、組成、濃度差、温度などに関する知識を確定することが可能であることを意味する。
第２の測定センサは特に、度量衡手段によってハニカム体またはその被覆の機能性を記録するために用いられる。この場合、例として、第１の測定センサを用いて記録されたものと同じパラメータがここでも記録され、２つの記録されたパラメータが互いに比較される。したがって、この特性値の上昇または下降は、例えばハニカム体の触媒活動に関する結論を導くことを可能にする。しかしながら、２つの測定センサが流体または排気ガス流について異なるパラメータを観測することも可能である。

このコンテキストにおいて、第１の部分体積の第１の被覆と比較して酸素を吸収する能力が大きい被覆が、少なくとも部分的に第２の部分体積に与えられることが提案される。したがって第２の部分体積は好ましくはハニカム体の領域を形成し、そこで排気ガス流中の汚染物質について特に有効な変換が起こる。これは好ましくは９９％以上の効率性を達成する。第２の酸化可能な被覆は酸素吸収能力がより高いので、汚染物質がその反応相手と充分に接触することを確実にする。

さらに、第３の部分体積が少なくとも部分的に第３の被覆を有し、それは少なくとも第１の部分体積および／または第２の部分体積より触媒活性が小さいことが提案される。これは特に、この第３の部分体積に与えられる触媒的に活性な材料の量がより少ないことを意味するよう理解される。用いられるこの種の触媒は、特に、プラチナ、ロジウムまたは希土類（すなわち特に希土類の弱塩基性酸化物を含む）である。

ハニカム体の他の構成によれば、少なくとも第２の部分体積および／または第３の部分体積は、隣接する通路間の流体の流れの交換を確実にする。ある環境下では、第２の部分体積内の隣接する通路間ではいかなる流体の流れの交換も許容しないことが有利である。これは例えば、第１の測定センサおよび第２の測定センサがそれぞれの場合において互いに比較される測定値を生成することになっている場合である。第１の測定センサを通過して送られる同じ流体の流れが第２の測定センサをも通過することを確実にするために、部分的な流体の流れ間の混合は回避されるべきである。この種の比較が実行されない場合、第２の部分領域において、ある環境下では部分的な流体の流れの混合も有利である。

ハニカム体の改良例によれば、第２の測定センサは、第２の終端面から１０ｍｍから３０ｍｍの範囲の距離に位置決めされる。ここで記載される距離は、第２の終端面から始まることを保証されるべき一種の最小距離を構成し、それは自動車の排気列（Abgasstrang）においては通常ガス出口側を意味する。これは、第２の測定位置において限界値を超過するかまたはそれに届かなかったことが確実になった場合に、第３の部分体積が依然として利用可能であるという利点があり、第３の部分体積は、ハニカム体の機能性を回復するため、エンジン制御が燃料／空気混合体において変化を起こすまで、必要であれば汚染物質を変換し続ける。これはなかでも、一般にハニカム体の機能性が、異なる領域において時間遅延を伴って変化することに由来する。例えば排気ガスは常に１つの終端面から入るので、ハニカム体のこの領域は一般に最初に損なわれる。これは例えば、窒素酸化物を保存する能力、粒子または類似の成分を捉える能力に影響を及ぼし得る。次にこの「誤動作（Fehlverhalten）」は、最終的に第２の測定位置においてさえも変化が検出され得るまで、時間の経過とともに内側領域へ続く。したがって、第３の部分体積の最小距離またはサイズは、（例えば触媒支持体としての）ハニカム体の突発的故障の場合にさえ、法律によって規定される排出限度に依然適合することを確実にするための安全対策となる。

特に、第２の測定センサが流体の流れの窒素酸化物レベルを監視するためのセンサであれば有利である。動作において生じる窒素酸化物を一定期間貯蔵することができるＮＯ_Ｘ貯蔵部については、例えばディーゼル機関またはリーン・バーン・エンジンの排気システムにおいて与えられることがすでに公知である。この種のＮＯ_Ｘ貯蔵部は、その貯蔵容量が尽きる前に未燃焼の炭化水素が排気システムに送られることによって再生される。これらの炭化水素は、適切な場合、好適な触媒の助けを借りて、貯蔵された窒素酸化物によって反応し、一般に、二酸化炭素、窒素および水の生成物を形成する。過剰な炭化水素、または酸化窒素と反応しない炭化水素は、排気ガスに含まれる残留酸素を用いて排気システムまたはハニカム体において酸化され、そのため結果的に二酸化炭素および水のみとなり得る。

触媒変換は、ＮＯ_Ｘ貯蔵部自体の触媒的に活性な被覆、または下流の酸化触媒変換器において起こり得る。すでに上述したように、ハニカム体自体は異なる被覆、例えば高い酸素貯蔵容量を有する酸化被覆またはＮＯ_Ｘを貯蔵することができる被覆を有してもよい。特にＮＯ_Ｘの貯蔵能力を監視することにより、特に、ハニカム体の機能または運転温度における内燃機関の燃焼についての報告が作成され得る。

さらに本発明は、通路を区切る少なくとも部分的に構造化されたシートメタルフォイルを用いて形成されるハニカム体をも提案する。この場合、ハニカム体は、互いの上に積重ねられてともに巻きつけられた、滑らかな、および構造化されたシートメタルフォイルの両方を有することが好ましい。シートメタルフォイルの輪郭は、螺旋状の形状、Ｓ形または同様の絡み合った配列であってもよい。これらのハニカム体は、好ましくは２００ｃｐｓｉ（平方インチ毎のセル数）から１０００ｃｐｓｉ、特に４００ｃｐｓｉから８００ｃｐｓｉの範囲のセル密度を有する。この場合、シートメタルフォイル厚さは好ましくは１００μｍ未満、特に２０μｍから８０μｍの範囲である。温度耐性および腐食耐性があるアルミニウム／クロム合金がシートメタルフォイルの材料として好ましい。

ハニカム体の他の構成によれば、ハニカム体は、少なくとも１つの測定センサを気密になるよう固定するために用いられる少なくとも１つの切欠部を有するハウジングによって囲まれる。ハウジングはハニカム体の構造的一体性を実質的に確保する。通路壁またはシートメタルフォイルは好ましくはハウジングに対して解放不可能に接続される。これは、通路壁が、ハニカム体またはハウジングの損傷または破壊の結果としてのみ互いから再び分離され得ることを意味するように理解される。提案されるハウジングは、同様に金属の
管状ケーシングであり、その場合、通路壁は好ましくはハウジングに溶接されるかまたははんだ付けされる。この場合切欠部は実質的に凹部より上に位置決めされ、そのため、少なくとも１つの測定センサをそこを通って外部から通すことができる。切欠部が気密になるよう特別な封止手段が与えられ得る。追加的なハウジングまたはスリーブがハウジングに嵌合されるかまたは溶接されることもまた可能であって、同様に切欠部より上に位置合わせされる。

さらに本発明は、排気ガス後処理のための構成要素を位置決めするためのパイプ部分を含む排気システムを提案し、このシステムでは上述の説明に従った少なくとも１つのハニカム体が与えられる。この場合パイプ部分は、長手軸およびベース、長手軸と形成されたベースの最下点とに交差する第２軸、ならびに少なくとも１つの測定センサを有し、測定センサはベースの最下点の反対側に配される２７０度の角範囲に位置決めされる。

排気システムという用語は、移動内燃機関、すなわち自動車、自動二輪車、トラックまたは類似の車両の排気システムを意味するように特に理解される。通常、排気システムは内燃機関に接続され、生成された排気ガスがまず処理されてから外へ流出するための周囲への開口部を有する。適切な場合には、排気ガス後処理のための複数の異なる構成要素、例えばフィルタ要素、アブソーバ、加熱要素、粒子セパレータ、触媒変換器などが、好ましくは広く設計されたパイプ部分に配列される。適切な場合、この排気システムは、追加的なノズル、センサまたは還元剤もしくは酸化剤のためのフィードラインを備えてもよい。

ここで、パイプ部分の長手軸およびベースの最下点を参照して、少なくとも１つの測定センサの配列が記載される。本発明はここで特に広い角範囲、すなわち２７０度を提案する。従来は、この種の測定センサは、ベースの最下点の反対側の非常に限られた角範囲においてのみ配列されていた。これは特に、ベース近くのパイプ部分に形成され得る、少なくとも１つの測定センサを用いて得られる測定結果に悪影響を及ぼす凝縮水（Kondenswasser）を考慮して行われていた。しかしながら、凹部を構成し、開口部を与えることにより、液体が集積する危険性は著しく低下する。したがって、特に広い角範囲内で配列を変化させることが可能である。

このコンテキストにおいて、少なくとも１つの測定センサが、第２軸に直交し長手軸を通って延在する第３軸からベースの最下点に向って延びる４５度の角範囲に位置決めされることは、特に極めて有利である。これは特に、少なくとも１つの測定センサが、パイプ部分の長手軸を通る水平軸より下に配列されることを意味するように理解される。少なくとも１つの測定センサのこの配列に関するより詳細な説明は、図面を参照して与えられる。

ここで本発明は図面を参照してさらに詳細に説明され、それは特に好ましい実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されない。

図１は本発明によるハニカム体１の第１の実施例における断面の概略図を示し、ハニカム体１は、流体がその通路を流れることができる、２つの終端面３，４の間に延在する通路２を有する。ハニカム体１はハウジング２８を有し、２つの測定センサ５，２１は、切欠部２９を介してハウジングを通り、ハニカム体１の内部領域へ延在する。両方の測定センサ５，２１は、好ましくはエンジン制御または内燃機関（図示せず）と相互作用する測定データ記録手段３８に接続される。

ハニカム体１は総体積１３を有し、それは第１の部分体積６、中央に配列される第２の
部分体積２２、および第３の部分体積２３に分割される。部分体積６，２２，２３は、測定センサ５，２１および２つの終端面３，４の位置によって実質的に規定される。第１の部分体積６は、第１の終端面３からハニカム体１を通る断面平面まで延在する長さ１４を有し、それは第１の測定センサ５の位置によって実質的に規定される。第２の部分体積２２は第１の測定センサ５および第２の測定センサ２１の間に配列され、ここでもこれらの測定センサの位置によって規定される。第３の部分体積２３は第２の測定センサおよび第２の終端面４の位置によって規定され、距離２６を形成する。

ハニカム体１は、それぞれの場合において部分体積６，２２，２３について異なる被覆を有する。第１の部分体積６には酸素貯蔵容量（Sauerstoffspeicherfaehigkeit）が小さい第１の被覆７がある。第２の部分体積２２には、第１の部分体積６の被覆７より酸素貯蔵容量が大きい第２の被覆２４がある。第３の部分体積２３には、被覆２４と比較して触媒作用が小さいことによって区別される第３の被覆２５がある。

ハニカム体１は多数の通路２を有し、通路は実質的に互いに平行に配列され、この場合、ハニカム体１の内部を通ってハニカム体１の軸１２に平行に好ましくは続く。図示される実施例において、第１の部分体積６の通路２は、隣接する２つの通路間の流体の流れの交換を確実にするように形成される。この目的のため、開口部８およびマイクロ構造１１が通路壁９に与えられる。

図２はハニカム体１の他の実施例の概略的断面図を示し、ハニカム体１は滑らかな、および構造化されたシートメタルフォイル２７を用いて形成される。シートメタルフォイル２７は、２ｍｍから１０ｍｍの範囲の平均径１０を有する開口部８を備える。少なくとも部分的に構造化されたシートメタルフォイル２７は、順番に通路２を区切る。

ハニカム体１は外側面１５から始まり、測定センサ５を収容するために軸１２の方向に径方向に延在する凹部１６を有し、この凹部は最大外延１７および深さ１８を有する。測定センサ５は凹部１６の境界線から距離を保つように配列され、距離の範囲は好ましくは３ｍｍから２０ｍｍである。好ましくは１ｍｍから５ｍｍの幅２０を有するリム１９が凹部１６のまわりに与えられる。このリム１９内では隣接する流れのいかなる交換も可能ではない。なぜならこの部分またはリム１９では、シートメタルフォイル２７はいかなる開口部８および／またはマイクロ構造１１も有しないからである。

図３は、例えば自動車に与えられ得る、座面４０に固定された排気システム３０の配列を示す。排気システム３０は、ここで示されるハニカム体１について、排気ガス後処理のための構成要素を位置決めするためのパイプ部分を含む。パイプ部分３１は長手軸３２およびベース３３を有し、長手軸３２およびベース３３の最下点３４と交差する第２軸３５が形成される。測定センサ５は、ベース３３の最下点３４の反対側に配される２７０度の角範囲３６に位置決めされる。ここで示される実施例において、測定センサ５は、第２軸３５に直交し長手軸３２を通って延在する第３軸３７からベース３３の最下点３４に向かって延びる４５度の角範囲にさえ位置決めされる。測定センサ５を角範囲３６に配列することは、測定センサ５がベース３３の最下点３４の近くに集積する液体４１と接触しないことを意味する。しかしながら、同時に、パイプ部分３１が座面４０の近くに位置決めされることが可能である。なぜなら、最下点３４のちょうど反対側に存在する領域は、測定センサ５を位置決めするために必ずしも用いられなければならないわけではないからである。

第１の実施例のハニカム体を通る長手断面を概略的に示す図である。 ハニカム体の他の実施例の断面の詳細を概略的に示す図である。 ハニカム体の一実施例の排気システムの配列を概略的に示す図である。

符号の説明

１ ハニカム体、２ 通路、３ 第１の終端面、４ 第２の終端面、５ 第１の測定センサ、６ 第１の部分体積、７ 第１の被覆、８ 開口部、９ 通路壁、１０ 径、１１
マイクロ構造、１２ 軸、１３ 総体積、１４ 長さ、１５ 外側面、１６ 凹部、１７ 外延、１８ 深さ、１９ リム、２０ 幅、２１ 第２の測定センサ、２２ 第２の部分体積、２３ 第３の部分体積、２４ 第２の被覆、２５ 第３の被覆、２６ 距離、２７ シートメタルフォイル、２８ ハウジング、２９ 切欠部、３０ 排気システム、３１ パイプ部分、３２ 長手軸、３３ ベース、３４ 最下点、３５ 第２軸、３６ 角範囲、３７ 第３軸、３８ 測定データ記録手段、３９ 距離、４０ 座面、４１ 液体

Claims (21)

1. ハニカム体（１）であって、２つの終端面（３，４）の間に延在する、流体がそこを流れることができる通路（２）と、少なくとも部分的にハニカム体（１）に延在する少なくとも１つの測定センサ（５，２１）と、第１の終端面（３）および少なくとも１つの第１の測定センサ（５）の間に規定されるハニカム体（１）の部分体積（６）とを含み、ハニカム体（１）が第１の部分体積（６）において酸素を吸収する能力が少なくとも１つの他の部分体積（２２，２３）よりも小さいことに特徴付けられる、ハニカム体（１）。
2. 第１の部分体積（６）が少なくとも部分的に第１の被覆（７）を有することに特徴付けられる、請求項１に記載のハニカム体（１）。
3. 隣接する通路（２）間の流体の流れの交換が第１の部分体積（６）において確実にされることに特徴付けられる、請求項１または２に記載のハニカム体（１）。
4. 少なくとも第１の部分体積において、特に２ｍｍから１０ｍｍの範囲の平均径（１０）を有するを有する開口部（８）が通路壁（９）に与えられることに特徴付けられる、請求項３に記載のハニカム体（１）。
5. 少なくとも第１の部分体積（６）において開口部（２）が、好ましくはハニカム体（１）の軸（１２）に対して横向きの方向に流体を変更するために用いられるマイクロ構造（１１）を備えることに特徴付けられる、請求項３または４に記載のハニカム体（１）。
6. 第１の部分体積（６）は、ハニカム体の総体積（１３）の３０％未満、特に１０％から２５％の範囲であることに特徴付けられる、請求項１から５のいずれかに記載のハニカム体（１）。
7. 第１の部分体積（６）は、第１の終端面（３）から始まる、１０ｍｍから４０ｍｍの長さ（１４）を有することに特徴付けられる、請求項１から６のいずれかに記載のハニカム体（１）。
8. 単一の測定センサ（５）が与えられ、この測定センサはラムダセンサであることに特徴付けられる、請求項１から７のいずれかに記載のハニカム体（１）。
9. ハニカム体（１）は、測定センサ（５，２１）を収容するために、側面（１５）から始まって、軸（１２）の方向に径方向に延在する凹部（１６）を有し、この凹部は好ましくは１５ｍｍから３５ｍｍの範囲の最大外延（１７）および／または１５ｍｍから４０ｍｍの範囲の深さ（１８）を有することに特徴付けられる、請求項１から８のいずれかに記載のハニカム体（１）。
10. 凹部（１６）の形状は楕円の円筒状、四辺形、または軸（１２）方向に円錐形に狭くなることに特徴付けられる、請求項９に記載のハニカム体（１）。
11. 凹部（１６）が、隣接する流れの交換を許容しない、特にいかなる開口部（８）も有しないリム（１９）によって少なくとも部分的に囲まれ、このリム（１９）は好ましくは１ｍｍから５ｍｍまでの範囲の幅（２０）を有することに特徴付けられる、請求項９または１０に記載のハニカム体（１）。
12. 第１の終端面（３）の近くに配列されてラムダセンサとして設計される第１の測定センサ（５）と第２の終端面（４）との間に配列される第２の測定センサ（２１）があり、第
    ２の部分体積（２２）は第２の測定センサ（２１）および第１の測定センサ（５）の間に形成され、かつ第３の部分体積（２３）は第２の測定センサ（２１）および第２の終端面（４）の間に形成されることに特徴付けられる、請求項１から１１のいずれかに記載のハニカム体（１）。
13. 第１の部分体積（６）の第１の被覆（７）と比較して酸素を吸収する能力が増大した第２の被覆（２４）が、少なくとも部分的に、第２の部分体積（２２）に与えられることに特徴付けられる、請求項１２に記載のハニカム体（１）。
14. 第３の部分体積（２３）は、少なくとも第１の部分体積（６）および／または第２の部分体積（２２）より触媒活性が小さい第３の被覆（２５）を、少なくとも部分的に有することに特徴付けられる、請求項１２または１３に記載のハニカム体（１）。
15. 少なくとも第２の部分体積（２２）および／または第３の部分体積（２３）は、隣接する通路（２）の間の流体の流れの交換を確実にすることに特徴付けられる、請求項１２から１４のいずれかに記載のハニカム体（１）。
16. 第２の測定センサ（２１）は、第２の終端面（４）から、１０ｍｍから３０ｍｍの範囲の距離（２６）をおいて位置決めされることに特徴付けられる、請求項１２から１５のいずれかに記載のハニカム体（１）。
17. 第２の測定センサ（２１）は、流体の流れにおいて窒素酸化物レベルを監視するためのセンサであることに特徴付けられる、請求項１２から１６のいずれかに記載のハニカム体（１）。
18. ハニカム体は、通路（２）を区切る少なくとも部分的に構造化されたシートメタルフォイル（２７）を用いて形成されることに特徴付けられる、請求項１から１７のいずれかに記載のハニカム体（１）。
19. ハニカム体は、少なくとも１つの測定センサ（５，２１）が気密になるよう固定するために用いられる少なくとも１つの切欠部（２９）を有するハウジング（２８）によって囲まれることに特徴付けられる、請求項１から１８のいずれかに記載のハニカム体（１）。
20. 排気システム（３０）であって、排気ガス後処理のための構成要素を位置決めするためのパイプ部分（３１）を含み、システムには、請求項１から１９のいずれかに記載された少なくとも１つのハニカム体（１）が与えられ、パイプ部分（３１）は、長手軸（３２）およびベース（３３）と、長手軸（３２）および形成されたベース（３３）の最下点（３４）に交差する第２軸（３５）と、ベース（３３）の最下点（３４）の反対側に配される２７０度の角範囲（３６）に位置決めされる少なくとも１つの測定センサ（５，２１）を有することに特徴付けられる、排気システム（３０）。
21. 少なくとも１つの測定センサ（５，２１）が、第２軸（３５）に直交し長手軸（３２）を通って延在する第３軸（３７）からベース（３３）の最下点（３４）に向って延びる４５度の角範囲（３６）に位置決めされることに特徴付けられる、請求項２０に記載の排気システム（３０）。

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