JP2022502603A - 排ガスを処理するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、排ガスを処理するための装置（１）であって、装置（１）の外壁（２）によって取り囲まれた内室（３）内に配置されている複数の導体路（５）に、外壁（２）を貫通して電気的に接触接続するように構成されている、装置（１）に関する。内室（３）内に、外壁（２）を貫通して電気的に接触接続可能である１つまたは複数の電極（９，１０）が配置されており、電極（９，１０）のうちのそれぞれが、内室（３）内の導体路（５）のうちの２つ以上の導体路（５）に電気的に接続接触する。

Description

本発明は、排ガスを処理するための装置であって、装置の外壁によって取り囲まれた内室内に配置されている複数の導体路に外壁を貫通して電気的に接続接触するように構成されている、排ガスを処理するための装置に関する。

このような形式の装置は、基本的に公知であり、たとえば欧州特許出願公開第２１７５１１５号明細書から知られている。上掲の明細書において開示された排ガスを処理するための装置は、センサフィルムを有している。センサフィルムは、導体エレメントを備えて構成されている。装置のケーシングは、導体エレメントに接触接続するための開口を有している。複数の実施形態において、開口を複数の導体エレメントの接触接続のために使用することが規定されている。装置は、ケーシングの外面上に金属製のスリーブを有している。スリーブは、たとえば気密の溶接シームによって開口を取り囲んで配置されている。スリーブは、内部に絶縁体を内張りされていてよく、導体エレメントの接触接続のための電極を確実に収容することができる。したがって、特に、排ガスがスリーブを通って外部に到達しないことも保証されている。

先行技術からは、同様に電気的に加熱可能な触媒が知られている。触媒は、金属製の薄板層を有しており、金属薄板層は、電気的に絶縁されて支持基板に取り付けられている。

さらに、電気的に加熱可能な支持体基板が公知である。支持体基板は、装置の、内室内に配置されたハニカム体の端面に設けられた絶縁された加熱導体によって構成されている。

基板を加熱するための別の公知の可能性は、内側の触媒面の出来るだけ大きな部分に導体路を備えることであり、導体路は、装置の平滑層／波状層に被着される。導体路により、支持体体積のほぼ全体を電気的に加熱することができる。

従来の加熱可能な触媒において、幾つかの問題が観察される場合がある。たとえば、しばしば触媒面全体を加熱することができない。４８ボルトの用途にとって、しばしば、通常よりも高い抵抗が必要であり、この抵抗は、小さな基板サイズでは技術的にしばしば実施可能不可能である。なぜならば、基板の最小材料長さが存在していなければならないからである。

さらに、絶縁された加熱導体の導入時の問題がある。加熱導体は絶縁されているので、温度分布は比較的悪くなってしまう。加熱導体の領域において、さらに、閉じたセルが生じてしまうか、または背圧の高まりも発生してしまう。

最終的には、加熱時に比較的大きな触媒面も問題となる。装置の外壁を通じて加熱エレメントの各個別の導体路を導出することによる電気的な接触接続は、極めて手間がかかってしまう。さらに、熱機械的に安定的な支持体フィルムコーティングは、しばしば大きなプロセスの手間に結びついている。たとえば、流出する排ガスに関する装置の密閉性は、多数の個別の電気的な接触部の導出によって同様に損なわれてしまう。

本発明の課題は、先行技術に対して改善された、排ガスを処理するための装置を提供することである。特に、外壁を貫通した導体路への給電が簡略化されていることが望ましい。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の排ガスを処理するための装置であって、内室内に、外壁を貫通して電気的に接触接続可能である１つまたは複数の電極が配置されており、この電極のうちのそれぞれが、内室内の複数の導体路のうちの２つ以上の導体路に電気的に接触接続する、排ガスを処理するための装置によって解決される。

この解決手段は、同一の電極に内室内の複数の導体路が電気的に接触接続可能であるという利点を有している。つまり、各導体路のために、電気的に接触接続するための別個の電極を設けることは不要である。したがって、給電が簡略化される。さらに、コストを減らすことができる。なぜならば、電極の個数が減らされていてよいからである。内室内のスペース需要も、電極の個数が減らされていることによって小さくすることができるので、装置をよりコンパクトに構成することができる。同様に、複数の導体路を同一の電極に、ひいてはいわば装置内の同一の箇所に電気的に接続接触することができる場合に、装置の構造も簡略化することができる。

本発明の好適な実施形態は、従属請求項の部分である。

好適には、外壁は、内室内に配置されている複数の導体路に外壁を通じて電気的に接触接続するために、開口を有している。好適には、開口は、内室から外方に向かって突出している突起内に配置されていると有利であり、この突起は好適には外壁と一体的に形成されている。このことは、外壁と、この外壁とは別個の金属製スリーブとの間の、先行技術から公知の溶接シームを省略することができるという利点を有している。溶接シームは、たとえば、排ガスにとっての外部への潜在的な漏れ箇所を成してしまう。スリーブを代替する、一体的に形成された突起により、別個のスリーブ、ひいてはこの別個のスリーブと外壁との間の溶接シームが不要になる。これにより、さらに、構成部材、製造ステップ、ひいては製造コストも節減される。

突起が、外壁の型押し加工部（Sicke）として形成されていると好適である。型押し加工部は、特に外壁が円筒形に形成されている場合に、簡単な形式で外壁に加工することができる。好適には、型押し加工部は、開口を貫通した１つまたは複数の導体もしくは半導体との快適な接触接続を許容する幅および深さを有していてよい。開口は、好適には、型押し加工部の上面に配置されているが、開口は、別の実施形態では代替的に型押し加工部の側面に配置されていてよい。開口は、孔として構成されていてよい。好適には、開口は、複数の導体路のうちの１つまたは複数の導体路の正極と接触接続するために働く。しかし、幾つかの実施形態では、開口は、複数の導体路のうちの１つまたは複数の導体路の正極とも負極とも接触接続するためにも働く。好適には、型押し加工部は、両側壁に接続する外壁の区分に対して平行に延びている、側壁を結合するカバー壁を有している。側壁が、カバー壁に対してほぼ垂直方向に延びていると好適である。開口がカバー壁に構成されていると、特に好適である。

好適には、突起、好適には型押し加工部は、外壁と、内室内の導体路支持体との間で中空室を形成する。好適には、型押し加工部は、２つの平行な側壁を有している。導体路支持体は、好適にはフィルムである。中空室は、内室内に形成されており、好適には、型押し加工部の側壁およびカバー壁によって、かつ導体路支持体によって画成されている。このような中空室は、導体路との快適な電気的な接触接続のための構造空間を提供するために有利であってよい。

中空室内では、好適には、開口と導体路支持体との間に、１つまたは複数の導体路に接触接続するために、電極が配置されている。したがって、中空室により提供された構造空間を使用することができる。好適には、中空室内に、外壁を貫通して電気的に接触接続可能である１つまたは複数の電極が配置されており、これらの電極のうちのそれぞれが、内室内の導体路のうちの２つ以上の導体路に電気的に接触接続する。

複数の電極が設けられている場合、２つ以上の電極が、外壁の１つの同一の開口を貫通して電気的に接触接続可能であり、開口が外壁に、内室の、導体路が接触接続可能である領域にわたって半径方向で配置されていると好適である。これにより、開口の個数を減らすことができ、これは装置の密閉性と製造コストとに有利に作用し得る。しかし、複数の電極の電気的な接触接続のために、別の複数の実施形態では、各電極のために別個の１つの開口が設けられており、これにより、各電極は、その対応配置された開口を通して外壁を貫通して電気的に接触接続可能である。

電極は、好適には、１つまたは複数の導体路の端部に関連して、電極の横断面つまり材料厚さが適合されているように、設計されている。このことは、電極内で一定の電流密度を確保するために有利である。さもなければ、減少／増大した電流密度によって望ましくない冷たい箇所／熱い箇所が発生してしまう。材料厚さの必要となる変更は、それぞれの導体路の電力消費に依存する。つまり、好適には、電極の横断面は部分的に、その電極にそれぞれ接触接続された導体路の電力消費に依存して変化する。電極は、好適には、外壁の半径方向で、期待される電流に適合されている厚さを有している。好適には、電極は、最も厚い箇所では、最も薄い箇所よりも２倍よりも厚く、さらに好適には３倍よりも厚く、さらに好適には４倍よりも厚く、特に好適には５倍よりも厚い。したがって、最も厚い箇所では、最も薄い箇所よりも著しく大きな電流に対応することができ、この場合に著しい温度差が生じることはない。

好適には、電極はバスバーとして形成されている。バスバーは、好適には、複数の導体路と接触接続するために、好適には外壁の少なくとも１つの区分に沿って延びている。これにより、１つの単独の電極によって、多数の導体路と接触接続することができるので、各導体路のために別個の電極は必要とならない。好適な複数の実施形態では、電極が、ストリップ状のバスバーとして形成されている。好適には、バスバーは、突起、好適には型押し加工部の少なくとも１つの区分に沿って延びている。電極がバスバーとして形成されている場合、特に簡単な形式で、複数の導体路に電極を介して簡単に電気的に接触接続することができる。なぜならば、電極が、その延在方向に沿って、接触接続のための場所を十分に提供するからである。つまり、電極は、特に、複数の導体路が電極による接触接続のために設けられている場合に、バスバーとして構成されていてよい。バスバーは、好適には、外壁と同一の曲げ半径で湾曲しているので、ストリップは、外壁に内室内でほぼ一定の間隔で周方向に沿うために構成されている。好適には、開口の貫通面積は、内室に面している面積に関して、電極の面積サイズよりも大きく形成されている。特に、開口のサイズは外壁の周方向で、好適には電極がバスバーとして構成されている場合に、延在方向での電極の長さよりも大きくてよい。したがって、電極を、開口を通じて簡単に内室内に挿入することができる。

代替的な実施形態では、電極は、ケーブルアセンブリとして構成されている。ケーブルアセンブリは、外壁を貫通した電気的な接触接続のための入口側の導体と、内室内の複数の導体路との電気的な接触接続のための出口側の多数の導体とを有している。つまり、ケーブルアセンブリは、入口側の導体を複数の出口側の導体に分岐する。好適には、内室内で電気的に接触接続すべき導体路とまさに同じ個数の出口側の導体が存在している。

好適には、電極の長さは、特に外壁が円筒形に成形されている場合、外壁の半径方向の周長の半分以上である。好適には、電極の最小長さは、Ｌ_ｍｉｎ＝０．５^＊π^＊Ｄであり、ここでＤは円筒形の外壁の直径を表す。電極は、好適には、０〜３（Ω^＊ｍｍ^２）／ｍである固有の抵抗率ρを有する導電性の材料から形成されている。好適には、ρ≦１．５（Ω^＊ｍｍ^２）／ｍである。したがって、電極の特に良好な導電性を達成することができる。

電極が、１つまたは複数の電気的に絶縁性の支持体を介して外壁に取り付けられていると好適である。幾つかの実施形態では、電気的に絶縁性の支持体は、支持ピンとして構成されている。幾つかの実施形態では、電気的に絶縁性の支持体は、外壁に対する、特に電極と外壁との間の電気的に絶縁性のろう接結合部として構成されている。好適には、支持体は、支持ピンとして構成されている。電極の延在方向に沿って互いに同一の間隔で配置されている複数の支持ピンが設けられていてよく、特に２〜８本の支持ピン、好適には５本の支持ピンが設けられていてよい。支持ピンは、好適には、互いに電気的に絶縁された２つの部分ピンを有している。第１の部分ピンが、第２の部分ピン内に同軸的に固定的に収容されており、２つの部分ピンの間に電気的な絶縁のための絶縁材料が導入されていると、好適である。したがって、第１の部分ピンが外壁に取り付けられていて、第２の部分ピンが電極に取り付けられていてよく、または逆でもよい。したがって、電極と外壁との間の安定した機械的な結合が達成され、電極と外壁との間の望ましくない電気的な接触接続が防止される。代替的な実施形態では、電気的に絶縁性の支持体の１つまたは複数が、それぞれ支持ピンとして構成されているのではなく、外壁に対する、特に電極と外壁との間の電気的に絶縁されたろう接結合部として構成されている。幾つかの実施形態は、電気的に絶縁性の複数の支持体のうちの１つまたは複数の支持体が、支持ピンとして構成されていると同時に、別の電気的に絶縁性の１つまたは複数の支持体が、外壁に対する、特に電極と外壁との間の電気的に絶縁されたろう接結合部として構成されていることを規定している。

幾つかの実施形態では、電極上に導電性の複数の接触領域が相並んで提供されている。好適には、接触領域のうちのそれぞれ１つが、電気的に接触接続するための複数の導体路のうちのそれぞれ１つの導体路に対応配置されている。特に好適には、電極上の複数の接触領域の間に、それぞれ１つの絶縁領域が配置されている。このことは、電気的な接触接続を接触領域のみに限定し、内室内の導体路の接触面を、電極の接触領域に面状に当て付けて、または突き合わせて位置決めすることを可能にする。したがって、内室内の別のエレメントを、電極の絶縁領域に面状に当て付けるか、突き合わせることができ、この場合に装置の外部から電極によって電気的に接触接続することはない。このことは、装置のコンパクトな構造を可能にする。好適には、電極はバスバーとして構成されており、バスバーの延在方向に沿って、方形の接触領域と方形の絶縁領域とが交互に配置されている。接触接続すべき導体路とまさに同じ個数の接触領域を設けると、有意である。

複数の実施形態において公知の形式で、内室内に、巻成された波状層と交互に、巻成された平滑層が配置されている。好適には、複数の平滑層のうちの少なくとも１つの平滑層が導体路支持体である。特に好適には、複数の平滑層のうちの少なくとも２つの平滑層が導体路支持体であり、接触接続すべき導体路をそれぞれ支持している。導体路の所望の電気的な接触接続を達成し、特に波状層の望ましくない電気的な接触接続を回避するために、平滑層と波状層とは、平滑層の絶縁されていない接触面のみが電極の導電性の接触領域と接触するように、配置されていてよい。内室内の電気的に接触接続すべきではない全てのエレメントは、せいぜい電極の絶縁領域に接触するだけなので、望ましくない電気的な接触接続は回避される。

好適には、まさに１つの電気的な貫通案内部が開口を貫通し、電極に電気的に接続されている。電気的な貫通案内部は、好適には、開口を貫通して外壁の外側から電極に電気的に接触接続するために配置されている。つまり、まさに１つの電気的な貫通案内部が、電極を介して接触接続すべき全ての導体路に電気的に接続されている。したがって、唯一つの貫通案内部が電極を介して複数の導体路に電気的に接触接続するので、外壁の外側への接続の手間を減らすことができる。好適な電気的な貫通案内部は、ピン、特に円筒形のピンである。電気的な貫通案内部は、好適には、３〜１５ｍｍ、特に好適には８ｍｍの直径を有している。電気的な貫通案内部は、好適には、１０〜５００アンペア、好適には２００アンペアよりも大きな、かつ／または３５０アンペア以下の電流を、著しく加熱することなしに流すように、構成されている。電気的な貫通案内部は、好適には、貫通案内部導体と、貫通案内部スリーブと、貫通案内部導体から貫通案内部スリーブを電気的に絶縁する貫通案内部絶縁体とを備えている。貫通案内部絶縁体は、貫通案内部導体を半径方向で取り囲み、好適には０．５〜１．５ｍｍの厚さを有している。電気的な貫通案内部の直径は、好適には、開口の直径にほぼ一致するので、電気的な貫通案内部は開口内にぴったりと挿入されている。

幾つかの実施形態では、まさに２つの電気的な貫通案内部が開口を貫通していて、貫通案内部のうちの一方の貫通案内部は、電極と接触接続する電気的な貫通案内部であり、他方の貫通案内部は、別の電極と接触接続する別の電気的な貫通案内部である。電極は、好適には、導体路の正極に電気的に接触接続する。好適には、別の電極は、導体路の負極に電気的に接触接続する。

複数の電極、特に電極および別の電極を有している幾つかの実施形態では、各電極の接触接続のために、それぞれまさに１つの電気的な貫通案内部が外壁を貫通して、外壁を貫通してそれぞれの対応配置された電極と電気的に接触接続するために、それぞれ対応配置された電極に電気的に接続されていることが規定されている。したがって、電気的な接触接続のために、電極毎にまさに１つの電気的な貫通案内部があれば十分であるので、外壁を貫通する電気的な貫通案内部の個数が減らされていてよい。

好適には、突起が、特に外壁と導体路支持体との間、特に好適には中空室内に層スタックを収容している。層スタックには、好適には電極が配置されている。好適には、電気的な貫通案内部が、電極と電気的に接触接続するために、所定の侵入深さで層スタック内に侵入する。

外壁に隣接して、層スタックの構成部分として、好適には、電気絶縁性の絶縁層が、特に中空室内に設けられている。絶縁層は、ＣＶＤ／ＰＶＤコーティング、エアロゾル堆積物、フレーム溶射からなる群のうちの１つ、または他の適切なコーティング法によって被着されていてよい。絶縁層は、適切な絶縁抵抗を形成するために、期待される接触接続すべき最大の電圧に適合されている厚さを有している。絶縁層に隣接して、好適にはメタライジング層が、特に薄膜の蒸着によって被着されている。メタライジング層に隣接して、好適には第１のろう材層が設けられている。第１のろう材層に隣接して、好適には電極が設けられている。複数の実施形態では、電極は、スクリーン印刷等によって被着されている。電極に隣接して、好適には第２のろう材層が、特に各接触領域に隣接して設けられている。第２のろう材層は、好適には、電気的に接触接続すべき導体路にさらに隣接しており、導体路は、導体路支持体上に設けられていてよい。特に好適な１つの実施形態では、層スタックは、外壁から導体路支持部に向かう順序で、絶縁層、メタライジング層、第１のろう材層、電極および第２のろう材層から形成されている。

好適には、電極が、第１のろう材層を介してメタライジング層に、かつ／または第２のろう材層を介して導体路に、好適には硬ろう付けによって、特にはんだ材によって、より好適にはニッケルベース、鉄ベース、銀ベース、または白金ベース等のろう材によって、材料結合式に結合されている。

好適には、層スタックは、電気的な貫通案内部のために、侵入深さに至るまで、層スタック内に部分的に延びる切欠きを備えているので、第１のろう材層に電気的に接触接続された電極に電気的に接触接続するために、電気的な貫通案内部が第１のろう材層に電気的に接触接続する。つまり、好適な複数の実施形態では、切欠きは、絶縁層およびメタライジング層を貫通する。つまり、絶縁層およびメタライジング層は、好適には、電気的な貫通案内部を半径方向で取り囲む一方で、電気的な貫通案内部は、好適には、電気的な貫通案内部の一方の端部で第１のろう材層に軸方向で当て付けられる。この端部とは反対側の、外壁から突出している別の端部で、電源への接続部、たとえばケーブルや端子が、電気的な貫通案内部に提供されていてよい。

好適には、装置は、開口を貫通して内室内の導体路の第１の極に電気的に接触接続するために構成されている。好適には、装置は、内室内の導体路の第２の極に電気的に接触接続するために、別の開口を備えた別の突起を外壁に有している。別の開口は、好適には、特に外壁と一体的に形成されている、半径方向で外方に向かって突出する別の突起内に配置されている。別の突起は、別の型押し加工部として形成されていてよく、上述した型押し加工部の複数の実施形態のうちのいずれかの実施形態に従って形成されてもよい。第１の極は、好適には導体路の第１の極であり、特に、好適な導体路支持体である平滑層上に配置されている。第２の極は、好適には、導体路の第２の極であり、この導体路は、特に、平滑層上に配置されている。第１の極は、好適には正極である。第２の極は、好適には負極である。第２の極には、代替的には、装置外装部とも呼ばれる外壁を介して電気的に接触接続することができる。この場合、好適には、負極に接触接続するための平滑層の走出部に、硬ろう付けのためのろう材が備えられており、このろう材は、導体路と外壁とを材料結合式に互いに結合するために適している。したがって、外壁と導体路の負極との固定的な接触が確保されていてよい。幾つかの実施形態は、電極が第１の極に接触接続することを規定している。幾つかの実施形態は、電極の実施形態のように形成されてもよい別の電極が、第２の極に接触接続することを規定している。

特に好適には、装置は、内室内に電極と別の電極とを有していて、外壁を貫通して電極に電気的に接触接続するように構成されており、これにより導体路のうちの２つ以上の導体路のそれぞれ１つの第１の極に電気的に接続接触することができるようになっており、かつ外壁を貫通して別の電極に電気的に接触接続するように構成されており、これにより導体路のうちの２つ以上の導体路のそれぞれ１つの第２の極に電気的に接続接触することができるようになっている。好適には、電極が突起内に収容されており、別の電極は、別の突起内に収容されている。幾つかの実施形態では、電極および別の電極が、１つの共通の突起内に収容されており、かつ／または、外壁の同一の開口を通じて電気的に接触接続されている。好適には、正の電気的な貫通案内部が電極に電気的に接触接続している。好適には、負の電気的な貫通案内部が、別の電極に電気的に接触接続している。

好適には、電極と別の電極とは、内室内で互いに対して平行に配置されていて、外壁に対してほぼ一定の間隔で延びている。したがって、第１の極と第２の極とにはそれぞれ、極めてコンパクトに直接に隣り合って電気的に接触接続することができる。

好適には、装置が、内室内に複数の導体路支持体のうちの１つまたは複数の導体路支持体を有しており、これらの導体路支持体が、複数の導体路のうちのそれぞれ１つの導体路を支持している。好適には、複数の導体路のうちのそれぞれ１つの導体路が、それぞれの導体路支持体の表面に配置されており、表面および導体路上には、好適には電気的に絶縁性の絶縁コーティングが形成されている。この絶縁コーティングは、導体路の接触面において、導体路の電気的な接触接続のために中断されており、これにより、導体路に外壁を貫通して電気的に接触接続することができる。絶縁コーティングが、導体路支持体の表面と、導体路との間にも延びており、これにより導体路支持体を導体路に対して電気的に絶縁することができると、好適である。

好適には、複数の導体路のうちの少なくとも１つの導体路が、内室内に配置された加熱装置を運転するために構成されている。好適には、加熱装置は、特に平滑層上に配置されている導体路である。好適には、平滑層上の導体路は、電気的に絶縁性の絶縁コーティングでコーティングされており、絶縁コーティングには、電極による導体路の電気的な接触接続が行われる、導体路の接触面を露出させるために、切欠きが設けられている。導体路の各接触面、特に導体路の各極のために、好適には別個の切欠きが設けられている。切欠きは、好適には、平滑層の端部に隣接して配置されている。なぜならば、通常、これらの端部は、組み付けられた状態では電極に当て付けられる平滑層の走出部を形成するからである。加熱装置としての導体路は、好適には、導体路支持体上をメアンダ状に、またはジグザグ状に延びている。好適には、絶縁コーティングの端部と導体路支持体、特に平滑層のフィルムの端部との間には、さらに導体路も有しておらず、絶縁のためにも役立つ間隔が設けられている。特にフィルムの端面側に設けられた間隔の領域は、通常、組み付けられた状態では、装置の外壁に内側から当て付けられるように配置されている。したがって、導体路支持体と電極、あるいは外壁の内面との電気的な短絡を阻止することができる。

好適な複数の実施形態では、装置が、触媒であり、特に面状に加熱可能である触媒である。これらの実施形態では、しばしば、好適には導体路支持体、特に平滑層上の導体路として構成されている多数の加熱装置は、装置の外側から外壁を貫通して電気的に接触接続される必要がある。したがって、本発明は、特に密閉が改善されているかまたは簡略化されているので、有利に作用することができる。

好適には、複数の導体路支持体、特に複数のフィルム、特に複数の平滑層および／または複数の波状層が、内室内で層積層体を形成する。好適には、導体路支持体は、巻成された配置で内室内に配置されている。好適には、平滑層と波状層とは交互に配置されており、それぞれの隣接する平滑層と波状層とは互いに接触している。好適には、層積層体は既知のＳ字形に巻成され、層積層体は、層積層体の巻取り軸線の延在方向が外壁の軸方向の拡がりの延在方向に一致するように、内室内に収容されている。複数の実施形態では、層積層体は傾斜していてもよく、これにより、端面から見たときに平行四辺形を形成する。すなわち、層積層体の重ねられた層の巻かれていない、つまり平坦な形状で、複数の層は、互いに対して平行にずらされており、これにより、複数の平滑層および／または波状層のエッジによって形成されている端面の表面が平行四辺形の形をとる。したがって、傾斜角度に応じて、巻成された形の層走出部の長さを短縮することができる。このことは、特に、電極がバスバーとして形成されている場合に、導体路の接触面積と電極の所属する接触領域とを小さく維持するか、または電極を短縮することを可能にする。好適な傾斜角度は、１５°よりも大きく、さらに好適には３０°よりも大きい。好ましい傾斜角度は９０°よりも小さく、さらに好適には８０°よりも小さい。傾斜角度は、特に好適には４０°〜８０°である。特に好適な傾斜角度は、５０°および７５°であってよい。層走出部は、好適には、円筒形の外壁の半径方向の円周に関して、１８０°よりも小さな、さらに好適には１６０°よりも小さな、さらに好適には１２０°よりも小さな、さらに好適には１００°よりも小さな、特に好適には９０°よりも小さな長さを有している。例示的に好適である層走出部は、円筒形の外壁の半径方向の円周に関して、１５０°〜１４０°、特に約１４１°、または１１０°から１００°、特に約１０６°の長さを有している。

好適には、絶縁層、絶縁領域および絶縁コーティングの１つまたは複数は、高温耐性、好適には１０００℃までの高温に耐性のある電気的に絶縁性の材料から形成されている。材料は、好適には酸化物組成を有しており、特に好適にはアルミナ、チタニア、ジルコニア等である。特に好適な材料は、好適には＜１％の空隙率、さらに好適には＜０．１％の空隙率、特に好適には０％の空隙率を有している。材料は、好適には、１００ｎｍ〜１０μｍの厚さで設けられている。好適には、絶縁層、絶縁領域および絶縁コーティングのうちの１つまたは複数の厚さは、１００ｎｍ〜１０μｍである。絶縁層、絶縁領域および絶縁コーティングは、互いに比較して全てがそれぞれ同一の厚さおよび空隙率を有する同一の材料で形成されている必要はなく、それぞれの所望の電気的な絶縁効果が達成される限り、絶縁層、絶縁領域および絶縁コーティングのそれぞれの中で互いに異なる材料が組み合わせられていてもよいと理解される。

本発明による装置は、好適には、以下のステップによって製造される。まず、好適には、外壁に開口が導体路支持体の層走出部にわたって加工される。開口の寸法を適切に選択することができるようにするために、層走出部の長さが予め規定されていると有利である。次いで、導体路を備えられた対応する母材が押し込まれる。したがって、好適には電極に絶縁領域が備えられ、絶縁コーティングが層上に設けられ、好適には、層の端面が、特にセラミックス絶縁体によって絶縁される。好適には、次いで正極と接続接触するための電極が、電気的に絶縁されて外壁に、特に支持ピンを介して取り付けられる。次いで、負極が直接に外壁を介して、または別の電極を介して接触接続されると好適である。電極も別の電極も少なくとも部分的に外壁の突起、特に型押し加工部内に配置されていてよい。次いで、装置は、好適には外壁を取り囲むシール壁によって気密に密閉される。シール壁は、好適には電極および別の電極への貫通案内部のための気密に密閉された貫通部を備えている。最終的に、電気的な貫通案内部は、外壁を貫通して、好適にはシール壁を貫通して電極、および存在している場合には別の電極に結合される。

以下に、本発明の例示的な実施形態を添付の概略的な図面に基づき説明するが、本発明はこの例示的な実施形態に限定されない。

第１の実施形態の排ガスを処理するための装置の側面を概略的に示す斜視図である。 装置の第２の実施形態による電極を例示的に示す平面図である。 図１に示した第１の実施形態による装置の導体路支持体上の導体路を示す平面図である。 第１の実施形態による装置の軸方向の視線方向に沿った横断面図である。 第３の実施形態による装置の軸方向の視線方向に沿った横断面図である。

添付された図面に関連する実施形態の以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲では、読みやすさを改善するために参照符号が採用されている。参照符号は、限定する作用を有していない。さらに、明細書の一般的な部分および以下の詳細な説明において挙げられる全ての特徴は、明示された例示的な実施形態間で互いに組み合わせることができ、これにより、組み合わせられた特徴が相互に技術的に排除されないか、またはその組み合わせが明示的に排除されない限り、本発明による新しい実施例を形成することができる。

図１は、第１の実施形態の排ガスを処理するための装置１の側面図を概略的に示す斜視図である。装置１は、概して触媒である。装置は、外壁２を有している。外壁２は、内室３を取り囲んでいる。装置は、内室３内にさらに３つの導体路支持体４を有している。これらの導体路支持体４は、それぞれ１つの導体路５を支持している。したがって、内室３内には、複数の、ここでは例示的に３つの導体路５が配置されている。導体路支持体４はフィルムであり、この場合、装置１の平滑層である。２つの導体路支持体４の間には、導体５を支持していないそれぞれ１つの波状層６が配置されている。導体路支持体４および波状層６は、Ｓ字形に巻かれた層積層体を形成する。装置の導体路支持体４および波状層６は、さらに以下の図３〜図５においてより良好に確認可能である。さらに、導体路支持体４は、図３に基づき以下でより詳細に説明される。３つの導体路５のそれぞれは、それぞれ１つの第１の接触面７と、第２の接触面８とを有している。図面を簡略にするために、導体路支持体４のうちの１つ、導体路５のうちの１つ、波状層６のうちの１つ、第１の接触面７のうちの１つ、第２の接触面８のうちの１つのみに参照符号を付してある。しかし、図１におけるこれらのエレメントの周期的な繰り替えしは、明らかである。

装置１は、導体路５に外壁２を貫通して電気的に接触接続するために構成されている。このために、図１に示されているように、内室３内には、外壁２を貫通して電気的に接触接続可能である複数の電極９，１０、この実施例では、１つの電極９および１つの別の電極１０が配置されており、これらの電極のうちのそれぞれが、複数の導体路５のうちの３つ全ての導体路５に内室３内で電気的に接触接続する。つまり、電極９，１０のうちのそれぞれを介して、複数の導体路５が電気的に接触接続される。電極９，１０は、３つの導体路５に接触接続するために、それぞれバスバーとして形成されている。両方の電極９，１０は、外壁２の１つの同一の開口１１を貫通して電気的に接触接続可能である。開口１１は、半径方向で外壁２に配置されている。開口１１は、内室３の、導体路５が導体路５の第１の接触面７および第２の接触面８を介して接触接続可能である領域にわたって配置されている。第１の接触面７は、各導体路５において、第１の極である一方で、第２の接触面８は、各導体路５において、第２の極である。したがって、装置１は、外壁２を貫通して電極９に電気的に接続接触するために構成されており、これにより、３つの導体路５のそれぞれ１つの第１の極に電気的に接触接続することができ、かつ装置１は、外壁２を貫通して別の電極１０に接続接触するために構成されており、これにより３つの導体路５のそれぞれ１つの第２の極に電気的に接触接続することができる。

各電極９，１０の接触接続のために、それぞれまさに１つの電気的な貫通案内部１２ａ，ｂが外壁を貫通し、それぞれ対応配置された電極９，１０に接続されており、これにより対応配置された電極９，１０に外壁を貫通して電気的に接続することができる。図１に示した第１の実施例の電気的な２つの貫通案内部１２ａ，ｂは、両方とも同一の開口１１を通って延びていて、これにより、両電極９，１０のうちのそれぞれ対応配置された電極に電気的に接触接続することができる。図面の関係で図示されていないが、外壁２は、シール壁によっても取り囲まれており、シール壁は、内壁３への開口１１を有する外壁２を環境に対して密閉している。この閉じられたシール壁内で、電気的な貫通案内部１２ａ，ｂのための気密に密閉された貫通案内部孔が設けられている。したがって、開口１１は、特に製造時またはメンテナンス時に内室３への特に容易なアクセスを可能にし、それにもかかわらず装置１の良好な密閉性が達成されるような大きさを有していてよい。

複数の電極９，１０のうちのそれぞれは、図１に示したように、電気的に絶縁性である複数の支持体１３を介して外壁２に取り付けられている。本実施例では、支持体１３は、それぞれ５本の支持ピンである。支持ピンは、外壁２と、両電極９，１０のうちのそれぞれ１つの電極に材料結合式に機械的に結合されている。支持体１３は、外壁２をそれぞれの電極９，１０から電気的に絶縁するために構成されている。この目的のために、各支持ピンは、互いに対して電気的に絶縁された２つの部分ピン１４ａ，ｂを有している。第１の部分ピン１４ａは、第２の部分ピン１４ｂ内に同軸的に固定的に収容されている。第１の部分ピン１４ａと第２の部分ピン１４ｂとの間には、絶縁材料（図示せず）が電気的な絶縁のために導入されているので、第１の部分ピン１４ａは、第２の部分ピン１４ｂから電気的に絶縁されている。第１の部分ピン１４ａは、金属から製造されており、電極９の、内室３とは反対に向いた面に溶接されている。第２の部分ピン１４ｂは、金属から製造されていて、外壁２の内面に溶接されている。したがって、支持ピンを介した機械的な結合にもかかわらず、電極９は、この電極９が取り付けられている外壁２から電気的に絶縁されている。電極９および別の電極１０は、内室２内で互いに対して平行に配置されている。

図２は、装置１の第２の実施形態による電極９を例示的に平面図で示している。この平面図は、電極９の、内室３に面している面を示している。電極９はバスバーとして形成されており、本実施例ではストリップ形のバスバーとして形成されている。電極９上には、複数の接触領域１５が提供されている。電極９上には、複数の絶縁領域１６が提供されている。絶縁領域１６の間には、接触領域１５が配置されているので、電極９に沿ってそれぞれ１つの接触領域１５と１つの絶縁領域１６とが交互になっている。本実施形態では、例示的に１０個の接触領域１５が提供されているので、内室３内に配置されている１０個の導体路５に電極９によって接触接続することができる。しかし、より多くの導体路５またはより少ない導体路５が電気的に接触接続されなければならない場合、対応してより多くの接触領域１５またはより少ない接触領域１５が提供されていてよい。好適には、各導体路５に、まさに１つの接触領域１５が対応配置されており、電極９上に提供されている接触領域１５の個数は、電気的に接触接続すべき導体路５の個数と一致している。つまり、図１の第１の実施例による電極９および別の電極１０では、それぞれ３つの接触領域１５が提供されており、これにより３つの導体路５に電気的に接触接続することができる。簡略化の理由から、図２では単に１つの接触領域１５およびこの接触領域１５に隣接する単に１つの絶縁領域１６のみに参照符号が備えられている。

図３は、図１に示した第１の実施形態による装置１の導体路支持体４上の導体路５を平面図で示している。より詳細には、図３は、装置１に設置されている複数の導体路支持体４のうちの１つの導体路支持体４を示している。導体路支持体４は、触媒の複数の平滑層のうちの１つの平滑層を形成する。導体路支持体４上には、表面上に導体路５が配置されている。導体路５は、導体路支持体４上にメアンダ状に延びている。電気的に絶縁性の絶縁コーティング１７が、導体路５上かつ表面上に被着されている。絶縁コーティング１７は、導体路支持体４と導体路５との間に延びており、これにより導体路５を導体路支持体４に対して電気的に絶縁することができる。絶縁コーティング１７は、導体路支持体４の大部分を覆っている。絶縁コーティング１７の縁部と、導体路支持体４の縁部との間に間隔１８が空けられている。この間隔１８内には、絶縁コーティング１７も導体路５もない。したがって、間隔１８は、たとえばこの間隔１８が、装置１内に導体路支持体４が組み付けられた状態でたとえば電極９に突き合わせられるか、または内部から外壁２に突き合わせられる場合に、付加的な電気的な絶縁部として働く。

導体路５の正極を形成する、導体路５の第１の端部領域には、第１の接触面７が形成されている。電気的に絶縁性の絶縁コーティング１７は、導体路５の第１の接触面上で導体路５の電気的な接触接続のために中断されており、これにより導体路５に外壁２を貫通して電気的に接触接続することができる。つまり、第１の接触面７は、導体路４の第１の接触面７を露出する第１の切欠きが絶縁コーティング１７に形成されていることによって、形成されている。導体路５の負極を形成する、導体路５の第２の端部領域には、第２の接触面８が形成されている。電気的に絶縁性の絶縁コーティング１７は、導体路５の第２の接触面８上で導体路５の電気的な接触接続のために中断されており、これにより導体路５に外壁２を貫通して電気的に接触接続することができる。つまり、第２の接触面８は、第２の端部領域を露出する第２の切欠きが絶縁コーティング１７に形成されていることによって、形成されている。これにより、導体路５の電気的な接触接続を、導体路５の両端部領域においてのみ行うことができることが確実になっている。したがって、電極９の複数の接触領域１５のうちの１つの接触領域１５は、第１の接触面７に電気的に接触するために配置されており、これにより、導体路５に外壁２の開口１１を通じて、電極９に対応配置された電気的な貫通案内部１２ａを介して電気的に接続することができる。さらに、別の電極１０の複数の接触領域のうちの１つの接触領域は、第２の接触面８に電気的に接触するために配置されており、これにより導体路５に外壁２の開口１１を通じて、別の電極１０に対応配置された電気的な貫通案内部１２ｂを介して電気的に接続することができる。つまり、装置１は、開口１１を貫通して内室３内の各導体路５の第１の極および各導体路５の第２の極に電気的に接触接続するために構成されている。１つの電気的な貫通案内部１２ａは、正の電気的な貫通案内部であり、別の電気的な貫通案内部１２ｂは、負の電気的な貫通案内部である。

図３に示した導体路５は、内室２内に配置された加熱装置を運転するために構成されている。より詳細には、導体路５は、本実施形態では加熱装置であり、電気的な抵抗を有している。この抵抗は、第１の極と第２の極との間で導体路５に電流が流れた場合に導体路支持体４を加熱する。つまり、平滑層が、面状に加熱される。したがって、装置１は、面状に加熱可能な触媒である。

図４は、第１の実施形態による装置１の軸方向の視線方向に沿った横断面図を示している。より詳細には、図４は、導体路支持体４と、波状層６とから成る層積層体を明瞭に層積層体の巻取り軸線に沿って示している。図１に明示した装置のためには、図４に示したＳ字形の巻成体が使用される。層積層体の巻取り軸線の延在方向は、外壁２の軸方向の拡がりの延在方向に一致する。層積層体は傾斜しているので、巻成されていない平坦な状態では、端面から見て、平行四辺形が形成される。つまり、層は、互いに対してずらされて配置されている。ずれの度合いは、層走出部の長さを決定する。ここでは、たとえば、巻成されていない層積層体において測定可能である傾斜角度が７５°であり、層走出部の長さは１２０．６ｍｍであるか、または外壁２の半径方向の周方向角度として表現すると１０６．３°である。したがって、導体路９のそれぞれ第１の接触面１７と、電極１１の所属する接触領域１８とを小さく維持することができるか、または電極１１の長さも短く維持することができる。

図５は、第３の実施形態による装置１の軸方向の視線方向に沿った横断面図を示している。導体路支持体４と波状層６とから成る層積層体が示されており、層積層体は、層積層体の巻取り軸線に沿って明示された、代替的な傾斜角度を有している。本発明の示されていない幾つかの実施形態のためには、図５によるＳ字形の巻成体が使用される。この巻成体は、電極９、別の電極１０および層走出部の長さに依存する別のエレメントとを適合させながら、図４に示した巻成体を簡単に代替する。示された層積層体の巻取り軸線の延在方向は、外壁２の軸方向の拡がりの延在方向に同様に一致する。層積層体は、同様に傾斜しているので、巻成されていない平坦な状態では、端面側から見て平行四辺形が形成される。つまり層は、やはり互いに対してずらされて配置されている。しかし、本実施形態では、たとえば巻成されていない層積層体において測定可能である傾斜角度は５０°であり、層走出部の長さは１６０．７ｍｍであるか、または外壁２の半径方向の周方向角度として表現すると１４１．６°である。したがって、層走出部は、比較的大きな区間にわたって延びていてよく、このことは、用途に応じて有利であり得る。別の傾斜角度も可能であり、それぞれの使用事例に応じて有利である。

つまり、本発明は、たとえば加熱フィルムのような、触媒内に導入された面状の加熱エレメントと簡単に接触接続することを可能にする。特に、電気的に絶縁されて支持体基板に配置されている金属製の薄板層を含む、従来の電気的に加熱可能な触媒と、図示されていない実施形態において、示された導体路５と比較可能な形式で接触接続することができる。したがって、正極および負極の接触接続を同一の半径方向位置において達成することができる。つまり、導体路５の全ての接触面７，８の接触接続は、中心で、導体路５の正極のためには電極９によって、負極のためには別の電極１０によって行うことができる。これに基づいて、特に導体路５によって面状に加熱可能な触媒の、電気的な貫通案内部１２ａ，ｂによる導体路５の簡単かつ中心的な電気的な接続が行われる。改善されたアクセス性およびより小さな所要構造空間が生じる。

Claims (10)

1. 排ガスを処理するための装置（１）であって、該装置（１）の外壁（２）によって取り囲まれた内室（３）内に配置されている複数の導体路（５）に、前記外壁（２）を貫通して電気的に接触接続するように構成されている、装置（１）において、
   前記内室（３）内に、前記外壁（２）を貫通して電気的に接触接続可能である１つまたは複数の電極（９，１０）が配置されており、該電極（９，１０）のうちのそれぞれが、前記内室（３）内の前記導体路（５）のうちの２つ以上の前記導体路（５）に電気的に接続接触することを特徴とする、排ガスを処理するための装置（１）。
2. 前記電極（９，１０）のうちの少なくとも１つの電極が、前記導体路（５）のうちの複数の導体路に接触接続するために、バスバーとして形成されている、請求項１記載の装置（１）。
3. 前記電極（９，１０）のうちの少なくとも１つの電極が、電気的に絶縁性の１つまたは複数の支持体（１３）を介して前記外壁（２）に取り付けられている、請求項１または２記載の装置（１）。
4. 前記電極（９，１０）のうちの２つ以上の電極が、前記外壁（２）の１つの同一の開口（１１）を貫通して電気的に接触接続可能であり、前記開口（１１）が、前記外壁（２）に、前記内室（３）の、前記導体路（５）が接触接続可能である領域にわたって半径方向で配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置（１）。
5. 各電極（９，１０）に接触接続するために、それぞれまさに１つの電気的な貫通案内部（１２ａ，ｂ）が前記外壁（２）を貫通していて、それぞれ対応配置された前記電極（９，１０）に電気的に接続されており、これにより、それぞれ対応配置された電極（９，１０）に前記外壁（２）を貫通して電気的に接触接続することができる、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置（１）。
6. 前記装置（１）は、前記内室（３）内に１つの電極（９）および１つの別の電極（１０）を有しており、前記外壁（２）を貫通して前記電極（９）に電気的に接触接続し、これにより前記導体路（５）のうちの２つ以上の導体路のそれぞれ１つの第１の極に電気的に接触接続することができるように、構成されており、かつ、前記外壁（２）を貫通して前記別の電極（１０）に電気的に接触接続し、これにより、前記導体路（５）のうちの２つ以上の導体路の１つのそれぞれ１つの第２の極に電気的に接触接続することができるように、構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置（１）。
7. 前記電極（９）と前記別の電極（１０）とが、前記内室（３）内で互いに対して平行に配置されている、請求項６記載の装置（１）。
8. 前記装置（１）は、前記内室（３）内に、１つまたは複数の導体路支持体（４）を有しており、該導体路支持体（４）は、前記導体路（５）のうちのそれぞれ１つの導体路を支持している、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置（１）。
9. 前記導体路（５）のうちのそれぞれ１つが、それぞれの導体路支持体（４）の表面上に配置されており、前記表面および前記導体路（５）上に、電気的に絶縁性の絶縁コーティング（２０）が形成されており、該絶縁コーティング（２０）は、前記導体路（５）の接触面（７，８）上で前記導体路（５）の電気的な接触接続のために中断されており、これにより、前記導体路（５）に前記外壁（２）を貫通して電気的に接触接続することができる、請求項８記載の装置（１）。
10. 前記導体路（５）のうちの少なくとも１つの導体路が、前記内室（３）内に配置された加熱装置を運転するために構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置（１）。

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