JP4405927B2 - 流体の処理方法およびハニカム体 - Google Patents

Description

本発明は、流体の処理方法、特に内燃機関の排気ガスの処理方法および特に内燃機関の排気ガスを処理するためのハニカム体に関する。

近年において世界的に、自動車の排気ガス内の有害物質の厳守すべき限界値に対する規制がますます厳しくなっている。その規制の厳守は実際に自動車の内燃機関の排気ガスの処理によってしかできない。そのために、触媒担体としてハニカム体を採用することが実証されている。ハニカム体は流体が貫流できるか少なくとも通過できる多数の空洞を有し、それらの貫流可能な空洞は流路を形成している。これらの空洞の表面には特に、排気ガスの望ましくない成分をかなり低い反応温度で反応させる貴金属触媒が設けられている。

一般に、２種類のハニカム体、すなわち一方ではセラミックモノリシックハニカム体、他方では金属ハニカム体が知られており、それらの多くの構造形状が知られている。

金属ハニカム体は特に２つの代表的な構造形状に区別される。独国特許出願公開第２９０２７７９号明細書に代表例が示されている古くからの構造形状はスパイラル構造形状であり、主に平形薄板と波形薄板が互いに重ね合わされ、スパイラル状に巻回されている。他の構造形状の場合、ハニカム体は交互に配置された複数の平形薄板と波形薄板あるいは種々の波形薄板とから構成され、それらの薄板がまず１つあるいは互いに絡み合わされる複数のスタック（積層体）を形成する。すべての薄板の先端が外側に位置し、ハウジングあるいは外被管に結合され、これによって、ハニカム体の耐久性を高める多くの結合部が生ずる。その形状の代表例は、欧州特許第０２４５７３７号明細書あるいは国際公開第９０／０３２２０号パンフレットに記載されている。また、流れに影響を与えるためおよび／または個々の流路間の交差混合を達成するために、薄板に補助的な構造物を設けることも古くから知られている。そのような構成の代表例は、国際公開第９１／０１１７８号パンフレット、国際公開第９１／０１８０７号パンフレットおよび国際公開第９０／０８２４９号パンフレットに記載されている。さらに、場合によっては流れに影響を与える他の補助的な構造物も備えた円錐形状ハニカム体も存在している。そのようなハニカム体は例えば国際公開第９７／４９９０５号パンフレットに記載されている。また、ハニカム体に特にラムダセンサを収容するためのセンサ用空所を設けることも知られている。その例は独国実用新案第８８１６１５４号明細書に記載されている。

さらに、排気ガス内の有害成分、例えば窒素酸化物（ＮＯｘ）を減少させるために、蓄積手段を形成することが知られている。例えば国際公開第９９／２０８７６号パンフレットにおいて、ディーゼルエンジンあるいは希薄混合気エンジンの排気装置に、運転中に発生された窒素酸化物を或る時間に亘って蓄積するＮＯｘ蓄積器を設けることが知られている。そのようなＮＯｘ蓄積器は、その蓄積容量が使い尽くされる前に、未燃炭化水素が排気装置に供給されることによって再生される。炭化水素は、場合によっては適当な触媒に支援されて、蓄積された窒素酸化物と反応し、二酸化炭素、窒素および水しか生成しない。場合によって余分に供給された炭化水素あるいは窒素酸化物と反応しなかった炭化水素は、排気装置において排気ガス内に存在する残留酸素で酸化され、同様に二酸化炭素および水しか生成しない。触媒変換はＮＯｘ蓄積器自体の触媒活性層であるいは後置接続された酸化触媒コンバータで行われる。また欧州特許第０９７４００２号明細書において、ＮＯｘ蓄積器の再生時にＮＯｘ蓄積器内の温度センサを介して、例えば運転性能、運転状態および／またはＮＯｘ蓄積器の蓄積容量を推論することが知られている。

蓄積特性を有する従来公知のハニカム体の場合、蓄積すべき成分が蓄積器を通り抜けるのを防止する手段、即ち、例えば蓄積時間が長過ぎる際に蓄積すべき成分がハニカム体から流出することを防止する手段は存在していない。

本発明の課題は、蓄積すべき成分の通り抜けを高い確実さで防止できる、流体を処理するためのハニカム体並びにそれに利用される方法を提供することにある。

ハニカム体に関する課題は、本発明によれば、入口面と、出口面と、入口面と出口面との間における流体が貫流できるハニカム構造物とを備え、このハニカム構造物が流体内の少なくとも１つの成分に対する蓄積手段と流体内のその成分の濃度に対する測定センサとを有しているハニカム体において、測定センサがハニカム構造物内に出口面から最小距離を隔てて配置され、その最小距離は、測定センサが流体内の成分の設定最高濃度の存在に応答した際、ハニカム構造物の横断面のいずれの個所での該最高濃度が出口面に到達することなしに、蓄積手段の再生処置が有効となるまで、測定センサと出口面との間の蓄積容積がその成分をさらに蓄積するのに十分であるように設定されていることによって解決される。
方法に関する課題は、本発明によれば、入口面と、出口面と、入口面と出口面との間における流体が貫流できるハニカム構造物とを備え、このハニカム構造物が流体内の少なくとも１つの成分に対する蓄積手段を有しているハニカム体内での流体の処理方法において、流体内の蓄積すべき成分の濃度が、ハニカム構造物内で出口面から最小距離を隔てて検出され、その最小距離は、成分の設定最高濃度の超過時に、ハニカム構造物の横断面のいずれの個所での該最高濃度が出口面に到達することなしに、蓄積手段の再生処置が有効となるまで、ハニカム構造物内において蓄積すべき成分の濃度を検出する位置と出口面との間の蓄積容積がその成分をさらに蓄積するのに十分であるように設定されていることによって解決される。
本発明の有利な実施態様はそれぞれ従属請求項に記載されている。

本発明に基づくハニカム体は、入口面と、出口面と、入口面と出口面との間における流体が貫流できるハニカム構造物を有している。そのハニカム構造物は流体内の少なくとも１つの成分に対する蓄積手段と流体内のその成分の濃度に対する測定センサとを有している。測定センサはハニカム構造物内に出口面から最小距離を隔てて配置されている。そのようなハニカム体は特に内燃機関の排気ガスの処理に用いられる。

本発明に基づくハニカム体を特に内燃機関の排気装置における排気処理の最終要素として利用するとき、本発明に基づくハニカム体は大きな利点を生ずる。というのは、そのような場合において蓄積すべき成分の通り抜けは、蓄積すべき成分を大気に直接放出させてしまうからである。これは、大きく環境汚染するほかに、場合によっては法的に設定された限界値を厳守できなくする。

窒素酸化物（ＮＯｘ）がハニカム体内に蓄積されると特に有利である。ハニカム構造物の内部への測定センサの配置は、測定センサが蓄積すべき成分の或る濃度を測定するとき、その濃度がまだハニカム構造物の内部に存在し、測定センサが流れ方向においてハニカム体の後方に形成されている場合のようにハニカム構造物の後方には存在しない、という利点を有する。

ハニカム体の有利な実施態様によれば、最小距離は、測定センサが流体内の成分の設定最高濃度の存在に応答した際、その最高濃度がハニカム構造物のどの個所でも出口面に到達していないように設定されている。

ハニカム体内にはハニカム構造物の横断面に亘って流体の異なった流速領域が形成されているので、例えばハニカム構造物の縁部で流体内の成分の濃度を検出し、それからハニカム体内つまりハニカム構造物の内部における公知の流れ状態に基づいて、その最高濃度が既に最高流速領域の中にどの程度前進しているかを推論することが有利にできる。そのようにして、蓄積すべき成分がハニカム体を通り抜けるのを有利に防止することができる。

例えば、ハニカム体の半径方向外側に位置する通路が半径方向中央の流路より遅い速度で貫流されるようにすることができる。これは、ハニカム体の半径方向内側領域において単位時間当たり大きな流体流量を生じさせ、これによって、ハニカム体の中央通路における蓄積手段が、ハニカム体の縁部における蓄積手段よりも速く充填される。これらの蓄積手段は例えば、蓄積すべき粒子が物理的吸着あるいは化学的吸着によって結合される吸収層にある。いま流体内の蓄積すべき成分の濃度が検出され、その濃度が設定最高濃度に一致すると、これによって、測定センサが設置されている半径方向領域における蓄積容量が測定センサまで使い尽くされたことが決定される。公知の流れ状態から、濃度前面（フロント）の前進を検出することができる。これは例えば内燃機関のエンジン制御装置における計算によって行われる。

ハニカム体の他の有利な実施態様によれば、最小距離は、測定センサが流体内の成分の設定最高濃度の存在に応答した際、その最高濃度がハニカム構造物のどの個所でも出口面に到達することなしに、蓄積手段の再生処置が有効となるまで、測定センサと出口面との間の蓄積容積がその成分をさらに蓄積するのに十分であるように設定されている。

最小距離を、測定センサの応答直後に蓄積手段を再生するための予め定められた処置が行われる必要がないように設定すると特に有利である。さもなければ、自動車にそのようなハニカム体を採用した際、再生処置が目下の走行状況の枠内で例えばオーバーホール過程において自動車の使用者にとって低い安全性でしか実施できないとはいえ、その再生処置が行われねばならない。これに対して最小距離が、測定センサの下流に形成され未だ充填されていない残存蓄積器が或る時間の間バッファとなるように設定されていると、使用者に対して安全性も快適性も犠牲にする必要のない再生処置開始時点を選択することが有利に可能になる。

蓄積器の或る大きさを計算し、その蓄積器を規則的な時間間隔で再生する公知の方式に比べて、本発明に基づくハニカム体によれば、蓄積器をできるだけ小さくしかし蓄積すべき成分の通り抜けを防止するために必要な大きさに形成することが有利に可能になる。全体として、これは小形蓄積器つまり小形ハニカム体を生じさせ、これによって部品の製造費を減少させる。他方では、予め定められた蓄積容積において不要な頻繁な再生が回避される。

ハニカム体の他の有利な実施態様によれば、ハニカム体は流体の少なくとも１つの別の特性量を検出するための補助手段を有している。この関係において、補助手段が流体内の残留酸素含有量を検出するために、ないしは流体の温度を検出するために形成されていると特に有利である。

そのような補助手段で得られたデータは、例えば本発明に基づくハニカム体の蓄積手段の再生を制御する際並びに例えば内燃機関における排気装置の別の部品を制御する際に利用される。そのようにして得られたデータはエンジン制御装置の枠内でエンジンを制御するために利用される。流体の温度検出手段を設置することは、例えば再生処置の枠内においてハニカム体の温度上昇が予期されるときに特に有利である。ハニカム体の温度上昇はハニカム体を貫流する流体を加熱させるおよびその逆のことが行なわれる。従って、流体温度の検出によって特にハニカム体の温度が推論される。場合によっては、実施されている再生処置は設定最高温度の到達時に終了される。

これは特に、再生の枠内で脱硫も行われるときに有利である。燃料内の硫黄分によって、燃焼時に硫酸塩が形成される。窒素酸化物が蓄積されると、硫酸塩が窒素酸化物の蓄積にとって必要である蓄積容量を閉塞する。硫酸塩が蓄積手段を閉塞したとき、蓄積手段の再生のために、窒素酸化物に対する再生温度よりかなり高い温度が必要とされる。即ち、再生過程が本発明に基づくハニカム体の脱硫に対しても利用されるようにしようとすると、かなり高い温度が覚悟されねばならない。しかしその脱硫時におけるハニカム体の熱的損傷を防止するために、再生処置は設定最高温度に到達したときに終了される。

ハニカム体の他の有利な実施態様によれば、ハニカム体は窒素酸化物（ＮＯｘ）を蓄積するための蓄積手段を有している。多くの国々において、放出された排気ガス内の窒素酸化物分量は法的に規制されている。従って、内燃機関の排気装置内の窒素酸化物を蓄積するための蓄積手段を備えた本発明に基づくハニカム体は、排気ガス内の窒素酸化物を効果的に減少させ、法的に定められた限界値を確実に厳守することができる。

窒素酸化物を蓄積する際、未燃炭化水素の噴射は、蓄積された窒素酸化物を燃焼させ、これによって蓄積器を再生させる。この再生反応の反応生成物は二酸化炭素、窒素および水である。内燃機関の排気装置に採用する場合、未燃炭化水素の噴射が有利に行われる。

本発明における別の課題の観点において、入口面と、出口面と、入口面と出口面との間における流体が貫流できるハニカム構造物とを備え、このハニカム構造物が流体内の少なくとも１つの成分に対する蓄積手段を有しているハニカム体内での流体の処理方法、特に内燃機関の排気ガスの処理方法を提案する。流体内の蓄積すべき成分の濃度は、ハニカム構造物内で出口面から最小距離を隔てて検出される。

本発明に基づく方法の有利な実施態様によれば、最小距離は、流体内の成分の設定最高濃度の超過時に、その最高濃度がハニカム構造物のどの個所でも出口面に到達していないように設定されている。これは、排気ガス内の蓄積すべき成分がハニカム体を通り抜けるのを防止することを有利に可能にする。

本発明に基づく方法の他の有利な実施態様によれば、最小距離は、成分の設定最高濃度の超過時に、その最高濃度がハニカム構造物のどの個所でも出口面に到達することなしに、蓄積手段の再生処置が有効となるまで、ハニカム構造物内において蓄積すべき成分の濃度を検出する位置と出口面との間の蓄積容積がその成分をさらに蓄積するのに十分であるように設定されている。

従って、最高濃度の相応の設定によって有利に、成分の一般的な通り抜けを防止することができるだけでなく、むしろ、或る時間の間まだ残存する蓄積容積内に成分の蓄積を可能にし、その場合、蓄積手段を再生するための再生処置の即刻開始を不要にする。これは蓄積手段の状況に適合した再生を有利に可能にする。

本発明に基づく方法の他の有利な実施態様によれば、流体の少なくとも１つの別の特性量が補助的に検出される。この関係において、流体の酸素濃度および／または温度を検出すると特に有利である。

そのようにして、ハニカム体の再生挙動の制御を、内燃機関における排気装置の他の部品の制御および／または内燃機関自体の制御に結合することが有利にできる。

本発明に基づく方法の他の有利な実施態様によれば、蓄積すべき成分が設定最高濃度に到達するや否や、蓄積手段の再生処置が実施される。これは蓄積手段の非常に速やかな再生を可能にする。

本発明に基づく方法の他の有利な実施態様によれば、遅くとも設定最高濃度に到達後に設定時間が経過するや否や、蓄積手段の再生処置が実施される。

これは、残存する蓄積容積をバッファとして利用することを有利に可能にする。これによって、自動車の使用者の快適性も安全性も害さない時点で再生処置を実施することが可能になる。さらに、必ず再生処置が実施されるまでの最長時間を設定することができる。これによって、流体内の蓄積すべき成分がハニカム体を通り抜けることが防止される。最長時間の設定は、流体内の蓄積すべき成分の濃度を検出する位置と出口面との間の蓄積容積を考慮して有利に行われる。

本発明に基づく方法の他の有利な実施態様によれば、窒素酸化物（ＮＯｘ）が蓄積される。

特に窒素酸化物に対する蓄積手段を備えたハニカム体が自動車の排気ガス処理の最終要素として利用されるとき、窒素酸化物がそのハニカム体を決して通り抜けず、大気に直接放出されることがないので、有利である。

本発明に基づく方法の他の有利な実施態様によれば、蓄積手段の再生処置として、ハニカム構造物内に未燃炭化水素が注入される。これはＮＯｘ蓄積手段を備えたハニカム体においてＮＯｘの燃焼を生じさせる。反応時に二酸化炭素、窒素および水が生成する。

本発明に基づく方法の他の有利な実施態様によれば、排気ガス温度が設定最高温度を超過したとき、蓄積手段の再生処置が終了される。これは、再生処置がハニカム体の熱的損傷を生じないように早期に終了されるので、ハニカム体の損傷を有利に防止することを可能にする。

本発明に基づくハニカム体について述べた全ての利点および実施態様は本発明の方法に同じように有利に適用される。

以下において本発明の他の利点および実施例を図を参照して詳細に説明するが、本発明は図示された実施例に限定されない。
図１は本発明に基づくハニカム体の概略構成図、
図２は本発明に基づくハニカム体の正面図、
図３は排気装置と本発明に基づくハニカム体とを備えた内燃機関を示す。

図1には、入口面３と出口面４とを有するハニカム構造物２を備えた本発明に基づくハニカム体１が概略的に示されている。内燃機関の排気装置に組み込んだ際、ガス流５が入口面３を通してハニカム構造物２内に流入し、そこから出口面４を通して出る。そのためにハニカム構造物２は、流体が入口面３から出口面４に流れ得る多数の通路を有している。ハニカム構造物２の内側表面は被覆され、その被覆は内燃機関の排気ガスの一部を変換するために用いる貴金属触媒を含んでいる。またハニカム構造物２は例えば窒素酸化物（ＮＯｘ）のような少なくとも１つの成分に対する蓄積手段を有している。この蓄積手段はハニカム構造物２の内側表面を覆う吸収層の形に形成されている。

ハニカム構造物２は多数の通流可能な空洞あるいは通路を有し、セラミックモノリシックハニカム構造物としてあるいは金属ハニカム構造物として構成されている。図２に金属ハニカム体１の例が正面図で示されている。ここに示された実施例は、３つの薄板スタック（積層体）の巻き込みによって作られている。各スタックは構造化された薄板８とほぼ平形の薄板９とを交互に重ね合わせて形成され、両薄板８、９はハニカム構造物２の少なくとも軸方向部分領域および／または半径方向部分領域において、例えばろう付けあるいは溶接のような適当な接合法によって互いに結合されている。両薄板８、９間の隙間は通路１１を形成している。構造化された薄板８の構造は分かり易くするためにハニカム構造物の正面図に一部拡大して示されている。ハニカム構造物２は外被管１０内に固定され、そのようにしてハニカム体１を形成している。

薄板８、９は厚さ８０μｍ以下、好適に４０μｍ以下、特に好ましくは２０μｍ以下の薄い鋼板である。しかし構造化された薄板８および／またはほぼ平形の薄板９を少なくとも部分的に流体が貫流できる材料で形成することも全く同様に良好に可能である。これによって、ガス流が構造化された薄板８あるいはほぼ平形の薄板９を通して部分的に通過できる開放形粒子フィルタを構成することができる。薄板にガス流に渦流を生じさせる構造物が形成され、それによる圧力差によってガス流が壁を通過することによって、薄板を通過するガス流の分量が高められる。ガス流の壁通過時に、除去すべき粒子が壁に付着する。

粒子フィルタは、この粒子フィルタが基本的に粒子を完全に通過させ、詳しくは、本来ろ過除去すべき粒子より相当大きな粒子も通過させるとき、開放形と呼ばれる。これによって、そのようなフィルタは運転中にたとえ粒子が凝集しても閉塞されない。粒子フィルタの開放度の適当な測定方法は、例えば、どんな直径の球状粒子までそのフィルタを流動できるかを検査することにある。この用途の場合、特に直径が０．１ｍｍであるかそれより大きい球体がなお通過できるとき、好適には、０．２ｍｍより大きな直径の球体が通過できるとき、フィルタは開いている。

また、構造化された薄板８あるいはほぼ平形の薄板９の少なくとも一部に、構造化された薄板８の構造の繰返し長さよりかなり大きな寸法を有する孔を設けることもできる。これは特に良好な混合作用を生じさせ、排気ガスの一様な変換を生じさせる。

図１に示されているように、本発明に基づくハニカム体１はさらに測定センサ６を有している。この測定センサ６はハニカム構造物２内に出口面４から最小距離７を隔てて配置されている。測定センサ６は排気ガス内の蓄積手段に蓄積すべき成分に感応する。その成分がＮＯｘであるとき、ハニカム構造物２の蓄積手段がガス流５に関して上流側にまだ塞がれていない十分大きな蓄積容積を有している限り、測定センサ６は排気ガス内のＮＯｘ濃度を検出しないか、僅かなＮＯｘ濃度しか検出しない。

最小距離７は、測定センサが排気ガス内の成分の設定最高濃度を記録したとき、その成分の設定最高濃度がハニカム構造物２のどの個所でも出口面４に到達していないように設定されていると好ましい。最小距離７を決定する際、排気ガスがハニカム構造物２の空洞を種々の速さで移動することが考慮されねばならない。そのようにして、濃度前面（フロント）が生じ、即ち、蓄積すべき成分の同一濃度の前面が生じ、この濃度前面は時間と共にハニカム体内を前進する。

ＮＯｘの設定最高濃度を考慮するとき、例えば本発明に基づくハニカム体１において或る時間経過後に、その最高濃度を有する濃度前面が形成される。この濃度前面の形成は或る時間を要する。というのは、初期には蓄積手段にＮＯｘがまだ蓄積されていないために、排気ガス内のＮＯｘの濃度はハニカム体１内への流入直後にハニカム体の少なくとも半径方向部分領域において非常に速く零になるからである。従って、その時点でガス流５に
含まれているほぼすべてのＮＯｘは直ぐに蓄積される。ガス流５の流れ方向において蓄積手段が徐々にＮＯｘを充填され、これによって、入口面３の方向から出口面４の方向に移動する濃度前面が形成される。この前面は平面ではなく、むしろ通常は湾曲されているかギザギザが入っている。その濃度前面が測定センサ６に到達したとき、確かに測定センサ６が最高濃度を検出するが、ハニカム体内には、その最高濃度が入口面３にかなり近くに位置するかあるいは測定センサ６の位置より出口面４の近くに位置する個所が存在する。従って、測定センサ６と出口面４との最小距離７は、通常の運転条件下でＮＯｘの通り抜けが生じないように選択されている。即ち、ハニカム構造物２の出口面４からＮＯｘが流出しないようにされている。

ハニカム構造物２の出口面４からの測定センサ６の最小距離７を、測定センサ６の下流に置かれた蓄積容積が濃度前面の最速領域に対しても或る時間に亘ってＮＯｘの蓄積が保証され、そのようにしてＮＯｘの通り抜けが防止されるような大きさを有しているように選択すると特に有利である。これは、内燃機関の運転条件に合わされる時点で、場合によっては再生過程を実施することを可能にする。この再生過程は例えば未燃炭化水素の噴射にあり、ＮＯｘを変換させ、これによって有用な蓄積容積を増大させる。

また、測定センサ６にラムダセンサおよび／または温度センサを組み込むことができる。これは、蓄積手段の再生処置を実施する際に、炭化水素が燃焼されずにハニカム構造物２の出口面を通過して大気に達するか否かを検出することを有利に可能にする。さらに、再生処置が設定最高温度に到達した際に終了されることにより、ハニカム体１の熱的損傷を防止することができる。これは特にハニカム体１の脱硫時に重要である。

図３には、排気管とエンジン制御装置と本発明に基づくハニカム体１とを備えた自動車の内燃機関が概略的に示されている。エンジン１２で発生された排気ガスは排気管１３に供給される。その排気ガスは排気ガス処理手段１４を通して導かれる。排気ガス処理手段１４は例えば通常の三方触媒コンバータから成っている。排気管１３においてその三方触媒コンバータの後に接続されて本発明に基づくハニカム体１が形成され、このハニカム体１に、ＮＯｘを蓄積するための蓄積手段が形成されている。本発明に基づくハニカム体１の下流にテールパイプ１５が存在し、このテールパイプ１５を通して排気ガスが大気に放出される。ハニカム体１内に測定センサ６が設置されている。測定センサ６は排気ガス内のＮＯｘ濃度を検出する。測定センサ６はさらにラムダセンサ並びに温度センサを含んでいる。測定センサ６で得られたデータは第１信号線１６を介してエンジン制御装置１７に伝えられる。エンジン制御装置１７は第２信号線１８を介してエンジン１２に接続されている。またエンジン制御装置１７を排気ガス処理手段１４に接続する第３信号線１９が存在している。そのようにして有利に、排気ガス処理手段１４、ハニカム体１並びにエンジン１２において得られたデータがエンジン制御装置１７によって処理され、噴射手段２０を制御するために利用される。噴射手段２０は例えばノズルとして形成され、例えばポンプ２１によって未燃燃料がタンク２２から加圧状態で供給される。例えば電気機械弁として形成された噴射手段２０の開放時間を制御することによって、ハニカム体１内の蓄積手段を再生するために非常に正確な量の未燃燃料を排気管１３に注入することができる。測定センサ６が排気ガス従ってハニカム体１の温度が設定最高温度を超過したことを検出するや否や、あるいは測定センサ６内のラムダセンサが未燃炭化水素の通り抜けが差し迫っていることを示す濃度の未燃炭化水素を検出するや否や、再生処置、即ち、噴射手段２０による未燃燃料の噴射が速やかに終了される。これは、一方では未燃炭化水素が大気に放出されることを防止し、他方ではハニカム体１が熱的に損傷されることを防止する。

本発明に基づくハニカム体および本発明に基づく流体の処理方法、特に内燃機関の排気ガスの処理方法は、流体内の成分、例えばＮＯｘの蓄積を有利に可能にし、必要な蓄積器は小形に設計され、それにもかかわらず、蓄積すべき成分がハニカム体を通り抜けることが効果的に確実に防止される。

本発明に基づくハニカム体の概略構成図 本発明に基づくハニカム体の正面図 排気装置と本発明に基づくハニカム体とを備えた内燃機関のブロック図

符号の説明

１ ハニカム体
２ ハニカム構造物
３ 入口面
４ 出口面
５ 排気ガス流
６ 測定センサ
７ 最小距離
８ 構造化された薄板
９ ほぼ平形の薄板
１０ 外被管
１１ 通路
１２ エンジン
１３ 排気管
１４ 排気ガス処理手段
１５ テールパイプ
１６ 第１信号線
１７ エンジン制御装置
１８ 第２信号線
１９ 第３信号線
２０ 噴射手段
２１ ポンプ
２２ タンク

Claims (15)

1. 入口面（３）と、出口面（４）と、入口面（３）と出口面（４）との間における流体が貫流できるハニカム構造物（２）とを備え、このハニカム構造物（２）が流体内の少なくとも１つの成分に対する蓄積手段と流体内のその成分の濃度に対する測定センサ（６）とを有しているハニカム体（１）において、
   測定センサ（６）がハニカム構造物（２）内に出口面（４）から最小距離（７）を隔てて配置され、
   この最小距離（７）は、測定センサ（６）が流体内の成分の設定最高濃度の存在に応答した際、ハニカム構造物（２）の横断面のいずれの個所での該最高濃度が出口面（４）に到達することなしに、蓄積手段の再生処置が有効となるまで、測定センサ（６）と出口面（４）との間の蓄積容積がその成分をさらに蓄積するのに十分であるように設定されている
   ことを特徴とするハニカム体。
2. 最小距離（７）は、測定センサ（６）が流体内の成分の設定最高濃度の存在に応答した際、ハニカム構造物（２）の横断面のいずれの個所での該最高濃度が出口面（４）に到達していないように設定されていることを特徴とする請求項１記載のハニカム体。
3. 流体内の成分の濃度以外の該流体の少なくとも１つの特性量を検出するための補助手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のハニカム体。
4. 補助手段が流体の残留酸素含有量を検出するために形成されていることを特徴とする請求項３記載のハニカム体。
5. 補助手段が流体の温度を検出するために形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載のハニカム体。
6. 蓄積手段が窒素酸化物（ＮＯｘ）を蓄積するために形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のハニカム体。
7. 入口面（３）と、出口面（４）と、入口面（３）と出口面（４）との間における流体が貫流できるハニカム構造物（２）とを備え、このハニカム構造物（２）が流体内の少なくとも１つの成分に対する蓄積手段を有しているハニカム体（１）内での流体の処理方法において、
   流体内の蓄積すべき成分の濃度が、ハニカム構造物（２）内で出口面（４）から最小距離（７）を隔てて検出され、
   この最小距離（７）は、成分の設定最高濃度の超過時に、ハニカム構造物（２）の横断面のいずれの個所での該最高濃度が出口面（４）に到達することなしに、蓄積手段の再生処置が有効となるまで、ハニカム構造物（２）内において蓄積すべき成分の濃度を検出する位置と出口面（４）との間の蓄積容積がその成分をさらに蓄積するのに十分であるように設定されており、
   蓄積すべき成分が設定最高濃度に到達するや否や、蓄積手段の再生処置が実施される
   ことを特徴とする流体の処理方法。
8. 最小距離（７）は、流体内の成分の設定最高濃度の超過時に、ハニカム構造物（２）の横断面のいずれの個所での該最高濃度が出口面（４）に到達していないように設定されていることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 補助的に流体内の成分の濃度以外の該流体の少なくとも１つの特性量が検出されることを特徴とする請求項７又は８記載の方法。
10. 補助的に流体内の酸素濃度が検出されることを特徴とする請求項９記載の方法。
11. 補助的に流体の温度が検出されることを特徴とする請求項９又は１０記載の方法。
12. 設定最高濃度に到達後に設定時間が経過するや否や、蓄積手段の再生処置が実施されることを特徴とする請求項７乃至１１の１つに記載の方法。
13. 窒素酸化物（ＮＯｘ）が蓄積されることを特徴とする請求項７乃至１２の１つに記載の方法。
14. 蓄積手段の再生処置として、ハニカム構造物内に未燃炭化水素が注入されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 排気ガス温度が設定最高温度を超過したとき、蓄積手段の再生処置が終了されることを特徴とする請求項１１乃至１４の１つに記載の方法。

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