JP2024517215A - 排気後処理システム及び排気後処理アセンブリ用の、蛇行設計及び選択された不活性ゾーンを有する電気ヒータ - Google Patents

Abstract

電気ヒータ、排気処理アセンブリ、及びその製造方法を開示する。ヒータは、電流が内部を通過すると熱を発生するように構成された抵抗部を備えている。複数のスロット開口が、抵抗部の外周から抵抗部内まで延びており、抵抗部を通って一対の電極取り付け部間を延びる蛇行通電経路を画成している。電極取り付け部のそれぞれは、各端セグメントに接続されており、端セグメントは、抵抗部の外周と、複数のスロット開口のうちの各第１のスロット開口の間に囲まれている。端セグメントのそれぞれにおいて、少なくとも１本の補助スロット開口が、外周から第１のスロット開口に向かって、第１のスロット開口を横切る方向に延びて、電流の流れが集中領域を通るように該電流の流れを偏向させる。集中領域は、各端セグメントにおいて、第１のスロット開口に沿って該第１のスロット開口に隣接して延在している。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０２１年５月３日を出願日とする米国仮特許出願第６３／１８３５７３号及び、（２０２１年５月３日を出願日とする米国仮特許出願第６３／１８３５７３号に基づく優先権の利益を主張する）２０２１年１１月３０日を出願日とするインド特許出願第２０２１１１０５５３２８号に基づく優先権の利益を主張するものであり、これらのすべての開示内容は、本明細書の依拠するところとし、参照により本明細書に援用するものとする。

本開示は、電気ヒータに関し、より詳細には、蛇行設計を有する電気ヒータを備えた排気後処理システム及び排気後処理アセンブリに関する。

流体流の処理を、温度制御しながら行うことが有利となる場合がある。例えば、エンジン排気の後処理などの流体流の処理は、触媒材料を使用して行われる場合があるが、かかる触媒材料の触媒活性は、触媒材料が或る最低閾値温度（ライトオフ温度と呼ばれる場合がある）に達して初めて立ち上がり得るものである。エンジン動作時には、触媒の温度がライトオフ温度を下回ってしまう時間の長さを最小限に抑えることにより、全体的な排出量を削減することができる。そして、触媒材料の温度を上昇させるためなどに行われる、流体流を処理する際の温度制御を補助する手法として、電気ヒータを用いる方法がある。

本明細書は、電気ヒータ、特に車両の排気後処理システムに使用するための電気ヒータ、の種々の実施形態を開示するものである。

複数の実施形態において、流体流の処理用の電気ヒータが提供される。ヒータは、電流が内部を通過すると熱を発生するように構成された抵抗部と、抵抗部における互いに反対側の端部に設けられた一対の電極取り付け部と、抵抗部の外周から抵抗部内まで延びる複数のスロット開口と、を備える。複数のスロット開口は、抵抗部の複数のセグメントを互いに電気的に断絶することにより、抵抗部を通って一対の電極取り付け部間を延びる蛇行通電経路を画成している。電極取り付け部が、抵抗部の端セグメントにそれぞれ接続されており、端セグメントは、抵抗部の外周と、複数のスロット開口のうちの各第１のスロット開口の間に囲まれている。また、ヒータは、端セグメントのそれぞれに、少なくとも１本の補助スロット開口をさらに備える。少なくとも１本の補助スロット開口は、外周から第１のスロット開口に向かって、第１のスロット開口を横切る方向に延びて、電流の流れが集中領域を通るように電流の流れを偏向させる。集中領域は、各端セグメントにおいて、第１のスロット開口に沿って該第１のスロット開口に隣接して延在している。

複数の実施形態において、抵抗部における、複数のスロット開口のうちの隣接する２つのスロット開口の間に囲まれる他のセグメントに比べて、端セグメントの方が、蛇行経路に沿って電流が流れる方向を横切る方向の幅が広い。

複数の実施形態において、少なくとも１本の補助スロット開口により、流れる電流が抑制された不活性ゾーンが形成される。不活性ゾーンは、外周から端セグメント内に、少なくとも１本の補助スロット開口の略長さだけ延びる。

複数の実施形態において、抵抗部は、電気ヒータを通って軸方向に延びる複数の通路を画成する、交差配列された複数の壁を備える。

複数の実施形態において、ヒータは、端セグメントのそれぞれに、複数本の補助スロット開口を備える。

複数の実施形態において、ヒータは、端セグメントのそれぞれに、単一の補助スロット開口を備える。

複数の実施形態において、単一の補助スロット開口はそれぞれ、抵抗部の内部で終端する２つの終端部に分岐する。

複数の実施形態において、単一の補助スロット開口がそれぞれ、Ｔ字形、Ｙ字形、又はＷ字形の形状を有している。

複数の実施形態において、スロット開口、少なくとも１本の補助スロット開口、又はその両方のうちの１本以上が、スロット開口セパレータを差し込むための差込口を備えている。

複数の実施形態において、ヒータは、電極取り付け部のそれぞれに取り付けられる電極をさらに備える。

複数の実施形態において、電極は、電極取り付け部から軸方向又は半径方向に延びている。

複数の実施形態において、ヒータは、スロット開口の終端部に配置された追加の導電材料をさらに含む。

複数の実施形態において、抵抗部は、電気ヒータを通って軸方向に延びる複数の通路を画成する、交差配列された複数の壁を備え、複数の通路のうちの１本以上が、少なくとも部分的に追加の導電材料で充填される。

複数の実施形態において、排気処理アセンブリが提供される。排気処理アセンブリは、先行する段落のいずれか１つに記載の電気ヒータと、後処理コンポーネントとを、一緒に管状ハウジング内に収容した状態で備える。

複数の実施形態において、後処理コンポーネントは、触媒担体、微粒子フィルタ、又はそれらの組み合わせを備える。

複数の実施形態において、電気ヒータは、１つ以上の止め輪によって管状ハウジング内に固定されている。

複数の実施形態において、端セグメントの集中領域は、実質的に止め輪に覆われないが、集中領域より外側かつ外周に隣接した位置にある、流れる電流が抑制された不活性ゾーンは、止め輪に覆われる。

複数の実施形態において、電気ヒータの製造方法が提供される。本方法は、ヒータ本体の抵抗部に、ヒータ本体の複数の部分を互いに電気的に断絶する複数のスロット開口を形成するステップを含む。複数のスロット開口によって電気的に断絶されていないヒータ本体の複数のセグメントにより、ヒータ本体を通ってヒータ本体の一対の電極取り付け部間を延びる蛇行通電経路が形成される。電極取り付け部が、抵抗部の端セグメントにそれぞれ接続されており、端セグメントは、抵抗部の外周と、複数のスロット開口のうちの各第１のスロット開口の間に囲まれている。また、本方法は、抵抗部の端セグメントのそれぞれに、少なくとも１本の補助スロット開口を形成するステップをさらに含む。少なくとも１本の補助スロット開口は、外周から第１のスロット開口に向かって、第１のスロット開口を横切る方向に延びて、電流の流れが集中領域を通るように電流の流れを偏向させる。集中領域は、各端セグメントにおいて、第１のスロット開口に沿って該第１のスロット開口に隣接して延在している。

複数の実施形態において、複数のスロット開口を形成するステップ、少なくとも１本の補助スロット開口を形成するステップ、又はその両方が、複数のスロット開口、少なくとも１本の補助スロット開口、又はその両方を、ヒータ本体と同時に３Ｄプリントで印刷するステップを含む。

複数の実施形態において、複数のスロット開口を形成するステップ、少なくとも１本の補助スロット開口を形成するステップ、又はその両方が、ヒータ本体から材料を除去するステップを含む。

本明細書の説明は、例示的な態様及び例に向けられたものであり、特許請求の範囲に記載の主題の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図するものであることを理解されたい。また、添付の図面は、理解をより深めるために添付するものであり、本明細書に組み込まれ、その一部をなすものとする。図面は、１つ以上の実施形態を例示的に示すものであり、以下の詳細な説明と併せて、種々の実施形態の原理及び作用を説明するためのものである。

本明細書に開示の実施形態に係る排気後処理アセンブリの側断面図 本明細書に開示の実施形態に係る電気ヒータアセンブリの正面図 本明細書に開示の実施形態に係る図２に示すヒータアセンブリの部分拡大図 図２に示すヒータアセンブリの部分拡大図であって、本明細書に開示の実施形態に係る、流れる電流が抑制された不活性ゾーンを示す図 本明細書に開示の実施形態に係る電気ヒータアセンブリの正面図 本明細書に開示の実施形態に係る、壁の交差配列により、ヒータ本体を通って延びる複数の通路が画成されている電気ヒータ本体の部分拡大図 図６に示すヒータ本体の部分拡大図であって、本明細書に開示の実施形態に係る、スロット開口の終端部に配置される追加の導電材料を示す図 本明細書に開示の実施形態に係る、壁の交差配列により、ヒータ本体を通って延びる複数の通路が画成されるとともに、スロット開口の終端部に位置する複数の通路が導電材料で完全に充填されている、電気ヒータ本体の部分拡大図 本明細書に開示の実施形態に係る、壁の交差配列により、ヒータ本体を通って延びる複数の通路が画成されるとともに、スロット開口の終端部に位置する複数の通路が導電材料で部分的に充填されている、電気ヒータ本体の部分拡大図 本明細書に開示の実施形態に係る、スロット開口の終端部に追加の導電材料が存在しないヒータ内の電流の流れと、導電材料によって完全に充填された通路を複数含むヒータ内の電流の流れの比較を示す図 本明細書に開示の実施形態に係る、スロット開口の終端部に追加の導電材料が存在しないヒータ内の電流の流れと、導電材料によって完全に充填された通路を複数含むヒータ内の電流の流れの比較を示す図

次に、添付の図面に示す例示的な実施形態について詳細に説明する。図面全体を通して、同一又は類似の箇所は、可能な限り同一の参照番号を用いて示す。また、図面は、必ずしも縮尺通りに構成要素を図示したものではなく、むしろ、例示的な実施形態の原理を説明することに重点を置いたものとなっている。

当業者及び本開示の製造又は使用を行う者であれば、本開示の変形例を想起するであろう。従って、当然ながら、図面及び本明細書に記載の各実施形態は、例示を目的としたものに過ぎず、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示の範囲は、後述の特許請求の範囲により規定されるものであり、特許請求の範囲は、均等論（doctrine of equivalents）を含む特許法原則に従って解釈されるものである。

本明細書において、「約（about）」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータなどの数量や特性が、必ずしも厳密なものではなく、厳密にその値である必要もなく、むしろ、公差や、換算係数、端数処理、測定誤差などの当業者に公知の他の因子を必要に応じて織り込んだ、その数量や特性の近似値及び／又はそれに前後する値とすることができることを意味している。よって、「約」という用語が、或る値又は或る範囲の一端点の記述に使用されている場合には、その特定の値又は特定の端点も本開示に含まれるものと理解されたい。

本明細書において、方向性を示す用語（例えば、上へ（up）、下へ（down）、右（right）、左（left）、前（front）、後（back）、上（top）、下（bottom）など）は、図面を参照したものに過ぎず、絶対的な向きを意味することを意図したものではない。本明細書において、「半径方向（radial）」という用語は、軸方向として示されている方向に対して垂直に、或る形状の中心点（中心軸）から当該形状の外周まで延びる又は外周に向かう方向に延びる方向を指しており、「半径方向」という用語が関係している構成要素又は特徴の形状は問わない。同様に、本明細書において、「直径（diameter）」という用語は、円形の形状に限定されるものではなく、構成要素の形状の中心点（中心軸）を通る構成要素の最長寸法を指す。例えば、正方形の形状を有する構成要素の半径方向距離は、中心点（中心軸）と、そこからから引いた直線が正方形を構成する壁の１つと交わる点との間の直線距離として測定することができ、正方形の直径は、正方形を対角線方向に横切る最長寸法を指す。また、これらの軸方向に垂直な方向を、「断面幅（cross-sectional width）」又は「断面寸法（cross-sectional dimension）」という用語を用いて示す場合もある。

自動車の排気後処理システムなどの流体処理システムは、補助的な熱源を備えることができ、これにより、特に、補助熱を持たない（例えば、これに代えてエンジンの排気熱に頼る）触媒含有後処理システムと比べて、触媒によるライトオフ性能の高速化を促進することができる。例えば、電気ヒータ（例えば、触媒材料に熱を伝達するように配置された）や電熱触媒担体（例えば、触媒材料を担持している導電性基材）によって、熱を供給することができる。例えば、触媒担体の上流側にヒータを配置して、排気（又は補助空気）の流れに熱を供給することにより、触媒を加熱することができる。補助熱を利用した後処理システムを提供することにより、ガソリン車両、ディーゼル車両、及び／又はハイブリッド車両の排出量削減を図ることができ、当該システムを搭載する車両のエンジン動作中、特にエンジンの冷機始動後の、触媒のライトオフ性能の高速化及び安定化の実現に寄与することができる。

次に図１を参照すると、流体処理アセンブリ１０が図示されている。流体処理アセンブリ１０は、例えば、自動車の排気システムの一部として構成することができる。流体処理アセンブリ１０は、外側ハウジング１２（これに代えて、「缶（can）」と呼ぶ場合もある）を備えており、外側ハウジング１２は、例えば、金属などの適切な材料から概ね管状（中空管状）に形成される。管状ハウジング１２は、入口１４と出口１６を有しており、入口１４は、例えば、内燃機関の排気マニホールドと流体連通して接続することができ、出口１６は、例えば、自動車のテールパイプと流体連通して接続することができる。

そして、エンジンの排気などの流体がアセンブリ１０内を入口１４から出口１６まで流れる間に、排気などの流体に対して処理（例えば、１つ以上の汚染物質の除去又は低減）を施すことができる。この目的のため、アセンブリ１０は、ヒータアセンブリ１８と後処理コンポーネント２０とを、入口１４と出口１６の間にさらに備える。例えば、後処理コンポーネント２０は、触媒担体、微粒子フィルタ、又はそれらの組み合わせ、例えば、触媒担持微粒子フィルタとすることができる。例えば、触媒担体及び微粒子フィルタは、複数の壁を有する多孔質セラミックハニカム体を備えることができる。この壁の配列により、ハニカム体を通って軸方向（排気の流れの方向、ハニカム体の端面に対して垂直な方向、又はその両方を満たす方向）に延びる複数の流体通路（flow path／flow channel）が形成されている。

そして、アセンブリ１０の入口１４（例えば、入口１４とエンジンの排気マニホールドの間を延びる配管）と出口１６（例えば、出口１６からテールパイプまで延びる配管）に、追加の長さの配管（図示せず）を接続することにより、車両排気システムを構築することができる。排気システムの設計や構成は車両によって異なるため、各種コンポーネントや様々な管長の配管の直径は、それぞれの設計や構成に合わせて、排気システム内の通路の位置により変化させることができる。例えば、ハウジング１２は、第１の遷移部２４と第２の遷移部２６とを備えることができる。第１の遷移部２４は、例えば、上流端に設け、第２の遷移部２６は、例えば、下流端に設けることができる。遷移部２４、２６は、ハウジング１２の寸法が変化可能な部分、又は変化している部分である。例えば、図１では、遷移部２４、２６は、いずれもテーパ状とされている。ただし、遷移部２４、２６は、段状、円錐状、テーパ状、放射状、放物線状などとすることができ、第１の寸法から第２の寸法に遷移する他の形状とすることもできる。例えば、遷移部２４により、ハウジング１２は、ハウジング１２の第１の部分２５（ヒータアセンブリ１８が配置される部分）における第１の直径から、ハウジング１２の端部１４における第２の直径まで変化する。

本明細書で説明しているように、ヒータアセンブリ１８は、（例えば、ヒータアセンブリ１８、後処理コンポーネント２０、又はその両方の壁の内部又は壁上に配置した触媒材料のライトオフ性能の立ち上がりを早くすることにより）後処理コンポーネント２０の機能を促進するための補助的な熱を供給する抵抗加熱ヒータとすることができる。例えば、ヒータアセンブリ１８は、電極２２を備えるか、あるいは電極２２に接続することができる。電極２２は、ヒータアセンブリ１８を車両のバッテリなどの電源に接続するようにハウジング１２内を通って延びるように配置することができる。図１に示すように、電極２２は、ハウジング１２の第１の部分２５を通って半径方向に延びることができる。ただし、これに代えて、電極２２は、ハウジング１２の遷移部２４内を軸方向に延びるなど、他の場所を通って又は他の角度でハウジング１２内を延びることもできる。このようにして、電極２２を介してヒータアセンブリ１８を電源に接続し、対応電圧を印加してヒータアセンブリ１８の材料を通る電流の流れを発生させると、ジュール加熱により熱を生成するように、ヒータアセンブリ１８を構成することができる。図１に示す電極２２は、ヒータアセンブリ１８の互いに反対側の位置に配置（例えば、ヒータアセンブリ１８の外側に対して１８０°間隔を空けて配置）されているが、他の位置又は角度で配置することもできる。例えば、互いに対して９０°の角度をつけて、互いに対して６０°の角度をつけて、互いに対して４５°の角度をつけて、互いに対して３０°の角度をつけて配置することができ、さらに近づけて配置することもできる。

図１に示す実施形態などの複数の実施形態において、排気流の温度を上昇させる、後処理コンポーネント２０を直接加熱する、又はその両方を行うために、ヒータアセンブリ１８は後処理コンポーネント２０の上流側に配置される。これにより、後処理コンポーネント２０内を排気が流れると、後処理コンポーネント２０（例えば、後処理コンポーネント２０が担持する触媒材料）の温度が上昇する構成とされる。複数の実施形態において、ヒータアセンブリ１８のヒータ本体自体に触媒材料を担持させることにより、ヒータアセンブリ１８と後処理コンポーネント２０とを効果的に一体化して単一のデバイスとすることもできる。このような触媒材料の加熱に有用な構成は、電気加熱触媒（electrically heated catalyst：ＥＨＣ）と呼ばれる場合もある。

このようにして、入口端１４と出口端１６とを設けることにより、アセンブリ１０を様々な直径の排気配管の間に容易に接続することができる。他の実施形態では、上流端１４及び下流端１６の一方又は両方の直径を、接続先の配管部分と実質的に等しい直径とすることができる。また、テーパに代えて又は加えて、急峻な段差を設けて、排気システムの寸法を変化させることもできる。図１に示す実施形態などのいくつかの実施形態では、ハウジング１２の直径は、ヒータアセンブリ１８の位置と後処理コンポーネント２０の位置で異なっており、これらの位置の間で直径が変化している。ただし、他の実施形態、例えば、ヒータアセンブリ１８の直径と後処理コンポーネント２０の直径が等しい実施形態などでは、ハウジング１２は、ヒータアセンブリ１８の位置と後処理コンポーネント２０の位置で実質的に等しい寸法とすることもできる。

ヒータアセンブリ１８及び後処理コンポーネント２０は、任意の適切な方法でハウジング１２内の所定の位置に保持、支持、及び／又は収容することができる。例えば、１つ以上の止め輪などの保持具２８を介して、ヒータアセンブリ１８の本体を所定の位置に保持及び支持することができる。また、後処理コンポーネント２０も、同様の保持具、無機繊維マットなどのマット３０、又はその両方で支持することができる。マット３０は、後処理コンポーネント２０にかかる（後処理コンポーネント２０が受ける）振動又は熱膨張力などからの後処理コンポーネントの保護を支援するものである。

次に図２～図５を参照すると、ヒータアセンブリ１８の複数の実施形態が図示されている。本明細書の開示内容に従い、本明細書に図示、記載する複数の実施形態は、アセンブリ１０のヒータアセンブリ１８として用いることやアセンブリ１０のヒータアセンブリ１８内に組み込むことができるものであり、さらに、本明細書に図示、記載する複数の実施形態が有する特徴を、互いに組み合わせて、後処理アセンブリ１０のヒータアセンブリ１８に使用することもできる（例えば、図２に示す特徴を、これに適合する図５に示す特徴と組み合わせて使用することができる）。

ヒータアセンブリ１８は、導電性材料（例えば、金属、金属合金、又は金属複合材）で作られたヒータ本体３２を備えている。ヒータ本体３２は、抵抗（発熱）部３４と、１つ以上の電極取り付け部３６（図２及び図５には２つの取り付け部３６を図示）とを備えている。本明細書で説明しているように、電極取り付け部３６間には、抵抗部３４により通電経路が形成（画成）されており、これにより、電極取り付け部３６に取り付けた電極に電圧を印加すると抵抗部３４から熱を発生させることができる。本体３２、その抵抗部３４、又はその両方は、中心軸Ｃを軸方向中心とする形状（例えば、外周３３によって画定される形状）を有するように形成することができる。電極取り付け部３６は、図５に示すように、抵抗部３４から半径方向に延出することができるほか、又は図２に示すように、抵抗部３４の占有範囲内若しくは外周内に半径方向に収まっていてもよい。電極２２は、ヒータ本体３２から延びて、かつ／又はハウジング１２内を通って、軸方向又は半径方向に延びることができる。電極取り付け部３６と抵抗部３４は同一の材料で形成することができる。取り付け部３６は、抵抗部３４と一体的に（モノリシックに）形成する（例えば、抵抗部３４と一体に押し出し成形又は印刷を行うことにより形成する）ことができるほか、別体のコンポーネントとして、溶接や機械的な締結具などの取り付け手段を介して抵抗部３４に接続することもできる。

図示の実施形態では、本体３２の抵抗部３４は、交差するように配列された複数の壁３５を備え、この壁の配列により、本体３２を通って軸方向に延びる複数の通路３７が画成されているもの、したがって、ハニカム体と呼ぶことのできる種類のものとして図示されている（なお、分かりやすくするため、壁３５と通路３７の参照番号は、図６及び図７の拡大図においてのみ付しているが、壁３５と通路３７という特徴自体は、全図面に示されている）。例えば、通路３７により、本体３２内を流体（例えば、排気流体）が流れることができ、交差配列された壁３５により、この流体流との熱交換を行うための表面積が得られる。なお、複数の壁３５の一部分によってとり囲まれた区画であって、複数の通路３７のうちの１本を画成する各区画を、本明細書では「セル（cell）」と呼ぶ場合がある。したがって、壁３５の交差配列により、これに対応する正方形セルの配列が画成され、これらのセルが全体として本体３２のハニカム構造を形成している。ただし、セルの断面形状（軸方向に垂直な方向の形状）を、六角形や三角形などの多角形をはじめとする他の任意の形状とすることもできる。さらに、いくつかの実施形態では、本体３２の抵抗部３４は、幾何学的形状のセルや通路に代えて、不規則な連通多孔体構造などの不規則な流路を備えることもできる。例えば、複数の実施形態において、本体３２の抵抗部３４は、導電材料を発泡体状とした構造、又は導電材料の繊維（又は、他の細長い繊維状要素又はワイヤ状要素）を織り合わせたもので構成することができる。かかる構造においては、発泡体状の構造内又は織り合わされた導電材料の繊維（又は繊維状要素）間にある細孔（pore）、空隙（void）、開口部（opening）、又は間隙（interstice）によって、本体３２を貫通する通路が、不規則に形成される。複数の実施形態において、本体３２は、積層造形、導電材料のシートの穿孔、押出成形、鋳造、焼結、ワイヤ又は繊維からのメッシュ、マット、又はスクリーン製織、導電材料の発泡処理、又は他の適切なプロセス、若しくはこれらの組み合わせにより形成することができる。

１つ以上の電極取り付け部３６に固定された電極２２を介して、抵抗部３４を通過する電気的な接続を確立することができ、これにより、電極取り付け部３６において電極２２への通電、電極２２からの通電、電極２２間の通電を行うことが可能となる。例えば、抵抗部３４の特性（例えば、抵抗率／導電率、寸法）は、電極２２間に印加される電圧に関して、電流が本体３２の抵抗部３４の材料を通過する際に熱が発生するように設定することができる。換言すれば、電極２２間の通電経路を画成するヒータ本体３２の構造の材料特性及び寸法は、選択された電圧を電極２２間に印加すると、電気ヒータアセンブリ１８が、目標とする熱量を発生する、目標温度に到達する、又はその両方を行うように設定することができる。印加電圧の範囲は、従来の車両用バッテリで可能な比較的低い電圧から、ハイブリッド車両や電気車両に搭載されている高容量バッテリで可能な比較的高い電圧まで、例えば１２Ｖ～６００Ｖ、さらに又はそれ以上の範囲に及ぶ。目標温度は、例えば約５００℃～１２００℃の範囲とすることができ、例えば、約１０００℃までの温度とすることができる。

電極２２は、ヒータ本体３２の電極取り付け部３６に１対１で取り付けることができる。なお、本体３２の抵抗部３４（例えば、交差配列された壁、発泡体状構造、繊維を織り合わせたものなど）が、通路、開口部、穴などの貫通流路を有するのとは異なり、取り付け部３６は、高密度又は中実な導電材料のブロック又は部分として形成することができる。したがって、電極取り付け部における本体３２の密度は、抵抗部３４における本体３２の密度に比べて高くすることができる。例えば、電極取り付け部３６を比較的中実及び／又は高密度とする一方、抵抗部３４には、本体３２内を流体が流れることを可能にする流体流路（例えば、通路、細孔、開口部、又は間隙）を含めることにより、抵抗部３４の密度を相対的に下げることができる。取り付け部での本体３２の密度を相対的に上げることにより、電極２２の取り付けを支えるための強度や材料が追加されるばかりでなく、取り付け部３６における本体３２の導電率を上げて、電極２２での熱の発生を抑制する。一方、（例えば、本明細書で説明しているように、通路、空隙、開口部、細孔、間隙などの流路を設けることによって）抵抗部３４での本体３２の密度を相対的に下げることにより、導電率の低下、ひいては抵抗率の上昇が得られるため、選択された電圧を電極２２間に印加すると、抵抗部３４を発熱させることができる。

本体３２は、切り欠き（cutout）、スリット（slit）、スロット開口（slot）などの、電気的な不連続（discontinuity）又は断絶（disconnection）を生じさせる特徴をさらに備えている。なお、本明細書では、かかる特徴をスロット開口３８と呼ぶものとする。スロット開口３８は、例えば、切断、破断などの方法により、本体３２の複数の部分を互いに電気的に断絶することにより、本体３２の導電性を特定の複数箇所で遮断する電気的断絶部（例えば、隙間）である、又はかかる電気的断絶部を形成するものである。この方法では、本体３２を通る電流は、スロット開口３８によって形成されたこれらの断絶部を迂回する指定経路を流れるように強制される。なお、本明細書では、この指定経路を蛇行通電経路と呼ぶ場合があり、これについては後述にて詳細に説明する。例えば、スロット開口３８は空隙（air gap）としたり、電気絶縁材料で充填したりすることができる。なお、一部の図において、蛇行経路の一部を破線矢印４４で示している。

図示の実施形態に示すように、スロット開口３８は、本体３２の向かい側から交互に本体３２を横切るように延びており、これにより、何度も折り返して本体３２を複数回横切る蛇行パターンで、本体３２の材料（例えば、交差配列された壁３５）を１本につないでいる。スロット開口３８は、本体３２の抵抗部３４の外周と交差部３９で交差している。換言すれば、各スロット開口３８は、外周の交差部３９の１つからヒータ本体３２内部の終端部４０まで延在している。したがって、スロット開口３８が作る交差部３９によって、これに対応する断絶、破断、又は隙間（一般に、電気的断絶）が抵抗部３４の外周に生じるとともに、この電気的断絶が、スロット開口３８の長さに沿って本体３２の内部まで続いている。

上述したように、図示の実施形態における本体３２の抵抗部３４は、スロット開口３８によって分けられた複数のセグメント４２を備えている。隣接するセグメント４２は、スロット開口３８の終端部４０を囲むように互いに接続しており、これにより蛇行経路４４が形成されている。スロット開口３８による電気的断絶の結果、本体３２の材料を通って電極２２間を流れる電流が、強制的に、本体３２の抵抗部３４の複数のセグメント４２を通る蛇行経路４４に沿って流れる。なお、蛇行経路４４は、図２～図５に示すものに限定されるものではなく、備えるスロット開口３８の長さ、角度、幅などの寸法を変えることにより、蛇行経路４４及びセグメント４２に他の形状を設定することもできる。

したがって、スロット開口３８による電気的断絶により、電流が電極２２間を直線的に直通で流れるのではなく、電流が本体３２を複数回往復して横断して流れるように強制するため、電極２２間の電流経路長を長くすることができる。ヒータ本体３２全体の抵抗率は、電極２２間の総通電経路長に依存するため、スロット開口３８の寸法や、位置、本数を選択することにより（そして、これにより蛇行通電経路の寸法を設定することにより）、少なくともある程度は、ヒータアセンブリ１８の抵抗率を設定することができる。したがって、本明細書で説明しているように、ヒータ本体３２の寸法及び材料特性を、電極２２への印加電圧に関して設定することにより、ヒータ１８が生成する熱量、ヒータ本体３２の抵抗部３４が到達する温度、又はその両方を、予測可能に設定することができる。

複数のセグメント４２は、蛇行経路４４の両端に端セグメント４２′を含んでいる。他のセグメント４２が隣接する２つのスロット開口３８の間に画成されるのに対して、端セグメント４２′は第１のスロット開口３８′とヒータ本体３２の外周３３の間に囲まれている。第１のスロット開口３８′は、電極取り付け部３６に入出力される電流が蛇行経路４４に沿って流れるようにするための、電極取り付け部３６に最も近いスロット開口３８として特定される（したがって、ヒータ本体３２の抵抗部３４の各端部には、第１のスロット開口３８′の一方と端セグメント４２′の一方が存在する）。したがって、電極取り付け部３６は、抵抗部３４の端セグメント４２′に接続されている。

様々な理由により、端セグメント４２′の形状又はサイズを、蛇行経路４４上のその他の部分のセグメント４２とは異なるものとすることができる。例えば、図示の実施形態においては、ヒータ本体３２の外周３３が円形の断面形状を有しているため、端セグメント４２′がその他のセグメント４２よりも実質的に広くなっている（例えば、図３において、端セグメント４２′のサイズを示している１つ目の括弧の幅と、他のセグメント４２のうちの１つのサイズを示している括弧の幅とを比較されたい）。他の例として、複数の実施形態において、電極取り付け部３６は、電極２２に取り付け易い最小限のサイズを少なくとも有している必要があり、この最小必要サイズのために、端セグメント４２′の大きさが他のセグメントよりも大きくなる場合もある。

端セグメント４２′が他のセグメント４２よりも大きい実施形態では、端セグメント４２′のサイズが大きいために、端セグメント４２′のヒータ本体の材料の温度が実質的に低下すると考えられる。つまり、端セグメント４２′の幅（例えば、任意の位置において電流が流れる方向を横切る方向（例えば、電流が流れる方向に対して垂直な方向）において測定される幅）が大きいほど、蛇行経路４４に沿って端セグメント４２′を流れる単位体積当たりの電流密度が低下し、これに比べて、蛇行経路に沿って相対的に狭いセグメント４２を流れる単位体積当たりの電流密度が相対的に高くなる。このため、セグメントの幅を（蛇行経路４４の方向を横切る方向、例えば垂直な方向に）広くすると、電流はより多くの材料を通って広く分散して流れるため、これらの比較的幅の広いセグメントが全体として到達する温度が低下する。

図２～図５の実施形態に示すように、ヒータアセンブリ１８は、少なくとも１本の補助スロット開口４６を備えており、補助スロット開口４６により、ヒータ本体３２の外周３３に近接した端セグメント４２′内の位置に、電流の流れが抑制された、「不活性ゾーン（dead zone）」４８と呼ぶことのできる領域を形成している。例えば、図２～図４に示す実施形態には、複数構成の補助スロット開口４６が図示されており、図５の実施形態は、単一構成の補助スロット開口４６が図示されている。図５の実施形態に示す補助スロット開口４６は、２つの終端部４０を持つＴ字形の形状を有している。スロット開口３８と同様、補助スロット開口４６も、ヒータ本体３２における、各補助スロット開口４６の両側にある部分間の電気的な断絶を形成する断絶、破断、又は隙間である。

ただし、スロット開口３８とは異なり、補助スロット開口４６は蛇行電流経路４４に屈曲部を設けるために備えられるものではない。そうではなく、補助スロット開口４６は、外周３３から各第１のスロット開口３８′に向かって、第１のスロット開口３８′の延在方向を概ね横切る方向（例えば、第１のスロット開口３８′の延在方向に対して垂直な方向）に延びている。これにより、端セグメント４２′内の外周３３に近接した、（１本以上の）補助スロット開口４６に隣接するヒータ本体３２の材料における電流の流れが、補助スロット開口４６により防止、妨害、又は低減される。図２～図５では参照番号を付して示し、図４ではドット領域で示しているように、補助スロット開口４６により、電流の流れが少ないために熱があまり発生しない「不活性ゾーン」４８が形成される。これにより、補助スロット開口４６は、集中領域５０を通って電流が流れるように電流を導く又は偏向させるのを助ける。集中領域５０は、各端セグメント４２′において、第１のスロット開口３８′に隣接して当該第１のスロット開口３８′に沿って延在する領域である。集中領域５０の幅（蛇行経路４４を通って電流が流れる方向を横切る方向の幅）は、端セグメント４２′全体の幅に比べて相対的に狭くなるため、補助スロット開口４６を追加することにより、所定の印加電圧に対して到達する温度を効果的に上昇させることができる。

例えば、図４に示すように、ヒータアセンブリをアセンブリ１０に設置すると、ヒータ本体３２の外側部分が、止め輪２８（図４では止め輪２８の内径を破線で示す）によって物理的に覆われるため、排気流の遮断などにより、ヒータ本体３２の外周３３周りの最周縁材料への排気流の到達が阻害される場合がある。したがって、これらの周縁エリアで発生した熱は、排気流や後処理コンポーネント２０との熱伝達にはあまり関与しないため、大部分が無駄になる。よって、補助スロット開口４６によって集中領域５０を形成することには、ヒータ本体３２における、止め輪２８によって遮断されていない部分の温度を上昇させるという利点があり、これにより、ヒータアセンブリ１８を通過する排気流による熱伝達効率の上昇、電気効率の上昇、無駄な発熱の低減という利点も得られる。

より特定的には、図５に示す実施形態を参照すると、ヒータ本体３２は、単一構成の補助スロット開口４６を有しており、その点で、図２～図４に示す実施形態における複数構成の補助スロット開口４６とは大きく異なる。ただし、図５に示す補助スロット開口４６は、２つの終端部４０に分岐するＴ字形の形状を有しており、各終端部４０は、補助スロット開口４６から、第１のスロット開口３８′に実質的に平行な方向に延びている。したがって、図５には、２つの終端部４０が、互いに対して１８０度の角度で（かつ第１のスロット開口３８′に対して平行に）延びるものとして図示されているが、他の実施形態では、２つの終端部４０が異なる角度で延びてもよく、例えば、図示のＴ字形の形状に代えて、Ｙ字形やＷ字形などの他の形状とすることができる。

ヒータ本体３２、並びにヒータ本体３２に形成されるスロット開口３８及び／又は補助スロット開口４６は、任意の適切な方法で形成することができる。複数の実施形態において、ヒータ本体３２は、レーザ粉末床溶融結合法（laser powder bed fusion）のような３Ｄプリントなどの積層造形プロセスによって製造される。複数の実施形態において、ヒータ本体３２は、単一のモノリシックなコンポーネント（例えば、焼結金属体又は焼結金属含有体）として形成される。複数の実施形態において、ヒータ本体３２の抵抗部３４は、スロット開口３８、補助スロット開口４６、又はその両方と同時に形成される。かかる形成は、例えば、種々のスロット開口の特徴を印刷により簡便にヒータ本体の設計に盛り込むことが可能な積層造形プロセスなどにより行うことができる。複数の実施形態において、スロット開口３８、補助スロット開口４６、又はその両方は、スロット開口３８を形成する前の、スロット開口がない状態の本体に対して、切り込み（slitting）、打ち抜き（punching）、切削（cutting）などによる１つ以上の製造工程を行うことにより形成することができる。

図５を参照すると、ヒータアセンブリ１８のスロット開口３８及び補助スロット開口４６は、差込口５２を備えることができる。ヒータアセンブリをアセンブリ１０に配置すると、差込口５２にスロット開口セパレータを差し込むことができる。スロット開口セパレータは、例えば、差込口５２に挿入することにより、スロット開口３８の開口状態を保持することができる電気絶縁コンポーネントであり、例えば、絶縁ロッド、絶縁ブロック、絶縁バーなどとすることができる。例えば、動作中には、本体３２が振動や熱膨張などによる力を受ける場合があり、その結果、本体３２が物理的な変形を起こしてしまう恐れがある。この方法では、スロット開口セパレータが、スロット開口３８が「閉じる」、すなわち、スロット開口３８の向かう合う側の壁が互いに部分的に電気的に接触してしまう、という電気的短絡につながりかねない事態を防ぐのに役立つ。スロット開口セパレータは、止め輪２８における軸方向に延びる部分として形成することができるほか、軸方向に延びる別体の構造コンポーネントとして形成することもできる。

差込口５２は、外周３３に配置することができるほか、（図５に示すように）外周３３から或る距離だけ離間した位置に配置することもできる。差込口５２及びスロット開口セパレータは、図２に示す実施形態などの本明細書に記載の任意の実施形態に追加することができる。スロット開口セパレータの差込口５２への保持は、摩擦嵌合によって、若しくは、フランジ、頭部、キャップ、又はリップを介して、若しくは接着剤、溶接、又は機械的な締結具による貼り付けなどにより、行うことができる。選択された電圧をヒータ本体に印加した場合に、ヒータ本体３２における、スロット開口３８における向かう合う側の部分の電気的絶縁を、スロット開口セパレータによって維持することができるように、スロット開口セパレータの少なくとも一部を、概ね非導電性の材料（例えば、セラミック又は誘電体の材料又は被膜）で作ることができる。スロット開口セパレータと差込口５２は、様々な相補的形状をとることができ、例えば、いずれも円形の断面形状を有することができる。複数の実施形態において、ヒータアセンブリ１８が有するスロット開口セパレータ及び／又は差込口の形状を異なる複数の形状とすることができるほか、スロット開口セパレータ及び差込口のすべてを同一の形状とすることもできる。スロット開口セパレータと差込口は、任意の適切な形状の組み合わせで備えることができる。

本明細書で説明しているように、本体３２の内部で終端するスロット開口３８の終端部４０は、スロット開口３８により画成される蛇行経路４４の屈曲部に位置し、したがって、電流の流れが方向転換する位置を表している。このような蛇行経路４４の屈曲部には、電流の流れが集中するため、ホットスポットとなる恐れがあることが分かっている。そこで、屈曲部の位置に材料を追加で投入すれば、このエリアの局所的な導電性が向上してホットスポットが緩和されるという利点がある。

例えば、図６及び図７に示すように、スロット開口３８は幅Ｗを有することができる。いくつかの実施形態では、幅Ｗは、交差配列された壁によって形成される１つ以上の完全なセル（通路）３７の合計幅に等しい。例えば、図６及び図７において、幅Ｗは、１つの完全な通路の幅に等しい。図６及び図７にも示すように、図示の実施形態では、スロット開口３８の終端部４０をテーパ状にすることができ、例えば、丸みを帯びた形状にすることができる。ヒータ本体３２がハニカム構造を有する実施形態では、終端部４０をテーパ状としたり、尖らせたりする必要はなく、交差配列された壁３５の形状とは異なる形状などの、一本の完全な通路３７の一部分（portion、fraction）のみを占める形状とすることができる。例えば、図６及び図７において、スロット開口３８の終端部４０には、追加の材料５４（例えば、追加の導電材料）が設けられている。例えば、図６及び図７に示す実施形態では、この導電材料５４は、終端部４０のフィレットとして形成されている。

図８は、終端部４０に最も近接する通路３７の１つ以上を、追加の導電材料５４で完全に充填する実施形態を示している。任意の数（例えば、図示している７本よりも多い又は少ない数）又は組み合わせ（例えば、図示しているものとは異なる組み合わせ）の通路を、材料５４で充填するように構成することができる。一方、図９に示す代替的な実施形態では、終端部４０に位置する通路３７の一部を、材料５４で部分的に充填して流路を内包する状態とし、これにより、例えば、ヒータを通る流体流による熱伝達促進の支援を図る。また、図７及び図９に図示、説明する不完全充填状態のエリアに代えて又は組み合わせて、（例えば、図８に示すような）完全充填状態の通路を採用することもできる。

スロット開口３８の終端部４０に導電材料５４が存在しないヒータ本体３２と、終端部４０に導電材料５４を含むヒータ本体３２との比較については、図１０及び図１１を見れば概ね理解できるであろう。詳細には、図１０及び図１１には、電流の流れの中心が進むおおよその経路を、破線で模式的に示している。スロット開口３８の終端部４０に導電材料５４を含まない図１０では、図示の破線が、終端部４０に近い位置で終端部４０を「挟み込」んでいる様子に示されているように、電流の流れが終端部４０に集中する傾向がある。一方、図１１では、導電材料５４を追加すること（例えば、図１１では、通路３７の５本を導電材料５４で完全充填している）により、電流が広く分散して流れるため、電流が図１１の終端部４０を迂回する際に、「より緩やかな（wider）」カーブで曲がる。このように、複数の実施形態において、導電材料５４を終端部４０に配置することは、蛇行経路４４が曲がって折り返す位置である、スロット開口３８の終端部４０においてホットスポットを低減するのに有効である。終端部４０の追加の導電材料５４は、上述したような、不活性ゾーン４８と集中領域５０とを作り出す、単一構成又は複数構成の補助スロット開口４６（例えば、図１０及び図１１の実施形態に示すＴ字形の補助スロット開口４６）と組み合わせて使用することができる。

当業者であれば、特許請求の範囲に記載の主題の趣旨及び範囲から逸脱しない範囲で、種々の変形及び変更を行うことができることは明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲に記載の主題は、特許請求の範囲及びその均等物に基づく限定以外には限定を受けるものではない。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
電流が内部を通過すると熱を発生するように構成された抵抗部と、
前記抵抗部における互いに反対側の端部に設けられた一対の電極取り付け部と、
前記抵抗部の外周から前記抵抗部内まで延びる複数のスロット開口であって、前記抵抗部の複数のセグメントを互いに電気的に断絶することにより、前記抵抗部を通って前記一対の電極取り付け部間を延びる蛇行通電経路を画成する複数のスロット開口と、
を備える、流体流の処理用の電気ヒータであって、
前記電極取り付け部が、前記抵抗部の端セグメントにそれぞれ接続されており、
前記端セグメントは、前記抵抗部の外周と、前記複数のスロット開口のうちの各第１のスロット開口の間に囲まれ、
前記電気ヒータが、前記端セグメントのそれぞれに、少なくとも１本の補助スロット開口をさらに備え、
前記少なくとも１本の補助スロット開口は、前記外周から前記第１のスロット開口に向かって、前記第１のスロット開口を横切る方向に延びて、電流の流れが集中領域を通るように該電流の流れを偏向させ、
前記集中領域が、各端セグメントにおいて、前記第１のスロット開口に沿って該第１のスロット開口に隣接して延在している、電気ヒータ。

実施形態２
前記抵抗部における、前記複数のスロット開口のうちの隣接する２つのスロット開口の間に囲まれる他のセグメントに比べて、前記端セグメントの方が、前記蛇行通電経路に沿って電流が流れる方向を横切る方向の幅が広い、実施形態１に記載の電気ヒータ。

実施形態３
前記少なくとも１本の補助スロット開口により、流れる電流が抑制された不活性ゾーンが形成され、
前記不活性ゾーンが、前記外周から前記端セグメント内に、前記少なくとも１本の補助スロット開口の略長さだけ延びる、実施形態１又は２に記載の電気ヒータ。

実施形態４
前記抵抗部が、前記電気ヒータを通って軸方向に延びる複数の通路を画成する、交差配列された複数の壁を備える、実施形態１～３のいずれか１つに記載の電気ヒータ。

実施形態５
前記端セグメントのそれぞれに、複数本の前記補助スロット開口を備える、実施形態１～４のいずれか１つに記載の電気ヒータ。

実施形態６
前記端セグメントのそれぞれに、単一の前記補助スロット開口を備える、実施形態１～５のいずれか１つに記載の電気ヒータ。

実施形態７
前記単一の補助スロット開口がそれぞれ、前記抵抗部の内部で終端する２つの終端部に分岐する、実施形態６に記載の電気ヒータ。

実施形態８
前記単一の補助スロット開口がそれぞれ、Ｔ字形、Ｙ字形、又はＷ字形の形状を有している、実施形態７に記載の電気ヒータ。

実施形態９
前記スロット開口、前記少なくとも１本の補助スロット開口、又はその両方のうちの１本以上が、スロット開口セパレータを差し込むための差込口を備えている、実施形態１～８のいずれか１つに記載の電気ヒータ。

実施形態１０
前記電極取り付け部のそれぞれに取り付けられる電極をさらに備える、実施形態１～９のいずれか１つに記載の電気ヒータ。

実施形態１１
前記電極が、前記電極取り付け部から軸方向又は半径方向に延びている、実施形態１～１０のいずれか１つに記載の電気ヒータ。

実施形態１２
前記スロット開口の終端部に配置された追加の導電材料をさらに含む、実施形態１～１１のいずれか１つに記載の電気ヒータ。

実施形態１３
前記抵抗部が、前記電気ヒータを通って軸方向に延びる複数の通路を画成する、交差配列された複数の壁を備え、
前記複数の通路のうちの１本以上が、少なくとも部分的に前記追加の導電材料で充填されている、実施形態１２に記載の電気ヒータ。

実施形態１４
実施形態１～１３のいずれか１つに記載の前記電気ヒータと、
後処理コンポーネントと、
を、一緒に管状ハウジング内に収容した状態で備える排気処理アセンブリ。

実施形態１５
前記後処理コンポーネントが、触媒担体、微粒子フィルタ、又はそれらの組み合わせを備える、実施形態１４に記載の排気処理アセンブリ。

実施形態１６
前記電気ヒータが、１つ以上の止め輪によって前記管状ハウジング内に固定されている、実施形態１４又は１５に記載の排気処理アセンブリ。

実施形態１７
前記端セグメントの前記集中領域は、実質的に前記止め輪に覆われないが、前記集中領域より外側かつ前記外周に隣接した位置にある、流れる電流が抑制された不活性ゾーンは、前記止め輪に覆われる、実施形態１６に記載の排気処理アセンブリ。

実施形態１８
ヒータ本体の抵抗部に、該ヒータ本体の複数の部分を互いに電気的に断絶する複数のスロット開口を形成するステップと、
前記抵抗部の端セグメントのそれぞれに、少なくとも１本の補助スロット開口を形成するステップと、
を含む電気ヒータの製造方法であって、
前記複数のスロット開口によって電気的に断絶されていない前記ヒータ本体の複数のセグメントにより、前記ヒータ本体を通って前記ヒータ本体の一対の電極取り付け部間を延びる蛇行通電経路が形成され、
前記電極取り付け部が、前記抵抗部の端セグメントにそれぞれ接続されており、
前記端セグメントは、前記抵抗部の外周と、前記複数のスロット開口のうちの各第１のスロット開口の間に囲まれ、
前記少なくとも１本の補助スロット開口は、前記外周から前記第１のスロット開口に向かって、前記第１のスロット開口を横切る方向に延びて、電流の流れが集中領域を通るように電流の流れを偏向させ、
前記集中領域が、各端セグメントにおいて、前記第１のスロット開口に沿って該第１のスロット開口に隣接して延在している、方法。

実施形態１９
前記複数のスロット開口を形成するステップ、前記少なくとも１本の補助スロット開口を形成するステップ、又はその両方が、前記複数のスロット開口、前記少なくとも１本の補助スロット開口、又はその両方を、前記ヒータ本体と同時に３Ｄプリントで印刷するステップを含む、実施形態１８に記載の方法。

実施形態２０
前記複数のスロット開口を形成するステップ、前記少なくとも１本の補助スロット開口を形成するステップ、又はその両方が、前記ヒータ本体から材料を除去するステップを含む、実施形態１８又は１９に記載の方法。

１０ 流体処理アセンブリ
１２ 管状ハウジング（外側ハウジング）
１４ ハウジングの入口（上流端）
１６ ハウジングの出口（下流端）
１８ ヒータアセンブリ
２０ 後処理コンポーネント
２２ 電極
２４ ハウジングの第１の遷移部
２５ ハウジングの第１の部分
２６ ハウジングの第２の遷移部
２８ 保持具（止め輪）
３０ マット
３２ ヒータ本体
３３ ヒータ本体（抵抗部）の外周
３４ 抵抗部
３５ 交差配列された壁
３６ 電極取り付け部
３７ 流体の通路
３８ スロット開口
３８′ 第１のスロット開口
３９ スロット開口の交差部
４０ スロット開口の終端部
４２ ヒータ本体のセグメント
４２′ ヒータ本体の端セグメント
４４ 蛇行通電経路
４６ 補助スロット開口
４８ 端セグメントの不活性ゾーン
５０ 端セグメントの集中領域
５２ 差込口
５４ 追加の導電材料

Claims (5)

1. 電流が内部を通過すると熱を発生するように構成された抵抗部と、
   前記抵抗部における互いに反対側の端部に設けられた一対の電極取り付け部と、
   前記抵抗部の外周から前記抵抗部内まで延びる複数のスロット開口であって、前記抵抗部の複数のセグメントを互いに電気的に断絶することにより、前記抵抗部を通って前記一対の電極取り付け部間を延びる蛇行通電経路を画成する複数のスロット開口と、
   を備える、流体流の処理用の電気ヒータであって、
   前記電極取り付け部が、前記抵抗部の端セグメントにそれぞれ接続されており、
   前記端セグメントは、前記抵抗部の外周と、前記複数のスロット開口のうちの各第１のスロット開口の間に囲まれ、
   前記電気ヒータが、前記端セグメントのそれぞれに、少なくとも１本の補助スロット開口をさらに備え、
   前記少なくとも１本の補助スロット開口は、前記外周から前記第１のスロット開口に向かって、前記第１のスロット開口を横切る方向に延びて、電流の流れが集中領域を通るように該電流の流れを偏向させ、
   前記集中領域が、各端セグメントにおいて、前記第１のスロット開口に沿って該第１のスロット開口に隣接して延在している、電気ヒータ。
2. 前記少なくとも１本の補助スロット開口により、流れる電流が抑制された不活性ゾーンが形成され、
   前記不活性ゾーンが、前記外周から前記端セグメント内に、前記少なくとも１本の補助スロット開口の略長さだけ延びる、請求項１に記載の電気ヒータ。
3. 前記端セグメントのそれぞれに、複数本の前記補助スロット開口を備える、又は、
   前記端セグメントのそれぞれに、単一の前記補助スロット開口を備える、又は、
   前記端セグメントのそれぞれに、単一の前記補助スロット開口を備え、前記単一の補助スロット開口がそれぞれ、前記抵抗部の内部で終端する２つの終端部に分岐する、
   のいずれかである、請求項１又は２に記載の電気ヒータ。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の前記電気ヒータと、
   触媒担体、微粒子フィルタ、又はそれらの組み合わせを備える後処理コンポーネントと、
   を、一緒に管状ハウジング内に収容した状態で備える排気処理アセンブリ。
5. ヒータ本体の抵抗部に、該ヒータ本体の複数のセグメントを互いに電気的に断絶する複数のスロット開口を形成するステップと、
   前記抵抗部の端セグメントのそれぞれに、少なくとも１本の補助スロット開口を形成するステップと、
   を含む電気ヒータの製造方法であって、
   前記複数のスロット開口によって電気的に断絶されていない前記ヒータ本体の複数のセグメントにより、前記ヒータ本体を通って前記ヒータ本体の一対の電極取り付け部間を延びる蛇行通電経路が形成され、
   前記電極取り付け部が、前記抵抗部の端セグメントにそれぞれ接続されており、
   前記端セグメントは、前記抵抗部の外周と、前記複数のスロット開口のうちの各第１のスロット開口の間に囲まれ、
   前記少なくとも１本の補助スロット開口は、前記外周から前記第１のスロット開口に向かって、前記第１のスロット開口を横切る方向に延びて、電流の流れが集中領域を通るように該電流の流れを偏向させ、
   前記集中領域が、各端セグメントにおいて、前記第１のスロット開口に沿って該第１のスロット開口に隣接して延在している、方法。

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