JP2791983B2 - 電気加熱式触媒コンバータ - Google Patents
電気加熱式触媒コンバータInfo
- Publication number
- JP2791983B2 JP2791983B2 JP6516637A JP51663794A JP2791983B2 JP 2791983 B2 JP2791983 B2 JP 2791983B2 JP 6516637 A JP6516637 A JP 6516637A JP 51663794 A JP51663794 A JP 51663794A JP 2791983 B2 JP2791983 B2 JP 2791983B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sub
- heatable
- catalytic converter
- area
- honeycomb body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims description 33
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 title 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 239000012041 precatalyst Substances 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- -1 iron-chromium-aluminum Chemical compound 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
- F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
- F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/30—Exhaust treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の排気ガスにより流れ方向に貫流
される少なくとも一つのハニカム体装置がハウジングの
中に収容され、そのハニカム体装置の少なくとも部分区
域が導電性を有するとともに電気加熱可能であり、少な
くとも部分区域に触媒活性被膜を有している電気加熱式
触媒コンバータに関する。
される少なくとも一つのハニカム体装置がハウジングの
中に収容され、そのハニカム体装置の少なくとも部分区
域が導電性を有するとともに電気加熱可能であり、少な
くとも部分区域に触媒活性被膜を有している電気加熱式
触媒コンバータに関する。
電気加熱式触媒コンバータは例えば米国特許第514674
3号明細書に記載されている。その改良形構造形式が国
際特許出願公開第92/02714号明細書に記載されており、
本発明はこれから出発している。更に電気加熱可能な触
媒コンバータに利用されるハニカム体を非均一に加熱す
ることも知られている。このために国際特許出願公開第
92/13635号明細書に、ハニカム体に使用される金属薄板
に電流分布に影響を与えるためスリットあるいは孔を設
けることが提案されている。
3号明細書に記載されている。その改良形構造形式が国
際特許出願公開第92/02714号明細書に記載されており、
本発明はこれから出発している。更に電気加熱可能な触
媒コンバータに利用されるハニカム体を非均一に加熱す
ることも知られている。このために国際特許出願公開第
92/13635号明細書に、ハニカム体に使用される金属薄板
に電流分布に影響を与えるためスリットあるいは孔を設
けることが提案されている。
電気加熱可能なハニカム体の公知の構造形式は原理的
にはたいていの用途に適しているが、種々の所定の周辺
条件に対して標準化され機械的に安定し且つ電気的およ
び熱力学的な要件を満足する構造形式を作ることは困難
である。
にはたいていの用途に適しているが、種々の所定の周辺
条件に対して標準化され機械的に安定し且つ電気的およ
び熱力学的な要件を満足する構造形式を作ることは困難
である。
電気加熱可能な触媒コンバータは最良の結果を得るた
めに実質的にそれぞれの自動車の形式に合わせなければ
ならないことが判明している。その場合まず第一に、加
熱に用いられる最大の電流強さを考慮しなければなら
ず、それに従ってハニカム体の電気抵抗を所定の供給電
圧（たいていは８〜12V）に合わせなければならない。
電気加熱可能なハニカム体をそれに続く加熱不能な触媒
コンバータ例えば前置触媒体あるいは主触媒体の前にで
きるだけ密接して配置しようとすると、電気加熱可能な
ハニカム体の直径をこの条件に合わせる必要がある。更
に利用可能な加熱面積と加熱質量との比率も問題となる
が、この比率を広範囲に変更できるようにすることが望
ましい。しかしこれは抵抗および直径が予め規定されて
いる公知の構造形式の場合には非常に難しい。特に所定
の周辺条件は軸方向に非常に短い加熱可能ハニカム体を
必要とし、このハニカム体は機械的に十分に安定せず、
特に自動車において生ずる振動に対して十分に安定しな
い。
めに実質的にそれぞれの自動車の形式に合わせなければ
ならないことが判明している。その場合まず第一に、加
熱に用いられる最大の電流強さを考慮しなければなら
ず、それに従ってハニカム体の電気抵抗を所定の供給電
圧（たいていは８〜12V）に合わせなければならない。
電気加熱可能なハニカム体をそれに続く加熱不能な触媒
コンバータ例えば前置触媒体あるいは主触媒体の前にで
きるだけ密接して配置しようとすると、電気加熱可能な
ハニカム体の直径をこの条件に合わせる必要がある。更
に利用可能な加熱面積と加熱質量との比率も問題となる
が、この比率を広範囲に変更できるようにすることが望
ましい。しかしこれは抵抗および直径が予め規定されて
いる公知の構造形式の場合には非常に難しい。特に所定
の周辺条件は軸方向に非常に短い加熱可能ハニカム体を
必要とし、このハニカム体は機械的に十分に安定せず、
特に自動車において生ずる振動に対して十分に安定しな
い。
本発明の課題は、その質量が標準化され、それにも拘
わらず所定の周辺条件に広範囲に適合できるような電気
加熱式触媒コンバータを作ることにある。更にその場
合、加熱面積と加熱質量との比率を調整でき、加熱面積
と触媒作用面積との比率も変更できるようにするもので
ある。
わらず所定の周辺条件に広範囲に適合できるような電気
加熱式触媒コンバータを作ることにある。更にその場
合、加熱面積と加熱質量との比率を調整でき、加熱面積
と触媒作用面積との比率も変更できるようにするもので
ある。
上述の課題を解決するため本発明によれば、内燃機関
の排気ガスにより流れ方向に貫流される少なくとも一つ
のハニカム体装置がハウジング中に収容され、ハニカム
体装置の少なくとも部分区域が導電性を有し電気的に加
熱可能であり、少なくとも部分区域に触媒活性被膜を有
している電気加熱式触媒コンバータにおいて、ハニカム
体装置が排気ガスの流れ方向に連続して位置し異なる軸
方向長さおよび／又は異なる電気抵抗を有する少なくと
も二つの電気加熱可能な部分区域を備え、触媒活性被膜
を有し電流をほぼ阻止する加熱不能な区域によって電気
加熱可能な区域が分離される。本発明は、触媒コンバー
タにおける触媒反応が約300〜450℃の温度からはじめて
顕著に生ずるという事実から出発している。従って大形
のハニカム体をゆっくり加熱するとき、最初はどこにも
触媒反応は生じない。その代わりに、軸方向に非常に短
く加熱質量が小さな区域だけを急速に加熱する場合に
は、そこにおける触媒反応は早期に行われる。そのため
の条件は、この範囲の表面積が加熱出力に比べて、また
低温始動過程においてまだ冷たい排気ガスの質量流量に
比べて大き過ぎないことである。急速に加熱される区域
においては発熱反応が生じ、この発熱反応は低温始動過
程中に排気ガス内に含まれる化学エネルギーを触媒コン
バータの加熱のために活動させる。急速に加熱される区
域に供給される電気エネルギーおよびそこで置換される
化学エネルギーは排気ガスおよび直接これに続く触媒コ
ンバータの部分区域を加熱するが、触媒コンバータの後
続の部分はヒートシンクとして作用するので、加熱区域
の終端から温度は再び低下する。それ故加熱区域の後方
の短い区域は温度が再び300℃以下に低下するので、触
媒反応はもはや生じない。本発明によれば、温度を再び
触媒反応に適した大きさに高めるためにもう一つの加熱
可能な部分区域が設けられている。第１の加熱可能な部
分区域は排気ガスを例えば150℃から450℃まで加熱しな
ければならないが、第２の部分区域は温度を例えば300
℃から450℃に高めればよい。そのために第１の加熱可
能な区域より小さな電気出力しか必要とされないことは
明白である。従って第２の加熱可能な部分区域は第１の
加熱可能な部分区域よりも大きな電気抵抗を有していな
ければならず、これは異なった構造によってあるいは短
い軸方向長さによって達成される。
の排気ガスにより流れ方向に貫流される少なくとも一つ
のハニカム体装置がハウジング中に収容され、ハニカム
体装置の少なくとも部分区域が導電性を有し電気的に加
熱可能であり、少なくとも部分区域に触媒活性被膜を有
している電気加熱式触媒コンバータにおいて、ハニカム
体装置が排気ガスの流れ方向に連続して位置し異なる軸
方向長さおよび／又は異なる電気抵抗を有する少なくと
も二つの電気加熱可能な部分区域を備え、触媒活性被膜
を有し電流をほぼ阻止する加熱不能な区域によって電気
加熱可能な区域が分離される。本発明は、触媒コンバー
タにおける触媒反応が約300〜450℃の温度からはじめて
顕著に生ずるという事実から出発している。従って大形
のハニカム体をゆっくり加熱するとき、最初はどこにも
触媒反応は生じない。その代わりに、軸方向に非常に短
く加熱質量が小さな区域だけを急速に加熱する場合に
は、そこにおける触媒反応は早期に行われる。そのため
の条件は、この範囲の表面積が加熱出力に比べて、また
低温始動過程においてまだ冷たい排気ガスの質量流量に
比べて大き過ぎないことである。急速に加熱される区域
においては発熱反応が生じ、この発熱反応は低温始動過
程中に排気ガス内に含まれる化学エネルギーを触媒コン
バータの加熱のために活動させる。急速に加熱される区
域に供給される電気エネルギーおよびそこで置換される
化学エネルギーは排気ガスおよび直接これに続く触媒コ
ンバータの部分区域を加熱するが、触媒コンバータの後
続の部分はヒートシンクとして作用するので、加熱区域
の終端から温度は再び低下する。それ故加熱区域の後方
の短い区域は温度が再び300℃以下に低下するので、触
媒反応はもはや生じない。本発明によれば、温度を再び
触媒反応に適した大きさに高めるためにもう一つの加熱
可能な部分区域が設けられている。第１の加熱可能な部
分区域は排気ガスを例えば150℃から450℃まで加熱しな
ければならないが、第２の部分区域は温度を例えば300
℃から450℃に高めればよい。そのために第１の加熱可
能な区域より小さな電気出力しか必要とされないことは
明白である。従って第２の加熱可能な部分区域は第１の
加熱可能な部分区域よりも大きな電気抵抗を有していな
ければならず、これは異なった構造によってあるいは短
い軸方向長さによって達成される。
第１の電気加熱可能な部分区域が第２の電気加熱可能
な部分区域の軸方向長さより長く、好適にはその２〜４
倍の軸方向長さを有していると特に有利である。さもな
ければ第１および第２の両部分区域が同じ構造をしてい
る場合には、第２の部分区域の抵抗が第１の部分区域の
それの２〜４倍に高められていることが有利である。
な部分区域の軸方向長さより長く、好適にはその２〜４
倍の軸方向長さを有していると特に有利である。さもな
ければ第１および第２の両部分区域が同じ構造をしてい
る場合には、第２の部分区域の抵抗が第１の部分区域の
それの２〜４倍に高められていることが有利である。
ハニカム体装置の機械的強度に対して、電気加熱可能
な部分区域間に直接加熱できない少なくとも一つの部分
区域が配置されていると有利である。その面積を触媒反
応に対して利用できるようにするために、この部分区域
は触媒活性被膜で被覆する必要がある。この区域は直接
加熱できないにも拘わらず、両側の直接加熱可能な部分
区域によって一緒に加熱されるので、この部分区域も触
媒反応に貢献する。
な部分区域間に直接加熱できない少なくとも一つの部分
区域が配置されていると有利である。その面積を触媒反
応に対して利用できるようにするために、この部分区域
は触媒活性被膜で被覆する必要がある。この区域は直接
加熱できないにも拘わらず、両側の直接加熱可能な部分
区域によって一緒に加熱されるので、この部分区域も触
媒反応に貢献する。
厳しい環境保護の法律を厳守するために触媒反応を急
速に開始させることが必要である。従って第１の電気加
熱可能な部分区域がその軸方向長さ、電気抵抗、質量お
よび表面積に関して、それが内燃機関の低温始動過程中
に所定の電圧例えば８〜12Vの電圧を印加した際にその
排気ガス流内において３〜５秒内に約450℃に加熱され
るように形成していると有利である。後で実施例を参照
して詳細に説明するように、本発明に基づく構造形式は
機械的に安定した構造において常にこの条件を維持する
ことができる。
速に開始させることが必要である。従って第１の電気加
熱可能な部分区域がその軸方向長さ、電気抵抗、質量お
よび表面積に関して、それが内燃機関の低温始動過程中
に所定の電圧例えば８〜12Vの電圧を印加した際にその
排気ガス流内において３〜５秒内に約450℃に加熱され
るように形成していると有利である。後で実施例を参照
して詳細に説明するように、本発明に基づく構造形式は
機械的に安定した構造において常にこの条件を維持する
ことができる。
更に第１の電気加熱可能な部分区域の後ろに位置する
直接加熱できない部分区域が、内燃機関の低温始動過程
中におけるこの部分区域の軸方向長さにわたる温度低下
がこの部分区域における発熱反応を考慮した状態におい
て排気ガス入口温度が450℃である場合に約50〜150℃に
すぎないような軸方向長さ、質量および表面積を有して
いると有利である。このような構成をとることにより、
実際上全く直接加熱できない部分区域が非常に早く触媒
反応に貢献し、これによって低温始動過程中における有
害物質の発生を防止する。
直接加熱できない部分区域が、内燃機関の低温始動過程
中におけるこの部分区域の軸方向長さにわたる温度低下
がこの部分区域における発熱反応を考慮した状態におい
て排気ガス入口温度が450℃である場合に約50〜150℃に
すぎないような軸方向長さ、質量および表面積を有して
いると有利である。このような構成をとることにより、
実際上全く直接加熱できない部分区域が非常に早く触媒
反応に貢献し、これによって低温始動過程中における有
害物質の発生を防止する。
第２の電気加熱可能な部分区域はその軸方向長さ、電
気抵抗、質量および表面積に関して、それが内燃機関の
低温始動過程中に所定の電圧を印加した際にこの区域に
おける発熱反応を考慮した状態において排気ガス入口温
度が400℃である場合に50〜150℃の温度上昇が生ずるよ
うに形成されると有利である。
気抵抗、質量および表面積に関して、それが内燃機関の
低温始動過程中に所定の電圧を印加した際にこの区域に
おける発熱反応を考慮した状態において排気ガス入口温
度が400℃である場合に50〜150℃の温度上昇が生ずるよ
うに形成されると有利である。
第２の電気加熱可能な部分区域に、同様に早期に触媒
反応に貢献する触媒活性被膜を備えたもう一つの部分区
域が続くようにすることができる。原理的には上述の作
用に相応して作用する電気加熱可能な部分区域および電
気加熱できない部分区域を更に続けて設けることもでき
る。勿論特にハニカム体装置全体が即ち加熱可能な部分
区域並びに加熱不能な部分区域が触媒活性材料で被覆さ
れていると有利である。
反応に貢献する触媒活性被膜を備えたもう一つの部分区
域が続くようにすることができる。原理的には上述の作
用に相応して作用する電気加熱可能な部分区域および電
気加熱できない部分区域を更に続けて設けることもでき
る。勿論特にハニカム体装置全体が即ち加熱可能な部分
区域並びに加熱不能な部分区域が触媒活性材料で被覆さ
れていると有利である。
原理的には、ハニカム体装置の各部分区域を互いに連
続して配置された別個のハニカム体から構成することも
できる。しかし本発明によれば、ハニカム体装置が唯一
のハニカム体から成り、このハニカム体が構造化された
板金層から構成され、軸方向に連続して位置する少なく
とも三つの部分区域、即ち第１の電気加熱可能な部分区
域、それに続いて位置し板金層にある多数のスリットに
よって少なくとも一方向には連続的な導電性を示さず従
って直接電気加熱できない部分区域およびそれに続く第
２の電気加熱可能な部分区域に分割されていることが有
利である。この配置構造は特に単純であり、安価に製造
でき、機械的に特に安定している。従来公知のものと異
なって、ここでは部分区域における電流の流れを完全に
阻止するためにスリットが採用され、その際スリットは
電位の方向に対して直角にあるいは角度を成して位置
し、これによってスリット間の板金範囲において電流は
流れなくなる。
続して配置された別個のハニカム体から構成することも
できる。しかし本発明によれば、ハニカム体装置が唯一
のハニカム体から成り、このハニカム体が構造化された
板金層から構成され、軸方向に連続して位置する少なく
とも三つの部分区域、即ち第１の電気加熱可能な部分区
域、それに続いて位置し板金層にある多数のスリットに
よって少なくとも一方向には連続的な導電性を示さず従
って直接電気加熱できない部分区域およびそれに続く第
２の電気加熱可能な部分区域に分割されていることが有
利である。この配置構造は特に単純であり、安価に製造
でき、機械的に特に安定している。従来公知のものと異
なって、ここでは部分区域における電流の流れを完全に
阻止するためにスリットが採用され、その際スリットは
電位の方向に対して直角にあるいは角度を成して位置
し、これによってスリット間の板金範囲において電流は
流れなくなる。
これは例えば国際特許出願公開第92/02714号明細書に
記載されている電気加熱式ハニカム体に対する一般的な
公知の構造形式の場合、スリットがほぼ流れ方向にある
いはこれに対して鋭角を成して延び、これによって排気
ガスの流れ方向に対して直角の電流の流れが阻止される
ことを意味している。しかしスリットはその部分区域の
軸方向強度に実質的な影響を与えないので、その部分区
域の軸方向強度は維持される。電気加熱可能な部分区域
は、たとえこの部分区域が軸方向に非常に短くとも、ハ
ニカム体が大きな軸方向の機械的強度を有するように軸
方向に互いに安定して結合されている。軸方向強度のた
めにはスリットが流れ方向に対して正確に平行に延びて
いることが最適であるが、流れ方向に対して幾分傾斜し
て延びるスリットは鋼板を曲げる際特に波打ちさせる際
に良好な結果を生じるので、この形状の方が優れてい
る。
記載されている電気加熱式ハニカム体に対する一般的な
公知の構造形式の場合、スリットがほぼ流れ方向にある
いはこれに対して鋭角を成して延び、これによって排気
ガスの流れ方向に対して直角の電流の流れが阻止される
ことを意味している。しかしスリットはその部分区域の
軸方向強度に実質的な影響を与えないので、その部分区
域の軸方向強度は維持される。電気加熱可能な部分区域
は、たとえこの部分区域が軸方向に非常に短くとも、ハ
ニカム体が大きな軸方向の機械的強度を有するように軸
方向に互いに安定して結合されている。軸方向強度のた
めにはスリットが流れ方向に対して正確に平行に延びて
いることが最適であるが、流れ方向に対して幾分傾斜し
て延びるスリットは鋼板を曲げる際特に波打ちさせる際
に良好な結果を生じるので、この形状の方が優れてい
る。
実施例を参照して後で詳述するように、多くの用途に
対してすべての電気加熱可能な区域の軸方向長さが合計
で４〜20mm、特に６〜16mmであると有利である。その場
合、第１の電気加熱可能な部分区域の軸方向長さは２〜
10mm、好適には約6mmである。ハニカム体装置の直径の
適切な範囲として75〜105mm、好適には約90mmが有利で
あることが判明している。
対してすべての電気加熱可能な区域の軸方向長さが合計
で４〜20mm、特に６〜16mmであると有利である。その場
合、第１の電気加熱可能な部分区域の軸方向長さは２〜
10mm、好適には約6mmである。ハニカム体装置の直径の
適切な範囲として75〜105mm、好適には約90mmが有利で
あることが判明している。
ハニカム体装置の軸方向の全長は十分な機械的強度を
得るために12〜40mm、好適には約25mmであると有利であ
る。
得るために12〜40mm、好適には約25mmであると有利であ
る。
本発明は個々の板金によって構成されたハニカム体で
実現できるだけでなく、例えば軸方向に連続して位置し
電気抵抗が流れ方向に増加している複数の部分区域に分
割されている唯一の押出し成形ハニカム体によっても実
現できる。導電性のハニカム体を金属粉末から、あるい
はセラミックス粉末と金属粉末との混合材から押出し成
形によって製造することは知られている。その場合電気
抵抗は金属粉末とセラミックス粉末との混合比率によっ
て調整できる。またこの種のハニカム体の個々の区域に
おける抵抗は追加処理によって、例えば酸化処理あるい
はエッチング処理によっても調節でき、これによって種
々の電気抵抗を備えた部分区域を容易に製造することが
できる。
実現できるだけでなく、例えば軸方向に連続して位置し
電気抵抗が流れ方向に増加している複数の部分区域に分
割されている唯一の押出し成形ハニカム体によっても実
現できる。導電性のハニカム体を金属粉末から、あるい
はセラミックス粉末と金属粉末との混合材から押出し成
形によって製造することは知られている。その場合電気
抵抗は金属粉末とセラミックス粉末との混合比率によっ
て調整できる。またこの種のハニカム体の個々の区域に
おける抵抗は追加処理によって、例えば酸化処理あるい
はエッチング処理によっても調節でき、これによって種
々の電気抵抗を備えた部分区域を容易に製造することが
できる。
従って押出し成形ハニカム体も軸方向に連続して位置
する三つの部分区域、即ち第１の導電性の加熱可能な部
分区域、これに続く不良導電性で直接加熱できない部分
区域およびこれに続く第２の導電性の加熱可能な部分区
域を有することができる。これらの部分区域の作用は上
述の作用に相応している。
する三つの部分区域、即ち第１の導電性の加熱可能な部
分区域、これに続く不良導電性で直接加熱できない部分
区域およびこれに続く第２の導電性の加熱可能な部分区
域を有することができる。これらの部分区域の作用は上
述の作用に相応している。
押出し成形ハニカム体の良導電性部分区域が主に金属
材料から成り、不良導電性区域が主にセラミックス材料
あるいは大きな多孔性の金属材料から成っていると有利
である。このようなハニカム体は五つの部分区域から構
成することもでき、その内の三つあるいは二つが電気的
に直接加熱される。
材料から成り、不良導電性区域が主にセラミックス材料
あるいは大きな多孔性の金属材料から成っていると有利
である。このようなハニカム体は五つの部分区域から構
成することもでき、その内の三つあるいは二つが電気的
に直接加熱される。
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
が、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
が、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
図１は本発明に基づくハニカム体装置とその直ぐ後ろ
に配置された前置触媒体とを備えた自動車における排気
装置の一部断面図、 図２、図３および図４はそれぞれ軸方向に展開した形
で、低温始動過程における加熱中の温度経過（図２）、
本発明に基づくハニカム体装置の構成（図３）および本
発明に基づくハニカム体装置に適している帯状板金の一
部を示す図（図４）、 図５は三つの部分区域を有する押出し成形ハニカム体
の構造の概略断面図である。
に配置された前置触媒体とを備えた自動車における排気
装置の一部断面図、 図２、図３および図４はそれぞれ軸方向に展開した形
で、低温始動過程における加熱中の温度経過（図２）、
本発明に基づくハニカム体装置の構成（図３）および本
発明に基づくハニカム体装置に適している帯状板金の一
部を示す図（図４）、 図５は三つの部分区域を有する押出し成形ハニカム体
の構造の概略断面図である。
図１は自動車の排気装置の一部、詳しくは前置触媒体
６の直前に設けられた部分区域を電気加熱できるハニカ
ム体装置10の概略断面図である。排気ガスは流入ディフ
ューザ１を通って流れ方向Ｓに流入し、ハウジング２の
中に収納されているハニカム体装置10に到達する。ハウ
ジング２に続く別のハウジング３の中に前置触媒体６が
配置されている。ハニカム体装置10と前置触媒体６との
間には幅Ａの非常に小さな間隙しか存在していない。前
置触媒体６にディフューザ４が続いており、その後ろに
主触媒体（図示せず）が存在している。ハニカム体装置
10は直径ｄを有し、前置触媒体６は直径Ｄを有してい
る。ハニカム体装置10の軸方向長さLWおよび加熱可能な
部分区域の軸方向長さLH1、LH2、LH3は図３にも軸方向
に展開して示されている。
６の直前に設けられた部分区域を電気加熱できるハニカ
ム体装置10の概略断面図である。排気ガスは流入ディフ
ューザ１を通って流れ方向Ｓに流入し、ハウジング２の
中に収納されているハニカム体装置10に到達する。ハウ
ジング２に続く別のハウジング３の中に前置触媒体６が
配置されている。ハニカム体装置10と前置触媒体６との
間には幅Ａの非常に小さな間隙しか存在していない。前
置触媒体６にディフューザ４が続いており、その後ろに
主触媒体（図示せず）が存在している。ハニカム体装置
10は直径ｄを有し、前置触媒体６は直径Ｄを有してい
る。ハニカム体装置10の軸方向長さLWおよび加熱可能な
部分区域の軸方向長さLH1、LH2、LH3は図３にも軸方向
に展開して示されている。
図３はハニカム体装置10を概略断面図で示している。
このハニカム体装置10は電気加熱可能な最初の部分区域
11、それに続く加熱不能な部分区域12、それに続く電気
加熱可能な部分区域13、それに続く加熱不能な部分区域
14および電気加熱可能な部分区域15を有している。しか
し本発明に基づく単純な装置はもっと少ない部分区域を
同様に配置して構成することもできる。その場合ハニカ
ム体装置は最前部のディスクとして加熱可能な部分区域
と同様に加熱不能な部分区域も備えることができるが、
加熱可能な部分区域が最前部のディスクとして優れてい
る。
このハニカム体装置10は電気加熱可能な最初の部分区域
11、それに続く加熱不能な部分区域12、それに続く電気
加熱可能な部分区域13、それに続く加熱不能な部分区域
14および電気加熱可能な部分区域15を有している。しか
し本発明に基づく単純な装置はもっと少ない部分区域を
同様に配置して構成することもできる。その場合ハニカ
ム体装置は最前部のディスクとして加熱可能な部分区域
と同様に加熱不能な部分区域も備えることができるが、
加熱可能な部分区域が最前部のディスクとして優れてい
る。
図２は図３に対応して、電気加熱可能な部分区域が加
熱される低温始動過程中におけるハニカム体装置10の温
度経過を示している。低温排気ガスは部分区域11に例え
ば150℃の温度で流入し、まず300℃に加熱される。この
温度において発熱触媒反応が生じ、電気的並びに化学的
なエネルギーによって一層の加熱が行われ、約500℃ま
で幾分急勾配で温度上昇する。続く加熱不能な部分区域
12において温度は500℃から300℃に低下するが、その温
度は触媒反応にとって必要な温度より高く、従って部分
区域12全域において触媒反応が行われる。電気加熱可能
な部分区域13は温度を再び500℃に高め、この温度は続
く加熱不能な部分区域14において再び約300℃に低下す
る。電気加熱可能な部分区域15は温度を再び500℃に高
め、この温度は間隙５およびこれに続く前置触媒体６に
おいて再び約300℃に低下する。触媒反応は全長LKにお
いて、即ちほぼ最初の電気加熱可能な部分区域11の中央
から前置触媒体６の中に入るまで行われる。電気加熱可
能な区域の総合長さLHは加熱可能な部分区域11、13、15
の長さLH1、LH2、LH3の和である。これから理解できる
ように、ハニカム体の長さLWは或る限界内において加熱
可能な区域の総合長さLHに無関係である。更に触媒反応
が行われる長さLKは加熱可能な区域の総合長さLHより大
きい。
熱される低温始動過程中におけるハニカム体装置10の温
度経過を示している。低温排気ガスは部分区域11に例え
ば150℃の温度で流入し、まず300℃に加熱される。この
温度において発熱触媒反応が生じ、電気的並びに化学的
なエネルギーによって一層の加熱が行われ、約500℃ま
で幾分急勾配で温度上昇する。続く加熱不能な部分区域
12において温度は500℃から300℃に低下するが、その温
度は触媒反応にとって必要な温度より高く、従って部分
区域12全域において触媒反応が行われる。電気加熱可能
な部分区域13は温度を再び500℃に高め、この温度は続
く加熱不能な部分区域14において再び約300℃に低下す
る。電気加熱可能な部分区域15は温度を再び500℃に高
め、この温度は間隙５およびこれに続く前置触媒体６に
おいて再び約300℃に低下する。触媒反応は全長LKにお
いて、即ちほぼ最初の電気加熱可能な部分区域11の中央
から前置触媒体６の中に入るまで行われる。電気加熱可
能な区域の総合長さLHは加熱可能な部分区域11、13、15
の長さLH1、LH2、LH3の和である。これから理解できる
ように、ハニカム体の長さLWは或る限界内において加熱
可能な区域の総合長さLHに無関係である。更に触媒反応
が行われる長さLKは加熱可能な区域の総合長さLHより大
きい。
図４は図３に対応して、従来技術として引用した国際
特許出願公開第92/02714号明細書記載の構造形式に相応
したハニカム体装置10を製造するのに適しているスリッ
ト16付きの帯状板金17の原理的な構成を示している。帯
状板金17の図示していない両端に電圧が印加されると、
電流は実質的には部分区域11、13、15にしか流れず、部
分区域12、14ではスリットが電流の流れを殆ど妨げるの
で流れない。帯状板金17は平板でも波板でもよい。スリ
ット16の正確な形状および配置は、それが全体において
部分区域12、14における排気ガスの流れ方向に対して直
角の電流の流れを妨げる限りは、必ずしも重要な問題で
はない。
特許出願公開第92/02714号明細書記載の構造形式に相応
したハニカム体装置10を製造するのに適しているスリッ
ト16付きの帯状板金17の原理的な構成を示している。帯
状板金17の図示していない両端に電圧が印加されると、
電流は実質的には部分区域11、13、15にしか流れず、部
分区域12、14ではスリットが電流の流れを殆ど妨げるの
で流れない。帯状板金17は平板でも波板でもよい。スリ
ット16の正確な形状および配置は、それが全体において
部分区域12、14における排気ガスの流れ方向に対して直
角の電流の流れを妨げる限りは、必ずしも重要な問題で
はない。
図５は、電気加熱可能な第１の部分区域21、加熱不能
な部分区域22および電気加熱可能な第２の部分区域23を
備えた押出し成形ハニカム体装置20の構造を概略的な形
で示している。部分区域21は大きな量の金属成分を有
し、部分区域22は比較的大きな量のセラミックス成分を
有している。基本的には押出し成形ハニカム体の場合、
押出し成形の際における金属成分とセラミックス成分の
混合量を適当に変更することによって、排気ガスの流れ
方向に電気抵抗を連続的に増大させることもできる。こ
れによって本発明に基づく課題も特に有利に達成でき
る。
な部分区域22および電気加熱可能な第２の部分区域23を
備えた押出し成形ハニカム体装置20の構造を概略的な形
で示している。部分区域21は大きな量の金属成分を有
し、部分区域22は比較的大きな量のセラミックス成分を
有している。基本的には押出し成形ハニカム体の場合、
押出し成形の際における金属成分とセラミックス成分の
混合量を適当に変更することによって、排気ガスの流れ
方向に電気抵抗を連続的に増大させることもできる。こ
れによって本発明に基づく課題も特に有利に達成でき
る。
次の表は、本発明に基づくハニカム体装置がどのよう
に標準化されるか、および種々のパラメータに対する許
容範囲の幅がどのようなものであるかを示している。こ
の表は国際特許出願第92/02714号明細書記載における構
造形式に関するもので、横の欄に電気出力750W、1000
W、1500W、2000W、3000Wの構造形式が示されている。縦
の欄にはハニカム体装置の三つの異なった直径、即ち前
置触媒体の直径80mm、90mm、100mmに対応した直径76m
m、86mm、96mmが示されている。
に標準化されるか、および種々のパラメータに対する許
容範囲の幅がどのようなものであるかを示している。こ
の表は国際特許出願第92/02714号明細書記載における構
造形式に関するもので、横の欄に電気出力750W、1000
W、1500W、2000W、3000Wの構造形式が示されている。縦
の欄にはハニカム体装置の三つの異なった直径、即ち前
置触媒体の直径80mm、90mm、100mmに対応した直径76m
m、86mm、96mmが示されている。
なおこの表においてLWはハニカム体装置の長さ、LHは加
熱区域の軸方向の総合長さ、ｍは質量、FHは加熱可能な
面積、Ｖは容積である。
熱区域の軸方向の総合長さ、ｍは質量、FHは加熱可能な
面積、Ｖは容積である。
更に、この種のハニカム体が幾つの層を絡まして構成
されているか、およびこの層の幾つが波形にされている
かが示されている。例えば板金層に対して厚さが0.04〜
0.1mmの鉄・クロム・アルミニウム合金から成る耐熱耐
食性板金が使用されている。表から分かるように、本発
明に基づくハニカム体は特に低い電気出力750、1000Wあ
るいは1500Wに適している。これにより高い出力に対す
る標準化は、ハニカム体全体が電気加熱され（即ち部分
区域に分割されない）、場合によっては軸方向長さが増
大されることによって引続き行うことができる。しかし
特に比較的低い出力範囲に対して、ハニカム体装置の標
準直径および標準長さにおいて低温始動過程における加
熱時間に関して良好な特性を得ることができる。
されているか、およびこの層の幾つが波形にされている
かが示されている。例えば板金層に対して厚さが0.04〜
0.1mmの鉄・クロム・アルミニウム合金から成る耐熱耐
食性板金が使用されている。表から分かるように、本発
明に基づくハニカム体は特に低い電気出力750、1000Wあ
るいは1500Wに適している。これにより高い出力に対す
る標準化は、ハニカム体全体が電気加熱され（即ち部分
区域に分割されない）、場合によっては軸方向長さが増
大されることによって引続き行うことができる。しかし
特に比較的低い出力範囲に対して、ハニカム体装置の標
準直径および標準長さにおいて低温始動過程における加
熱時間に関して良好な特性を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−293387（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−136412（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−280087（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−285337（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−138042（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−237396（ＪＰ，Ａ) 国際公開92／13636（ＷＯ，Ａ１)
Claims (21)
- 【請求項１】内燃機関の排気ガスにより流れ方向（Ｓ）
に貫流される少なくとも一つのハニカム体装置（10）が
ハウジング（１、２、３、４）中に収容され、ハニカム
体装置（10）の少なくとも部分区域（11、13、15）が導
電性を有し電気的に加熱可能であり、少なくとも部分区
域に触媒活性被膜を有している電気加熱式触媒コンバー
タにおいて、ハニカム体装置（10;20）が排気ガスの流
れ方向（Ｓ）に連続して位置し異なる軸方向長さ（LH
1、LH2、LH3）および／又は異なる電気抵抗を有する少
なくとも二つの電気加熱可能な部分区域（11、13、15;2
1、23）を備え、触媒活性被膜を有し電流をほぼ阻止す
る加熱不能な区域によって電気加熱可能な区域が分離さ
れていることを特徴とする電気加熱式触媒コンバータ。 - 【請求項２】第１の電気加熱可能な部分区域（11;21）
が第２の電気加熱可能な部分区域（13;23）の軸方向長
さの２〜４倍の軸方向長さ（LH1）を有していることを
特徴とする請求項１記載の触媒コンバータ。 - 【請求項３】第２の電気加熱可能な部分区域（13;23）
が第１の電気加熱可能な部分区域（11;21）の電気抵抗
の２〜４倍の抵抗を有していることを特徴とする請求項
１又は２記載の触媒コンバータ。 - 【請求項４】電気加熱可能な部分区域（11、13、15;2
1、23）間に、触媒活性被膜を備えた直接加熱できない
少なくとも一つの部分区域（12、14;22）が位置してい
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに
記載の触媒コンバータ。 - 【請求項５】第１の電気加熱可能な部分区域（11;21）
がその軸方向長さ（LH1）、電気抵抗、質量および表面
積に関して、内燃機関の低温始動過程中に所定の電圧を
印加した際に排気ガス流内において３〜15秒内に約450
℃に加熱されるように形成されていることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の触媒コンバー
タ。 - 【請求項６】流れ方向（Ｓ）において第１の電気加熱可
能な部分区域（11;21）の後ろに位置し触媒活性被膜を
備えた直接加熱できない部分区域（12;22）が、内燃機
関の低温始動過程中におけるその軸方向長さにわたる温
度低下がこの部分区域（12;22）内における発熱反応を
考慮した状態において排気ガス入口温度が450℃である
場合に約50〜100℃となるような軸方向長さ、質量およ
び表面積を有していることを特徴とする請求項４記載の
触媒コンバータ。 - 【請求項７】第２の電気加熱可能な部分区域（13;23）
がその軸方向長さ（LH2）、電気抵抗、質量および表面
積に関して、内燃機関の低温始動過程中に所定の電圧を
印加した際にこの区域における発熱反応を考慮した状態
において排気ガス入口温度が450℃である場合に50〜100
℃の温度上昇が生ずるように形成されていることを特徴
とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の触媒コ
ンバータ。 - 【請求項８】流れ方向（Ｓ）に触媒活性被膜を備えた少
なくとももう一つの部分区域（14）が続いていることを
特徴とする請求項４又は６記載の触媒コンバータ。 - 【請求項９】流れ方向（Ｓ）に少なくとももう一つの電
気加熱可能な部分区域（15）が続いていることを特徴と
する請求項８記載の触媒コンバータ。 - 【請求項１０】ハニカム体装置（10;20）全体が触媒活
性材料で被覆されていることを特徴とする請求項１ない
し９のいずれか１つに記載の触媒コンバータ。 - 【請求項１１】ハニカム体装置（10;20）が唯一のハニ
カム体から成り、このハニカム体が構造化された板金層
（17）から構成され、軸方向に連続して位置する少なく
とも三つの部分区域（11、12、13、14、15）、即ち第１
の電気加熱可能な部分区域（11）、それに続いて位置し
板金層（17）にある多数のスリット（16）によって少な
くとも一方向に導電性を示さず従って直接加熱できない
部分区域（12）およびそれに続く第２の電気加熱可能な
部分区域（13）に分割されていることを特徴とする請求
項１ないし10のいずれか１つに記載の触媒コンバータ。 - 【請求項１２】スリット（６）がほぼ流れ方向（Ｓ）に
あるいはこれに対して鋭角を成して延び、直接加熱でき
ない部分区域（12）における排気ガスの流れ方向（Ｓ）
に対して直角の電流の流れを阻止するがこの部分区域
（12）の軸方向強度を維持し、第１（11）および第２の
加熱可能な部分区域（13）がこの直接加熱できない部分
区域（12）によって軸方向に互いに安定して結合され、
電気加熱可能な部分区域（11、13）が軸方向に極めて短
い場合でもハニカム体装置（10）全体が大きな軸方向の
機械的強度を有していることを特徴とする請求項11記載
の触媒コンバータ。 - 【請求項１３】すべての電気加熱可能な部分区域の軸方
向長さ（LH1、LH2、LH3）が合計で４〜20mmであること
を特徴とする請求項１ないし12のいずれか１つに記載の
触媒コンバータ。 - 【請求項１４】第１の電気加熱可能な部分区域（11）の
軸方向長さ（LH1）が２〜10mmであることを特徴とする
請求項１ないし13のいずれか１つに記載の触媒コンバー
タ。 - 【請求項１５】ハニカム体装置（10、20）の直径（ｄ）
が75〜105mmであることを特徴とする請求項１ないし14
のいずれか１つに記載の触媒コンバータ。 - 【請求項１６】ハニカム体装置（10、20）の軸方向全長
（LW）が12〜40mmであることを特徴とする請求項１ない
し15のいずれか１つに記載の触媒コンバータ。 - 【請求項１７】ハニカム体装置（20）が唯一の押出し成
形ハニカム体から成り、このハニカム体が軸方向に連続
して位置し電気抵抗が流れ方向（Ｓ）に増加している部
分区域（21、22、23）に分割されていることを特徴とす
る請求項１ないし10のいずれか１つに記載の触媒コンバ
ータ。 - 【請求項１８】ハニカム体（20）が軸方向に連続して位
置する少なくとも三つの部分区域（21、22、23）、即ち
第１の導電性の加熱可能な部分区域（21）、これに続く
不良導電性で直接加熱できない部分区域（22）およびこ
れに続く第２の導電性の加熱可能な部分区域（23）を有
していることを特徴とする請求項17記載の触媒コンバー
タ。 - 【請求項１９】押出し成形ハニカム体（20）の良導電性
部分区域（21、23）が主に金属材料から成り、不良導電
性区域（22）が主にセラミックス材料あるいは大きな多
孔性の金属材料から成っていることを特徴とする請求項
18記載の触媒コンバータ。 - 【請求項２０】ハニカム体（20）が三つの加熱可能な部
分区域と二つの直接加熱できない部分区域を有している
ことを特徴とする請求項17ないし19のいずれか１つに記
載の触媒コンバータ。 - 【請求項２１】ハニカム体（20）が二つの加熱可能な部
分区域と三つの直接加熱できない部分区域を有している
ことを特徴とする請求項17ないし19のいずれか１つに記
載の触媒コンバータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4302039.9 | 1993-01-26 | ||
| DE4302039A DE4302039A1 (de) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | Katalytischer Konverter mit elektrischer Beheizung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08503887A JPH08503887A (ja) | 1996-04-30 |
| JP2791983B2 true JP2791983B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=6478932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6516637A Expired - Fee Related JP2791983B2 (ja) | 1993-01-26 | 1994-01-18 | 電気加熱式触媒コンバータ |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5585073A (ja) |
| EP (1) | EP0681643B1 (ja) |
| JP (1) | JP2791983B2 (ja) |
| KR (1) | KR100286954B1 (ja) |
| CN (1) | CN1076434C (ja) |
| BR (1) | BR9405815A (ja) |
| DE (2) | DE4302039A1 (ja) |
| ES (1) | ES2089921T3 (ja) |
| RU (1) | RU2102607C1 (ja) |
| WO (1) | WO1994017290A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4340742A1 (de) * | 1993-11-30 | 1995-06-01 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren zur Verminderung des Schadstoffausstoßes eines Dieselmotors mit nachgeschaltetem Oxidationskatalysator |
| JPH09192453A (ja) * | 1996-01-19 | 1997-07-29 | Ngk Insulators Ltd | 触媒コンバーター |
| EP0818615B1 (de) * | 1996-07-10 | 2011-09-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Katalysatorgehäuse |
| DE19704144A1 (de) * | 1997-02-04 | 1998-08-06 | Emitec Emissionstechnologie | Extrudierter Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, mit verstärkter Wandstruktur |
| DE19806033A1 (de) * | 1998-02-13 | 1999-08-19 | Emitec Emissionstechnologie | Anordnung und Verfahren zur Umsetzung wenigstens einer Abgaskomponente eines Abgasstromes eines Verbrennungsmotors |
| DE19924861C1 (de) * | 1999-05-31 | 2000-10-26 | Emitec Emissionstechnologie | Keramischer Wabenkörper mit Einlagerung |
| DE10000568C2 (de) * | 2000-01-10 | 2003-08-14 | Emitec Emissionstechnologie | Thermisch isolierte Abgasreinigungsanlage |
| US7347939B2 (en) | 2002-10-14 | 2008-03-25 | Clean Water Technology, Inc. | Adjustable contaminated liquid mixing apparatus |
| US7025868B2 (en) * | 2003-01-07 | 2006-04-11 | The Boeing Company | Methods and apparatus for simultaneous chlorine and alkaline-peroxide production |
| DE10303911B4 (de) * | 2003-01-31 | 2005-02-10 | Siemens Ag | Verfahren zur Überwachung des Anspringverhaltens eines Abgaskatalysatorsystems |
| DE102009018182A1 (de) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Mehrstufig beheizbarer Wabenkörper |
| WO2012046298A1 (ja) * | 2010-10-05 | 2012-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒及びその製造方法 |
| US9200555B2 (en) * | 2011-11-02 | 2015-12-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for electrically heated catalyst |
| CN102979605A (zh) * | 2012-04-09 | 2013-03-20 | 周正祥 | 内燃机尾气净化装置 |
| DE102012109391A1 (de) * | 2012-10-02 | 2014-04-03 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Elektrisch beheizbarer, aus keramischem Material extrudierter Wabenkörper |
| DE202015103787U1 (de) * | 2015-07-17 | 2015-08-06 | Türk & Hillinger GmbH | Gaskanal mit beheizter poröser Metallstruktur |
| DE102016213612B3 (de) * | 2016-07-25 | 2017-12-28 | Continental Automotive Gmbh | Elektrischer Abgaskatalysator, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Abgaskatalysators |
| CN108104920A (zh) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | 天津艾博胜环保科技有限公司 | 一种汽车尾气加热净化*** |
| GB2560303B (en) * | 2017-02-24 | 2019-10-16 | Jaguar Land Rover Ltd | Exhaust gas treatment system and method |
| DE102018217174B4 (de) * | 2018-10-08 | 2020-07-09 | Vitesco Technologies GmbH | Elektrisch beheizter Abgaskatalysator und Verfahren zum Betreiben eines elektrisch beheizten Abgaskatalysators |
| WO2021062418A1 (en) * | 2019-09-29 | 2021-04-01 | Emissol Llc | Exhaust gas mixer, system, and method of using |
| CA3163748A1 (en) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | Haldor Topsoe A/S | Endothermic reaction of a feed gas heated by resistance heating |
| EP3958650A1 (en) | 2020-08-19 | 2022-02-23 | Johnson Matthey Public Limited Company | Electrical heating unit for exhaust gas system and method for its manufacture |
| US11614017B2 (en) | 2021-05-20 | 2023-03-28 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for providing heat to a catalyst of an after-treatment system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05293387A (ja) * | 1992-03-09 | 1993-11-09 | Usui Internatl Ind Co Ltd | 電気加熱式ハニカム体 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE8816514U1 (de) * | 1988-04-25 | 1989-10-26 | Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar | Elektrisch beheizbarer Katalysator-Trägerkörper |
| DE59100916D1 (de) * | 1990-07-30 | 1994-03-03 | Emitec Emissionstechnologie | Elektrisch beheizbarer wabenkörper, insbesondere katalysator-trägerkörper, mit inneren tragstrukturen. |
| JPH04136412A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | Nissan Motor Co Ltd | ハニカム触媒コンバータの加熱装置 |
| JP2631248B2 (ja) * | 1991-01-31 | 1997-07-16 | エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 互いにつながれた複数個のディスクを備えるハニカム状の本体 |
| KR0140505B1 (ko) * | 1991-01-31 | 1998-06-01 | 볼프강 마우스, 지그프리트 나스 | 불균일하게 전기 가열되는 벌집형 본체 |
| JP3130354B2 (ja) * | 1991-12-21 | 2001-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒装置 |
| JPH06182224A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-07-05 | Nippondenso Co Ltd | 自己発熱型ハニカムフィルタ |
| DE4307431C2 (de) * | 1993-03-09 | 1996-06-27 | Emitec Emissionstechnologie | Elektrisch beheizbarer, in Teilbereiche unterteilter Wabenkörper mit zusätzlichen elektrischen Leiterelementen |
-
1993
- 1993-01-26 DE DE4302039A patent/DE4302039A1/de not_active Ceased
-
1994
- 1994-01-18 KR KR1019950703066A patent/KR100286954B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-01-18 WO PCT/EP1994/000115 patent/WO1994017290A1/de active IP Right Grant
- 1994-01-18 ES ES94905079T patent/ES2089921T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-18 EP EP94905079A patent/EP0681643B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-18 JP JP6516637A patent/JP2791983B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-01-18 DE DE59400415T patent/DE59400415D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-01-18 BR BR9405815A patent/BR9405815A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-01-18 RU RU95119392A patent/RU2102607C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1994-01-18 CN CN94191011A patent/CN1076434C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-07 US US08/484,664 patent/US5585073A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05293387A (ja) * | 1992-03-09 | 1993-11-09 | Usui Internatl Ind Co Ltd | 電気加熱式ハニカム体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9405815A (pt) | 1995-12-05 |
| KR100286954B1 (ko) | 2001-05-02 |
| DE4302039A1 (de) | 1994-07-28 |
| KR960700394A (ko) | 1996-01-20 |
| EP0681643B1 (de) | 1996-07-10 |
| ES2089921T3 (es) | 1996-10-01 |
| CN1116867A (zh) | 1996-02-14 |
| US5585073A (en) | 1996-12-17 |
| CN1076434C (zh) | 2001-12-19 |
| DE59400415D1 (de) | 1996-08-14 |
| RU2102607C1 (ru) | 1998-01-20 |
| WO1994017290A1 (de) | 1994-08-04 |
| JPH08503887A (ja) | 1996-04-30 |
| EP0681643A1 (de) | 1995-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2791983B2 (ja) | 電気加熱式触媒コンバータ | |
| KR0140505B1 (ko) | 불균일하게 전기 가열되는 벌집형 본체 | |
| JP3506747B2 (ja) | ハニカムヒーター | |
| JP2654429B2 (ja) | 排ガス浄化装置の応答促進装置及びその運転方法 | |
| US5180559A (en) | Emission control | |
| JP2649461B2 (ja) | 排ガス浄化触媒用担体構造 | |
| US5382774A (en) | Electrically heatable honeycomb body | |
| JP7254887B2 (ja) | 排ガス加熱ユニット | |
| JP2537156B2 (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化のための加熱可能な触媒装置 | |
| JPH04136412A (ja) | ハニカム触媒コンバータの加熱装置 | |
| RU95119392A (ru) | Каталитический конвертер с электрическим нагревом | |
| US5680503A (en) | Honeycomb heater having a portion that is locally quickly heated | |
| JPH0540251Y2 (ja) | ||
| JP3393299B2 (ja) | 触媒器 | |
| JP3334897B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JP3459937B2 (ja) | 排気ガス浄化触媒用メタル担体 | |
| CA2049634A1 (en) | Electrically heated catalytic converter | |
| WO1990014507A1 (en) | Emission control | |
| US5505911A (en) | Catalytic converter | |
| KR20230054359A (ko) | 배기 가스 시스템용 전열 유닛 및 그 제조 방법 | |
| JP4044178B2 (ja) | 脱臭装置および脱臭方法 | |
| US5649049A (en) | Honeycomb heater having large hydraulic diameter orifices to narrow current flow | |
| JP3145166B2 (ja) | 抵抗調節型ヒーター | |
| JP3152441B2 (ja) | ガス浄化触媒用メタル担体 | |
| JPH06254404A (ja) | 自己発熱型触媒コンバータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080619 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090619 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |