JP5691848B2 - ハニカム構造体及び電気加熱式触媒装置 - Google Patents
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Description
ところで、触媒の活性化には、例えば400℃程度の加熱が必要になる。そのため、ハニカム体等の表面に一対の電極を形成し、その一対の電極間に通電を行ってハニカム体等を加熱する電気加熱式触媒装置(EHC)が開発されている。
このような円柱形状(軸方向に直交する断面が円形状)のハニカム体の場合、電極間の距離が一定でなく、場所によって異なる。そのため、電極間の距離が長い部分(電極の中央部分)は、電極間の距離が短い部分(電極の外側部分)に比べて、電気抵抗の関係で電流が流れ難くなる。これにより、ハニカム体の昇温が不均一となり、温度ばらつきが生じる。
また、特許文献3には、同じくハニカム体を均一に昇温させるため、軸方向に直交する断面が四角形状やレーストラック形状のハニカム体を用い、電極間の距離を一定としたハニカムモノリスヒータが開示されている。
また、上記特許文献3のハニカムモノリスヒータは、ハニカム体の軸方向に直交する断面が四角形状やレーストラック形状であるため、例えば、車両の排気管内に設けられた収容部への収容(ケーシング)が容易ではなく、搭載性に問題がある。
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記ハニカム体は、上記一対の電極の上記対向方向及び軸方向に直交する方向に分割され、その中央部に配置された基準ハニカム部と、該基準ハニカム部の両側にそれぞれ1又は複数配置された外側ハニカム部とからなり、上記基準ハニカム部の電気抵抗率が上記外側ハニカム部の電気抵抗率よりも小さく、上記一対の電極の上記基準電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記基準ハニカム部が配置され、かつ、上記外側電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記外側ハニカム部が配置されていることを特徴とするハニカム構造体にある(請求項1)。
第2の発明は、セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体にある(請求項3)。
第3の発明は、セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記外側電極部と上記ハニカム体との間には、隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体にある(請求項5)。
また、上記ハニカム構造体を電気加熱式触媒装置(EHC)として用いる場合には、上記ハニカム体の上記セル形成部の隔壁等に、上記触媒としてのPt、Pd、Rh等からなる三元触媒等を担持させることができる。
この場合には、電極間の距離が短くなるにつれて上記外側電極部の電気抵抗率を大きくすることにより、上記ハニカム体に流れる電流の偏りをさらに抑制し、より均一化を図ることができる。これにより、上記ハニカム体をより一層均一に昇温させることができる。
この場合には、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制して均一化を図り、上記ハニカム体を均一に昇温させることができる。
この場合には、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制して均一化を図り、上記ハニカム体を均一に昇温させるという上述の効果をより一層発揮することができる。
図13に示すごとく、一対の電極3、4の対向方向Xにおける電極間の距離のうち、最も長い距離をL1、最も短い距離をL2とする。同図の例では、最も長い距離L1は、基準電極部31、41の中央部の位置(電極3、4の中央部の位置)である。また、最も短い距離L2は、外側電極部32a、32b、42a、42bの最も外側の位置(電極3、4の最も外側の位置)である。
この場合には、上記電極の全体を電流が流れることにより、上記一対の電極間全体において電流が確実に流れるようにすることができる。これにより、上記ハニカム体を均一に昇温させるという効果を確実に得ることができる。
これにより、上記一対の電極だけでなく、上記ハニカム体の電気抵抗率をも調整することにより、上記ハニカム体を均一に昇温させるという効果をさらに容易に得ることができる。
この場合には、上記ハニカム体の上記外皮部の外周面に上記各電極を容易かつ確実に形成することができると共に、上記ハニカム構造体の搭載性を十分に確保することができる。
一方、上記各電極の厚みが5mmを超える場合には、例えば車両の排気管内への収容時に上記ハニカム構造体を外周から均一な力で保持することが困難となり、搭載性が低下するおそれがある。
したがって、上記各電極は、上記ハニカム体の上記外皮部の外周面に形成する際の容易性の他、上記ハニカム構造体の搭載性等の観点から、それぞれ均一な厚みで形成されていることが好ましい。
これにより、例えば車両の排気管内への収容時に加わる応力、車両の振動、使用時に生じる熱応力等を上記隙間によって抑制・緩和することができる。これにより、上記各電極における割れの発生を防止することができる。
これにより、上記隙間を設けることによって上記電極の外側部分(外側電極部等)における電気抵抗値を調整することができる。具体的には、上記電極の外側部分の電気抵抗値を大きくして外側に電流が流れにくくなるようにすることができる。これにより、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制する効果を高めることができる。
ただし、上記各電極を構成する材料として金属を用いた場合には、セラミックスに比べて電気抵抗率が非常に小さいため、上記各電極における上記基準電極部及び上記外側電極部の電気抵抗率の調整がセラミックスに比べて困難である。よって、電気抵抗率の調整という観点から、セラミックスを用いることが好ましい。
具体的には、上記電極の材料としてSiCを用いた場合には、そのSiCに不純物としてのN、B、Al等を固溶させ、その不純物量を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。また、上記電極の材料としてSiC−Siを用いた場合には、SiCに金属シリコン(Si)を含浸させ、そのSi量を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。また、これらの方法を組み合わせることもできる。
具体的には、上記電極の材料に有機物(例えば、樹脂等)を添加し、その有機物を焼失させて最終的な密度(気孔率)を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。
具体的には、上記ハニカム体の材料としてSiCを用いた場合には、そのSiCに不純物としてのN、B、Al等を固溶させ、その不純物量を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。また、上記ハニカム体の材料としてSiC−Siを用いた場合には、SiCに金属シリコン(Si)を含浸させ、そのSi量を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。また、これらの方法を組み合わせることもできる。
具体的には、上記ハニカム体の材料に有機物(例えば、樹脂等)を添加し、その有機物を焼失させて最終的な密度(気孔率)を制御することによって電気抵抗率を調整することができる。
本発明の実施例にかかるハニカム構造体及びそれを用いた電気加熱式触媒装置(EHC)について、図を用いて説明する。
本例のハニカム構造体1は、図1〜図3に示すごとく、セル形成部21とセル形成部21の周囲を覆う円筒形状の外皮部22と有するハニカム体2と、ハニカム体2の外皮部22の外周面221において径方向に対向配置された一対の電極3、4とを備えている。
一対の電極3、4における基準電極部31、41同士及び外側電極部32a、42a(32b、42b)同士は、一対の電極3、4の対向方向Xにおいて互いに対となるように配置されている。
各電極3(4)において、基準電極部31(41)の電気抵抗率は、外側電極部32a、32b(42a、42b)の電気抵抗率よりも小さい。
以下、これを詳説する。
セル形成部21は、四角形格子状に配された多孔質の隔壁211と、その隔壁211に囲まれて軸方向に伸びる多数のセル212とにより構成されている。
各電極3、4は、それぞれ外皮部22の外周面221に沿って周方向に均一な厚みで形成されている。また、各電極3、4は、SiC−Siの複合材を主成分とする導電性セラミックスからなる。また、各電極3、4の厚みは、1mmである。
また、基準電極部31及び外側電極部32a、32bは、ハニカム体2の外皮部22の外周面221との間に配設された導電性の接着剤51を介して、ハニカム体2の外皮部22の外周面221に接合されている。
また、電極端子30は、基準電極部31との間に配設された導電性の接着剤51を介して、基準電極部31に接合されている。
また、基準電極部41及び外側電極部42a、42bは、ハニカム体2の外皮部22の外周面221との間に配設された導電性の接着剤51を介して、ハニカム体2の外皮部22の外周面221に接合されている。
また、電極端子40は、基準電極部41との間に配設された導電性の接着剤51を介して、基準電極部41に接合されている。
また、マイナス側の電極4において、基準電極部41の電気抵抗率は、その基準電極部41の周方向両側に隣接する外側電極部42a、42bの電気抵抗率よりも小さい。
また、ハニカム体2の電気抵抗率は、各電極3、4における基準電極31、41及び外側電極部32a、32b、42a、42bの電気抵抗率よりも大きい。
そして、ハニカム構造体1は、通電手段80によって一対の電極3、4間に通電を行うことにより、ハニカム体2を加熱することができる。これにより、ハニカム構造体1は、電気加熱式触媒装置8として用いられる。
まず、SiCを主成分とする多孔質セラミックスからなるハニカム体2を成形する。また、各電極3、4における基準電極部31、41及び外側電極部32a、32b、42a、42bとなるシート状の電極材をそれぞれ成形する。電極材は、SiC−Siの複合材を主成分とする焼成体よりなる。
これにより、ハニカム体2の外皮部22の外周面221に一対の電極3、4(基準電極部31、41及び外側電極部32a、32b、42a、42b)を設けたハニカム構造体1が得られる。
本例のハニカム構造体1において、ハニカム体2は、セル形成部21が円筒形状の外皮部22に覆われて構成されており、軸方向に直交する断面が円形状である。したがって、ハニカム体2の外皮部22の外周面221に沿って設けられた一対の電極3、4は、その一対の電極3、4の対向方向Xにおける電極間の距離が場所によって異なる。具体的には、各電極3、4の中央部から外側へ行くほど電極間の距離が短くなる。そのため、各電極3、4の中央部から外側へ行くほど電極間に電流が流れ易い。
本例は、図4に示すごとく、各電極3、4の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極3、4は、基準電極部31、41の周方向両側にそれぞれ複数の外側電極部32a〜32d、42a〜42dが配置されており、これらの外側電極部32a〜32d、42a〜42dは、周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きくなる。
すなわち、プラス側の電極3は、基準電極部31、外側電極部32a、外側電極部32cの順に、また基準電極部31、外側電極部32b、外側電極部32dの順に、周方向中央部から周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きい。
すなわち、マイナス側の電極4は、基準電極部41、外側電極部42a、外側電極部42cの順に、また基準電極部41、外側電極部42b、外側電極部42dの順に、周方向中央部から周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きい。
また、ハニカム体2の電気抵抗率は、各電極3、4における基準電極31、41及び外側電極部32a〜32d、42a〜42dの電気抵抗率よりも大きい。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図5、図6に示すごとく、各電極3、4の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極3(4)は、基準電極部31(41)とその基準電極部31(41)の周方向両側に隣接する外側電極部32a、32b(42a、42b)との間に隙間50が設けられている。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図7、図8に示すごとく、各電極3、4の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極3(4)において、外側電極部32a、32b(42a、42b)とハニカム体2との間の一部には、隙間59が設けられている。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図10に示すごとく、ハニカム体2の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、ハニカム体2は、一対の電極3、4の対向方向X及び軸方向に直交する方向(直交方向)Yに分割され、その中央部に配置された基準ハニカム部23と、その基準ハニカム部23の両側にそれぞれ配置された外側ハニカム部24a、24bとからなる。また、基準ハニカム部23の電気抵抗率は、外側ハニカム部24a、24bの電気抵抗率よりも小さい。また、一対の電極3、4の基準電極部31、41同士の間の領域に基準ハニカム部23が配置され、かつ、外側電極部32a、42a(32b、42b)同士の間の領域に外側ハニカム部24a(24b)が配置されている。
基準ハニカム部23は、基準電極部31、41同士の間の領域に配置されている。また、外側ハニカム部24aは、外側電極部32a、42a同士の間の領域に配置され、外側ハニカム部24bは、外側電極部32b、42b同士の間の領域に配置されている。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、表1〜表3に示すごとく、ハニカム構造体におけるハニカム体の昇温性について調べたものである。
本例では、12種類のハニカム構造体(試験体1〜12)を準備し、そのハニカム体に電流を流して昇温させた場合の温度ばらつきを調べた。
試験体1のハニカム構造体は、一対の電極をハニカム体の外周面に設けた従来のハニカム構造体である。
試験体2〜11のハニカム構造体は、実施例1、4のハニカム構造体(図1〜図3、図7、図8参照)と同様の構成である。すなわち、一対の電極をハニカム体の外周面に設け、各電極が基準電極部及びその両側に配置された外側電極部からなるものである。
ハニカム体の外径は93mm、長さは100mmである。また、ハニカム体において、セル数は400cpsi、隔壁の厚みは6mil(mil=1/1000inch)である。また、ハニカム体の電気抵抗値は12Ωである。
なお、ハニカム体の電気抵抗値は、ハニカム体のサイズや供給する電流等によって調整することができる。
なお、電極角度αは、大きすぎても小さすぎても好ましくない。電極角度αは、78±10°の範囲であることが好ましい。大きすぎると(88°を超えると)、外側の電極間の距離が短くなるため、外側の電極間に電流が流れ易くなってしまう。また、小さすぎると(68°未満であると)、電極が配置されていない部分(電極よりも外側の部分)に電流が流れず、温度が低くなってしまう。
まず、導電性を有するSiC材料からなるハニカム体を成形した。
具体的には、SiC粉末とカーボン(C)粉末とを所定の配合比(表1参照)で混合し、そこへバインダ、水、潤滑油等を加えて粘土化し、押出成形にて成形した後、乾燥機にて乾燥した。これにより、成形体を得た。成形体は、内径93mm、厚さ5mm、長さ120mmの円筒管形状とした。
具体的には、ペースト状の接着剤としては、基本的に接着する電極材a〜eと同じ材料を用いた。接着剤には、電極材a〜eと同じ配合比のSiC粉末及びカーボン(C)粉末、さらに金属シリコン(Si)粉末、粘度調整用バインダ、水を混合して作製した。
ここで、試験体1では、電極全体として電極材aを用いた。また、試験体2〜12では、電極における基準電極部に電極材a、外側電極部に電極材aよりも電気抵抗率が大きい電極材b〜fを用いた。それぞれ用いた電極材は、表2に示すとおりである。
まず、電極端子間に1Aの電流を流し、電極間の距離が最も長いL1となる場所における電極間の電気抵抗値R1、電極間の距離が最も短いL2となる場所における電極間の電気抵抗値R2をマルチメータで測定した(図13参照)。そして、(R1−R2)/R1の値を求めた。さらに、A=((L1−L2)/L1)/((R1−R2)/R1)の関係式で示されるA値を求めた。なお、(L1−L2)/L1の値は、上述したとおり0.22である。
そして、測定した17箇所の温度のうち、最も高い温度と最も低い温度との差を温度差ΔTとして求め、均一に発熱しているかどうかを評価した。
同表から、従来のハニカム構造体である試験体1は、A値が13.2であり、温度差ΔTが220℃であった。
一方、電極を基準電極部及び外側電極部で構成し、電気抵抗率を変化させたハニカム構造体である試験体2〜12は、A値が0.1〜10の範囲となり、温度差ΔTが200℃以下となった。特に、試験体4、5、10、11は、A値が0.8〜1.2であり、温度差ΔTが100℃以下と非常に良好な結果となった。なお、A値が1よりも小さくなると、外側電極部の外側における電気抵抗値が高くなり、電流が流れ難くなるため、温度差ΔTが大きくなる。
2 ハニカム体
21 セル形成部
22 外皮部
221 外周面(外皮部の外周面)
3、4 電極
30、40 電極端子
31、41 基準電極部
32a、32b、42a、42b 外側電極部
Claims (11)
- セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記ハニカム体は、上記一対の電極の上記対向方向及び軸方向に直交する方向に分割され、その中央部に配置された基準ハニカム部と、該基準ハニカム部の両側にそれぞれ1又は複数配置された外側ハニカム部とからなり、上記基準ハニカム部の電気抵抗率が上記外側ハニカム部の電気抵抗率よりも小さく、上記一対の電極の上記基準電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記基準ハニカム部が配置され、かつ、上記外側電極部同士の間の領域の少なくとも一部に上記外側ハニカム部が配置されていることを特徴とするハニカム構造体。 - 請求項1に記載のハニカム構造体において、上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。
- セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のハニカム構造体において、上記外側電極部と上記ハニカム体との間には、隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。
- セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部と有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、
上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、
上記各電極において、上記基準電極部の電気抵抗率は、上記外側電極部の電気抵抗率よりも小さく、
上記外側電極部と上記ハニカム体との間には、隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のハニカム構造体において、上記各電極は、上記基準電極部の周方向両側にそれぞれ複数の上記外側電極部が配置されており、該複数の外側電極部は、周方向外側へ行くに従って電気抵抗率が大きくなることを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のハニカム構造体において、上記一対の電極の上記対向方向における電極間の距離のうち、最も長い距離をL1、最も短い距離をL2とし、電極間の距離がL1となる場所における電極間の電気抵抗値をR1、電極間の距離がL2となる場所における電極間の電気抵抗値をR2とした場合、A=((L1−L2)/L1)/((R1−R2)/R1)の関係式で示されるA値が0.1〜10であることを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のハニカム構造体において、上記A値が0.8〜1.2であることを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のハニカム構造体において、上記ハニカム体の電気抵抗率は、上記各電極における上記基準電極部及び上記外側電極部の電気抵抗率よりも大きいことを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のハニカム構造体において、上記各電極の厚みは、0.1〜5mmであることを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のハニカム構造体と、該ハニカム構造体の上記ハニカム体に担持された触媒と、上記ハニカム構造体の上記一対の電極間に通電を行う通電手段とを備えた電気加熱式触媒装置。
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JP6934702B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2021-09-15 | 株式会社デンソー | 排ガス浄化フィルタ |
CN108350783B (zh) * | 2015-11-16 | 2020-03-24 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝型加热装置及其使用方法 |
JP6625468B2 (ja) * | 2016-03-29 | 2019-12-25 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体、及びその製造方法 |
JP2017180299A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 日本碍子株式会社 | 還元剤噴射装置、及び排ガス処理装置 |
JP6742779B2 (ja) * | 2016-03-30 | 2020-08-19 | 日本碍子株式会社 | 還元剤噴射装置、及び排ガス処理装置 |
DE102017217963A1 (de) | 2017-10-09 | 2019-04-11 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Wärmespeichervorrichtung und Verfahren zum Speichern von Wärme |
JP6905929B2 (ja) * | 2017-12-15 | 2021-07-21 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
CN108918640B (zh) * | 2018-07-10 | 2021-06-18 | 北京博奥瑞科技有限公司 | 一种用于机翼构件裂纹监测、修装置及用于机翼构件裂纹监测、修复的方法 |
DE102018127074A1 (de) * | 2018-10-30 | 2020-04-30 | Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh | Katalysatorkörper, elektrisch beheizbarer Katalysator, Kraftfahrzeug mit Katalysator und Verfahren zur Herstellung eines Katalysators |
CN109682935B (zh) * | 2019-02-25 | 2022-03-08 | 北京易盛泰和科技有限公司 | 一种模拟二氧化碳增加的开放体系及其模拟方法 |
JP7155054B2 (ja) * | 2019-03-18 | 2022-10-18 | 日本碍子株式会社 | 電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置 |
JP7046028B2 (ja) * | 2019-03-20 | 2022-04-01 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体の発熱分布測定方法、ハニカム構造体の発熱分布測定システム、ハニカム構造体の製造方法及び電気加熱式担体の製造方法 |
US11215096B2 (en) | 2019-08-21 | 2022-01-04 | Corning Incorporated | Systems and methods for uniformly heating a honeycomb body |
JP7182530B2 (ja) * | 2019-09-24 | 2022-12-02 | 日本碍子株式会社 | 電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置 |
JP7279609B2 (ja) | 2019-10-09 | 2023-05-23 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒装置 |
CN113731384A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-03 | 浙江颀正环保科技有限公司 | 一种颗粒活性炭恒定功率的电热再生方法及装置 |
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Family Cites Families (15)
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