JPH06218290A - 通電加熱可能な排ガス用メタル触媒担体構造体 - Google Patents

通電加熱可能な排ガス用メタル触媒担体構造体

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Publication number
JPH06218290A
JPH06218290A JP5009344A JP934493A JPH06218290A JP H06218290 A JPH06218290 A JP H06218290A JP 5009344 A JP5009344 A JP 5009344A JP 934493 A JP934493 A JP 934493A JP H06218290 A JPH06218290 A JP H06218290A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
catalyst carrier
insulating material
metal
foil
Prior art date
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Pending
Application number
JP5009344A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Nagami
哲夫 永見
Takuzo Kako
卓三 加古
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Nippon Steel Corp
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc, Nippon Steel Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Nippon Soken Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車等の排ガス浄化触媒を早期に活性化で
きるようにし、結局この触媒にかかる電力を低くできる
ようにする。 【構成】 触媒を担持するメタル担体を含む金属板と絶
縁材とを積層巻回し、上記金属板の両端より通電し加熱
するための排ガス用メタル触媒担体構造体において、上
記絶縁材で絶縁された金属板同士を局部的に電気導通さ
せる導通部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は通電加熱可能な排ガス用
メタル触媒担体構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の排ガス燃焼触媒装置として、触
媒を担持する金属箔と波状箔と交互に配設したものその
他別様に構造化された箔の層と絶縁材の層とをS字形、
U字形、うず巻き形に積層巻回し、前記金属箔の両端よ
り通電し加熱するようにした構造体は、特表平3−50
0911号公報、特開昭48−54312号公報等に示
されている。
【0003】ことろで、LEV規制をクリアするため
に、エンジン始動時に排出されるHC(コールドHC)
の浄化が必要であり、そのためには触媒を数10秒以内
に暖機させなければならない。このために従来の金属箔
と絶縁材とを積層巻回し、この金属箔の両端から通電し
加熱するようにした構造体では数10秒以内に暖機させ
るには数kWの大電力が必要となる。このためバッテリ
を含めた電源系の大型化が必須となり、重量及びコスト
アップ、燃費悪化をまぬがれない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、触媒
を担持する金属箔と絶縁材料とを積層巻回して形成さ
れ、前記金属箔の両端より通電し加熱するようにした構
造体において、前記金属箔に直接通電し触媒担体を局部
的に加熱することにより触媒を早期に活性化できるよう
にし、結局排ガス浄化触媒にかかる電力を低くできるよ
うにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、触媒を担持す
る金属箔と絶縁材とを積層巻回して形成され、前記金属
箔の両端より通電し加熱するための排ガス用メタル触媒
担体構造体において、絶縁材で絶縁された金属箔同士を
局部的に電気導通させる導通部を設けてなる排ガス用メ
タル触媒担体構造体を要旨とする。
【0006】
【作用】本発明構造体において絶縁層の一部に導通部を
設け、ごく狭い領域に電流を集中させることにより局所
加熱させると、加熱された部位で触媒反応が開始され、
反応熱によってコア(触媒を担持する金属箔と絶縁材と
を積層巻回したもの)全体が加熱され、導通部を設けな
いものよりも暖機時間の短縮、低電力化が可能となる。
排ガス流量の多い部分に導通部を設けると効率よい触媒
暖機による排ガス浄化が可能となる。
【0007】
【実施例】図1、図2は、本発明による排ガス用メタル
触媒担体構造体の第1の実施例を示す図である。図中に
おいて、3は絶縁材により形成された絶縁層を、また1
1は金属製の平箔、12は金属製の波箔をそれぞれ示し
ている。この触媒担体には、担体に直接通電をおこなう
ため、中心に棒状の中心電極7と、外周に円筒状の外筒
16に設けられた外筒側電極6とが設けられている。ま
た、中心電極7は図2に示されるように触媒の排気流れ
上流側で絶縁シール材15を介して外筒16の外側に突
出して設けられている。また、この触媒担体内には前記
絶縁層が局部的に取り除かれ絶縁層3を介してとなりあ
う金属箔同士が通電可能に接続された導通部5が形成さ
れている。本実施例の場合には図示されている様に径方
向に3か所、周方向に8か所の計24か所前記導通部5
が形成されている。
【0008】本実施例の触媒担体構造体の製造方法を図
3を参照して以下に述べる。まず、通電される金属箔の
うち巻き込み時に外側に位置する平箔1の外側表面の導
通部形成部分にマスクシール2を貼付する(図3
(1))。次に、前記平箔1のマスクシール貼付面にア
ルミナ・ガラス絶縁材3をコーティングする(図3
(2))。その後、前記マスクシール2を取り除く(図
3(3))。その後、前記コーティングされた平箔1の
他に絶縁層を形成されていない複数の波箔、平箔を積層
し、それぞれの金属箔の一端を中心電極7に固定し、前
記コーティングされた平箔1のコーティングされた表面
が金属箔の巻き込み時に外側になるように中心電極7を
中心に巻き込む。最後に、金属箔の巻き込み時に前記絶
縁材3がコーティングされた平箔1とその平箔と絶縁材
3を介してとなりあう平箔とを、前記絶縁材3が取り除
かれた部分でスポット溶接等により通電可能に接合し、
導通部5を形成する(図3(4))。また、導通部5を
形成する方法としては、上述のスポット溶接でなく箔同
士をロウ材により接合してもよい。
【0009】このようにして形成された触媒担体構造体
に中心電極7と外筒側電極6とから通電すると、まず中
心電極7からの電極は金属箔に沿って流れるが、導通部
5では金属箔から絶縁層を介してとなり合う金属箔へ短
絡する。したがって、この触媒担体構造体内を流れる電
流は、金属箔に沿って流れた後導通部5を通りまた金属
箔に沿って流れるという経路で外筒側電極6に到達す
る。また、この触媒担体構造体においては、絶縁層3間
に存在する金属箔の積層数を1乃至3層と少なくすれ
ば、金属箔の巻き方向への電流の流れを抑さえ、導通部
5へ電流を集中させることができる。よって、導通部5
での消費電力/熱容量の値が他の部分での消費電力/熱
容量の値より大きくなり、この触媒担体構造体における
通電による発熱領域は、図1に示された導通部5の周囲
のみとなる。そのことにより、この触媒担体構造体で
は、通電により加熱する領域が小さくなるため、少ない
電力で所定時間内に触媒活性温度まで導通部5の部分に
担持された触媒を昇温させることができる。さらに、こ
の実施例においては前記導通部5が排気ガス流量の多い
部分(図1内の1点鎖線8,9で囲まれた領域)に点在
するため、通電による発熱以外に排気ガスの熱を多く受
けることができ、さらに導通部5における触媒の昇温が
早まる。このようにして導通部5の触媒が活性化する
と、その部分で排気中の未燃分を浄化し反応熱を発生す
る。その反応熱により触媒担体全体が昇温する。この時
反応熱は、通常の車載バッテリにより担体に通電した場
合の発熱よりも非常に大きいため、担体の一部のみを通
電発熱により昇温させ、残りの部分を触媒の反応熱で昇
温させることで少ない電力で早期に触媒全体を昇温させ
ることが可能となる。しかしながら、導通部5は前述の
ように消費電力/熱容量の値の関係が維持されていれ
ば、任意の場所に設けることが可能である。
【0010】図4、図5は、本発明による排ガス用メタ
ル触媒担体構造体の第2の実施例を示す図である。第2
の実施例と前述の第1の実施例と大きく異なる点は、導
通部5が触媒担体構造体の排気流れの上流端に面して設
けられる点と、絶縁層3が2層形成されている点であ
る。つまりこの担体においてはうずまき状の電流路が2
つ形成されている。さらに、導通部5が金属箔の巻き込
み方向に3か所である点、導通部5が帯状に形成されて
いる点も異なっている。他の構造については、前述の第
1の実施例と同じである。
【0011】本実施例の触媒担体構造体の製造方法を図
6を参照して以下に述べる。まず、通電される金属箔の
うち巻き込み時に外側に位置する平箔1の外側表面の導
通部形成部分にマスクシール2を貼付する(図6
(1))。次に、前記平箔1のマスクシール貼付面にア
ルミナ・ガラス絶縁材3をコーティングする(図6
(2))。その後、前記マスクシール2を取り除く(図
6(3))。その後、マスクシール2を取り除き絶縁材
3が除かれた部分にロウ材4を設ける(図6(4))。
その後、前記コーティングされた平箔1の他に絶縁層を
形成していない複数の波箔、平箔を積層した積層体を2
組用意し、それぞれの積層体を構成するそれぞれの金属
箔の一端を中心電極7に固定し、前記コーティングされ
た平箔1のコーティングされた表面が金属箔の巻き込み
時に外側になるように中心電極7を中心に巻き込む。最
後に、巻き込みが完了した触媒担体を高温雰囲気中にお
き、絶縁材3がコーティングされた平箔1とその平箔と
絶縁材3を介してとなりあう平箔とを、前記絶縁材3が
取り除かれロウ材が設けられた部位でロウ付けし、互い
に部分的に通電可能に接合し、導通部5を形成する。
【0012】このようにして形成された触媒担体構造体
に中心電極7と外筒側電極6とから通電すると、局部的
に発熱する点は、上述の第1の実施例と同じであり、図
4に示す斜線部13の部分が発熱する。よって、本実施
例においても、少ない電力で早期に触媒を昇温できる。
さらに、本実施例においては、導通部5が触媒担体の排
気流れ上流側端面に設けられるため、排気の熱を充分に
受けることができ、さらに効果的な触媒の暖機が可能と
なる。
【0013】図7〜9は他の実施例として、加熱領域を
任意に変更した構成を示しており、第1、第2の実施例
で述べたいずれの方法で形成しても良い。特に図9にお
いては、導通部13の幅が狭くなるにしたがって前述の
消費電力/熱容量の値が小さくなるため、幅狭の部分で
特に発熱が多くなる。
【0014】また、導通部5の形成方法においても、上
述の方法以外に図10に示すように触媒担体の端面にロ
ウ材17を設けることにより、金属箔同士を導通させ導
通部5を形成する等様々な方法が可能である。
【0015】また、絶縁材3の種類についても、種々の
材料が使用可能である。かつ絶縁材は金属箔と一体であ
っても孔のあいた絶縁シートを金属箔に重ねるだけでも
良い。さらに担体形成のため金属箔積層の方法も公知の
様々の方法を利用することができる。
【0016】以下に本発明の更に具体的な実施例を示
す。
【0017】Alを含有するステンレス鋼で厚さ約50
μmのものに白金−ロジウム系触媒を担持させてなる平
箔及び波箔(ピッチ2.5mm、高さ1.25mm)のペア
2層を1条で絶縁層としてアルミナ・ガラス層を用い1
5回巻き、直径9cm、長さ2cmの円柱を作った。この中
心から1.5cm〜3.5cmの間に導通部を24ヶ所均一
に点在させた。中心にプラス極、外周にマイナス極を置
いて排ガス用メタル触媒担体構造体を作った。比較のた
めに導通部を設けない他は同様にして排ガス用メタル担
体構造体を作った。
【0018】これらに、1600cc直列4気筒エンジン
を用いて、回転数2000rpm 、気関の給気管圧力−2
50mmHg(ゲージ)で運転して排出された排ガスを通
し、HC50%浄化到達時間を測定した。導通部を設け
たものは5秒であり、設けないものは10秒であった。
【0019】従って本発明に従って導通部を設ければ、
これを設けないものよりも低電力化が可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、自動車等の排ガス浄化
触媒にかけるべき電力を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による触媒担体構造体の
図2のI−I断面図。
【図2】本発明の第1の実施例による触媒担体構造体の
図1のII−II断面図。
【図3】本発明の第1の実施例による触媒担体構造体の
導通部の形成方法の説明図。
【図4】本発明の第2の実施例による触媒担体構造体の
図5のIV−IV断面図。
【図5】本発明の第2の実施例による触媒担体構造体の
図4のV−V断面図。
【図6】本発明の第2の実施例による触媒担体構造体の
導通部の形成方法の説明図。
【図7】本発明の他の実施例による触媒担体構造体の正
面図。
【図8】本発明の他の実施例による触媒担体構造体の正
面図。
【図9】本発明の他の実施例による触媒担体構造体の正
面図。
【図10】本発明の他の実施例による触媒担体構造体の
導通部の形成方法の説明図。
【符号の説明】
1…触媒を担持した金属の平箔 2…マスクシール 3…アルミナ・ガラス混合材の絶縁層 4,17…ろう材 5…導通部 6,7…電極 8,9…排気ガス流量の多い領域の境界を示す線 11…金属製平箔 12…金属製波箔 13…導通部の存在する帯域 15…シール材 16…外筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永見 哲夫 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 加古 卓三 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 新 日本製鐵株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒を担持する金属箔と絶縁材とを積層
    巻回して形成され、前記金属箔の両端より通電し加熱す
    るための排ガス用メタル触媒担体構造体において、絶縁
    材で絶縁された金属箔同士を局部的に電気導通させる導
    通部を設けてなる排ガス用メタル触媒担体構造体。
JP5009344A 1993-01-22 1993-01-22 通電加熱可能な排ガス用メタル触媒担体構造体 Pending JPH06218290A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5009344A JPH06218290A (ja) 1993-01-22 1993-01-22 通電加熱可能な排ガス用メタル触媒担体構造体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5009344A JPH06218290A (ja) 1993-01-22 1993-01-22 通電加熱可能な排ガス用メタル触媒担体構造体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06218290A true JPH06218290A (ja) 1994-08-09

Family

ID=11717860

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5009344A Pending JPH06218290A (ja) 1993-01-22 1993-01-22 通電加熱可能な排ガス用メタル触媒担体構造体

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JP (1) JPH06218290A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5971255A (en) * 1995-04-05 1999-10-26 Nippon Steel Corporation Process and apparatus for production of metallic honeycomb body for supporting catalyst

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5971255A (en) * 1995-04-05 1999-10-26 Nippon Steel Corporation Process and apparatus for production of metallic honeycomb body for supporting catalyst

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020115