JPH0699079A - 排気ガス浄化用の通電発熱式担体 - Google Patents

排気ガス浄化用の通電発熱式担体

Info

Publication number
JPH0699079A
JPH0699079A JP4273541A JP27354192A JPH0699079A JP H0699079 A JPH0699079 A JP H0699079A JP 4273541 A JP4273541 A JP 4273541A JP 27354192 A JP27354192 A JP 27354192A JP H0699079 A JPH0699079 A JP H0699079A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric heating
carrier
exhaust gas
heating type
present
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.)
Pending
Application number
JP4273541A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayoshi Usui
正佳 臼井
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.)
Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Original Assignee
Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd filed Critical Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority to JP4273541A priority Critical patent/JPH0699079A/ja
Publication of JPH0699079A publication Critical patent/JPH0699079A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関のコールドスタート時における排気
ガス浄化の問題を解消するために、排気ガスを均一に、
かつ迅速に加熱することができる通電加熱式担体を提供
する。 【構成】 排気ガス浄化用の通電発熱式の担体におい
て、前記担体が、(i) 対向する二つの電極(E1 ,E2 ) を
有し、かつ、(ii)前記二つの電極(E1 ,E2 ) 間に通電発
熱性の金属線(W1 〜 Wn ) が配設されたもの、から成る
ことを特徴とする排気ガス浄化用の通電発熱式担体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス浄化用に使用
される通電発熱式担体に関する。更に詳しくは、本発明
は、内燃機関のコールドスタート時の排気ガスを浄化す
るために排気ガス浄化装置のプレヒータあるいはメイン
コンバータ(主触媒)として使用される通電発熱式担体
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、排気ガス浄化用触媒(例えば、P
t,Rh,Pdなど)を担持させる担持母体として、耐熱性で
かつ薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を相互に当
接するように折畳みあるいは重積してハニカム状構造と
したハニカム担体が良く知られている。この金属製ハニ
カム担体は、セラミックス材料で製作されているセラミ
ック担体よりも、耐久性や能性などの点で優れているも
のである。
【0003】しかしながら、前記したメタル製ハニカム
体は、最近の強化されて来ている規制に対しては、まだ
不十分なものである。特に、最近においては、内燃機関
のコールド・スタート時に排出される排気ガスの浄化に
ついてまで規制が強化されようとして来ている。このた
め、前記メタル製ハニカム体の前にプレヒータを配設し
たり、あるいはメタル製ハニカム体それ自体を通電発熱
式にしたりする試みが多くなされている(実開昭63-676
09号、特開平2-277916号、特開平3-193141号、実開平3-
72953 号、特公表3-504405号など)。これらの提案は、
予めメタル製ハニカム体を該ハニカム体に担持された排
気ガス触媒の最適な操作温度あるいはそれに近い温度に
まで加熱しておき、内燃機関のコールド・スタート時の
排気ガスを大気中に放出する前に浄化しようとするもの
である。
【0004】前記した電気加熱式の排気ガス用触媒コン
バータは、当業界においてはEHC(Electrical Heated
catalyst,Electrically Heated Start up Catalyst)と
呼ばれているものであり、目下栄んに研究開発されてい
るものである。なお、前記EHCにおいて、排気ガスの
浄化系に二次空気を導入して浄化効果を高めようとする
提案もなされている。
【0005】しかしながら、これら電気加熱式触媒コン
バータ(EHC)においても、多くの問題点をかかえて
いる。例えば、ハニカム体自体を発熱式とする場合、メ
タル製であるために電流はハニカム体内を最短距離で反
対電極に達してしまい、発熱のために十分に大きな電気
抵抗値が得られにくい。これを解消しようとして、極
力、通電距離を長くして所望の電気抵抗が得られるよう
に、ハニカム体内に電気絶縁体を配設あるいはハニカム
体に電気絶縁物質を被覆すると、ハニカム体の強度や製
造面に問題が出てくることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
通電発熱式ハニカム体(EHC)の欠点に鑑みなされた
ものであり、従来と全く考え方を異にするものである。
本発明者らも、従来の通電発熱式のメタル製ハニカム体
のカテゴリーに属する種々の提案をなして来たが、ハニ
カム体内部のいずれの部位をも均一に加熱することが極
めて困難であることを認識している。本発明者らは、こ
の問題を解消すべく検討している仮定で、ハニカム体内
部をより均一に加熱するには、対向する電極間に耐熱性
の所望な電気抵抗を有する金属線を植生したときは、電
極間に均一な加熱条件が形成されるのではないかと考え
るに至った。本発明は、前記考え方をベースにしたもの
であり、本発明の排気ガス浄化用の通電発熱式担体によ
り熱応答性が良好で、かつ従来の通電発熱式ハニカム体
(平板状帯材と波板状帯材などで構成されるもの。)に
はみられない効果が発現されることが見い出された。
【0007】
【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、排気ガス浄化用の通電発熱式の担体におい
て、前記担体が、(i) 対向する二つの電極(E1 ,E2 ) を
有し、かつ、(ii)前記二つの電極(E1 ,E2 ) 間に通電発
熱性の金属線(W1 〜 Wn ) が配設されたもの、から成る
ことを特徴とする排気ガス浄化用の通電発熱式担体に関
するものである。
【0008】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて、図面を参照して詳しく説明する。前記したよう
に、本発明の最大の特徴点は、従来の通電発熱式ハニカ
ム体/触媒コンバータ(EHC)において、主要な構成
要素としてのハニカム体に代えて、該ハニカム体の機能
を対向する電極間に配設された数多くの金属線に代替さ
せている点である。従って、本発明においては、ハニカ
ム体を使用していないので通電発熱式担体という用語が
用いられる。
【0009】図1〜図2は、本発明の通電発熱式担体
(A) の第一実施態様を示す。その全体形状は長方体であ
り、図1は斜視図、図2は排気ガス流方向(F) からみた
断面図である。図1〜図2において、上下電極材(E1 ,E
2 ) は、正負(+,−)極としてリード線(l1 ,l2 ) を
介して外部電極(B) に接続されるとともに、長方体状の
通電発熱式担体(A) の上部、下部を構成する。また、両
側壁(S1 ,S2 ) は、前記上下電極材(E1 ,E2 ) に電気的
に絶縁されて固着されるとともに、通電発熱式担体(A)
の強度を十分なものにする。
【0010】本発明の通電発熱式担体(A) の最大の特徴
点は、上下電極材(E1 ,E2 ) 間に耐熱性で所望の電気抵
抗値を有する金属線(W1 〜 Wn ,但しnは任意の数) が
配設される点である。前記金属線(W1 〜 Wn )として
は、例えばNi−Cr,20Cr−5Al−REM,2
5Cr−7Al製の断面円形のワイヤー,偏平細線(箔
状のものを含む)などが使用される。また、前記金属線
(W1 〜 Wn )の直線状のものや、後述するようにスパイ
ラル形状のもの(始端から終端にかけてスパイラル径が
漸次、大きくなるスパイラル形状のものを含む。)など
が使用される。本発明において、前記金属線(W1
Wn )の配設密度は、断面形状や外観形状により相違す
るが、例えば外径0.7mm、直線状金属線の場合、5本
/cm2 〜25本/cm2 の割合で配設すればよい。
【0011】この種の通電発熱式担体(A) の要求特性と
しては、例えば消費電流300〜600A,発熱温度3
00〜500℃,設定最適温度までの所要時間5〜15
秒などが要求されているため、これらの要求が満足され
るように金属線(W1 〜 Wn )を配設すればよい。本発明
において、第1図に示される外部電源(B) としては直流
でも交流であっても構わないことはいうまでもないこと
である。また上下電極材(E1 ,E2 ) と外部電源(B) の接
続は、担体(A) の所望の部位に取付けたセンサー(熱電
対など)により担体の温度や排気ガス温度を測定し、所
望のしきい値でオン−オフさせるようにしてもよく、そ
の接続態様に何等の制限を受けるものではない。更にま
た、本発明においては、前記対向する電極材(E1 ,E2 )
間に配設される金属線(W1 〜 Wn )の配設態様に何等の
制限を受けるものではなく、所望の配設手段を採用すれ
ばよい。
【0012】図3〜図4は、本発明の通電発熱式担体
(A) の第二実施態様を示す。その全体形状は円筒形状で
あり、図3は斜視図、図4は排気ガス流方向(F) からみ
た断面図である。
【0013】第二実施態様のものにおいて、前記第一実
施態様のものと大きく相違する点は対向する電極材
(E1 ,E2 ) が、一方が担体(A) のケーシング(C) を兼ね
る外筒電極材(E1 ) であり、他方は円筒状担体の中心部
に配設される中心電極材(E2 ) となる点である。その他
の第二実施態様の技術的構成は第一実施態様のものと基
本的には同じである。
【0014】図5〜図6は、本発明の通電発熱式担体
(A) の第三実施態様を示す。その全体形状は円筒形状で
あり、図5は斜視図、図6は排気ガス流方向(F) からみ
た断面図である。
【0015】第三実施態様のものにおいて、前記第二実
施態様のものと大きく相違する点は、ケーシング(C) を
兼ねる外筒電極材(E1 ) と中心電極材(E2 ) の間に配設
される金属線(W1 〜 Wn )の外観形状の点である。即
ち、前記第二実施態様のものにおいては放射状に直線状
の金属線(W1 〜 Wn)を配設しているものに対し、第三
実施態様のものはスパイラル形状の金属線(W1 〜 Wn
を配設している。しかも、前記スパイラル形状の金属線
(W1 〜 Wn )として、中心電極材(E2 ) から外筒電極材
(E1 ) に至るに従って、スパイラル径が漸次、大きくな
るものを採用している。
【0016】第三実施態様のものと、第二実施態様のも
のを比較すると、第三実施態様のものは前記したスパイ
ラル形状の金属線(W1 〜 Wn )を採用しているので、中
心電極材(E2 ) を外筒電極材(E1 ) 間に該金属線を均一
に存在させることができる。一方、第二実施態様のもの
においては、中心電極材(E2 ) 側が外筒電極材(E1 )よ
り配設密度が大きくなってしまうため担体内部での排気
ガスの加熱が不均一化する傾向にある。
【0017】しかしながら、担体(A) が従来の平板状帯
材と波板状帯材で構成されるEHCと比較して、その不
均一化はより小さいものである。これは、従来のEHC
においては、排気ガス流が、平板状帯材と波板状帯材の
当接により形成される網目状通気孔(セル)内に規制さ
れるのに対し、本発明の担体(A) においては排気ガス流
は金属線(W1 〜 Wn )間に自由に拡散し得るからであ
る。前記した点は、本発明の担体(A) を単に加熱器とし
て使用するのでなく、該金属線(W1 〜 Wn )の各表面に
排気ガス浄化用の触媒を担持させて加熱式の排気ガス浄
化器として使用する場合、重要な意義をもってくる。即
ち、本発明の担体(A) においては内部の加熱温度が均一
化し、均一な浄化率が達成されることになる。
【0018】
【発明の効果】本発明の多数の金属線(W1 〜 Wn )を対
向する電極材(E1 ,E2 ) 間に配設した構造の排気ガス浄
化用の通電発熱式担体(A) は、従来の波板状帯材あるい
は該波板状帯材と平板状帯材で構成したハニカムタイプ
のものよりも下記に示すような優れた効果を奏するもの
である。
【0019】(i) 本発明においては、加熱媒体が一定の
小断面積と一定の長さの通電ワイヤーで構成されている
ため、高い電気抵抗値が得られ、かつ局部的な加熱がな
い。そのため担体内部を均一に、かつ応答性良く所望の
加熱条件に加熱することができる。 (ii)排気系統、例えば自動車下部の排気系統において、
担体の配設のための空間に制約があっても、十分に対応
することができる。即ち、従来のものと比較して、設計
の自由度があり、断面形状が矩形状、円形状、三角形状
など所望のものが製作しやすい。 (iii)従来のハニカムタイプのものは、内部の加熱温度
の不均一に基づいて熱応力が不均一化し、特に中心部に
スコーピング(中心部位が外側へ飛び出す現像)が発生
したり、該熱応力のために構成部材(帯材)が離体、亀
裂、破損したりするが、本発明においてはこのような欠
点が解消される。 (iv)本発明の担体(A) に適用される金属線は、従来のハ
ニカムタイプの構成部材である帯材(帯材とした高価な
耐熱性の箔材を使用している。)より安価であるため、
経済的な担体(A) を提供することができる。なお、本発
明において担体(A) の金属線に排気ガス浄化用触媒を担
持させた場合、単なるヒータ(加熱器)としてではなく
触媒付きのプレヒータ(プレキャタライザー,助触媒)
やメインコンバーター(排気ガス浄化用の主触媒)とし
ても使用されるので、経済的なプレキャタライザーやメ
インコンバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の通電加熱式担体の第一実施態様の斜
視図である。
【図2】 本発明の通電加熱式担体の第一実施態様の断
面図である。
【図3】 本発明の通電加熱式担体の第二実施態様の斜
視図である。
【図4】 本発明の通電加熱式担体の第二実施態様の断
面図である。
【図5】 本発明の通電加熱式担体の第三実施態様の斜
視図である。
【図6】 本発明の通電加熱式担体の第三実施態様の断
面図である。
【符号の説明】
A……………………通電加熱式担体 E1 ,E2 …………対向電極材 W1 〜Wn …………金属線 l1 ,l2 …………リード線 S1 ,S2 …………側壁部 B……………………外部電源 C……………………ケーシング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 3/00 330 Z 8918−3K

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気ガス浄化用の通電発熱式の担体にお
    いて、前記担体が、 (i) 対向する二つの電極(E1 ,E2 ) を有し、かつ、 (ii)前記二つの電極(E1 ,E2 ) 間に通電発熱性の金属線
    (W1 〜 Wn ) が配設されたもの、から成ることを特徴と
    する排気ガス浄化用の通電発熱式担体。
  2. 【請求項2】 担体の断面形状が矩形であることに対応
    して、対向する二つの電極(E1 ,E2 ) が面電極である請
    求項1に記載の通電発熱式担体。
  3. 【請求項3】 担体の断面形状が円形であることに対応
    して、対向する二つの電極(E1 ,E2 ) の一方が円筒状の
    外筒電極、他方が任意形状の中心電極である請求項1に
    記載の通電発熱式担体。
  4. 【請求項4】 金属線(W1 〜 Wn ) が、断面円形のもの
    である請求項1に記載の通電発熱式担体。
  5. 【請求項5】 金属線(W1 〜 Wn ) が、偏平細線である
    請求項1に記載の通電発熱式担体。
  6. 【請求項6】 金属線(W1 〜 Wn ) が、直線状あるいは
    スパイラル形状のものである請求項1に記載の通電発熱
    式担体。
JP4273541A 1992-09-18 1992-09-18 排気ガス浄化用の通電発熱式担体 Pending JPH0699079A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4273541A JPH0699079A (ja) 1992-09-18 1992-09-18 排気ガス浄化用の通電発熱式担体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4273541A JPH0699079A (ja) 1992-09-18 1992-09-18 排気ガス浄化用の通電発熱式担体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0699079A true JPH0699079A (ja) 1994-04-12

Family

ID=17529271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4273541A Pending JPH0699079A (ja) 1992-09-18 1992-09-18 排気ガス浄化用の通電発熱式担体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0699079A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3954881A1 (de) * 2020-08-14 2022-02-16 Purem GmbH Abgasheizanordnung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3954881A1 (de) * 2020-08-14 2022-02-16 Purem GmbH Abgasheizanordnung
US11572817B2 (en) 2020-08-14 2023-02-07 Purem GmbH Exhaust gas heating arrangement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5174968A (en) Structure for electrically heatable catalytic core
US5317869A (en) Honeycomb heater
US4976929A (en) Electrically heated catalytic converter
JPH03500911A (ja) 排ガス浄化装置の応答促進装置及びその運転方法
JPH04280086A (ja) ハニカムモノリスヒータ
JP2915586B2 (ja) 抵抗調節型ヒーター
JPH06501417A (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
JPH05115796A (ja) 排気ガス浄化装置
US5861611A (en) Electrically heatable honeycomb body and honeycomb unit comprising said honeycomb body
JPH0559939A (ja) ヒータ付き触媒式排気浄化装置
JPH0540251Y2 (ja)
JP3393299B2 (ja) 触媒器
JP3334897B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JPH0699079A (ja) 排気ガス浄化用の通電発熱式担体
JPH05277379A (ja) 排気浄化用触媒コンバータ装置
JP3193426B2 (ja) 排気ガス浄化装置
CN216767523U (zh) 催化器
JP3312933B2 (ja) 電気加熱式ハニカム体
JP3269653B2 (ja) 電気加熱式ハニカム体
JPH08224443A (ja) 電気加熱触媒装置
JPH05138042A (ja) 排ガス浄化用メタル担体触媒
JP3340860B2 (ja) 電気加熱式触媒装置用メタル担体
JPH0780321A (ja) 通電発熱式メタルハニカム体
JPH06317146A (ja) 排気ガス浄化装置
JP3269647B2 (ja) 排気ガス浄化装置