JPH074230A - 通電加熱式触媒装置 - Google Patents
通電加熱式触媒装置Info
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- JPH074230A JPH074230A JP5149592A JP14959293A JPH074230A JP H074230 A JPH074230 A JP H074230A JP 5149592 A JP5149592 A JP 5149592A JP 14959293 A JP14959293 A JP 14959293A JP H074230 A JPH074230 A JP H074230A
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- 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
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- 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
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 排気ガス浄化率を向上させることができる通
電加熱式触媒装置を提供することにある。 【構成】 排気通路となるケース１内には触媒２が配置
されるとともに、その触媒２における一部に加熱部分
（非接合領域１１）が形成され、通電にて同部分が加熱
される。ケース１内での触媒２の上流側には整流触媒１
２が配置されている。整流触媒１２の外周領域１５には
内向きルーバ１４ａが形成されるとともに、中心領域１
６には外向きルーバ１４ｂが形成されている。そして、
排気ガスは整流触媒１２のルーバ１４ａ，１４ｂにより
加熱部分（非接合領域１１）に向かって排気ガスが偏流
して排気ガスの流れが加熱部分に集中する。
電加熱式触媒装置を提供することにある。 【構成】 排気通路となるケース１内には触媒２が配置
されるとともに、その触媒２における一部に加熱部分
（非接合領域１１）が形成され、通電にて同部分が加熱
される。ケース１内での触媒２の上流側には整流触媒１
２が配置されている。整流触媒１２の外周領域１５には
内向きルーバ１４ａが形成されるとともに、中心領域１
６には外向きルーバ１４ｂが形成されている。そして、
排気ガスは整流触媒１２のルーバ１４ａ，１４ｂにより
加熱部分（非接合領域１１）に向かって排気ガスが偏流
して排気ガスの流れが加熱部分に集中する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、通電加熱式触媒装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は既に特願平３−３３８５５６
号により、通電加熱式触媒装置を提案している。つま
り、両面に絶縁被膜が形成された金属性の波板と平板と
を重ねて巻き込み、波板と平板との交互の層を形成する
金属性触媒担体の中心に円柱状電極を接続し、外周に外
筒を接続している。又、金属性触媒担体の中心から複数
層および最外周から複数層において、波板と平板を接合
し、電気抵抗値を小さくした金属性触媒担体に通電し、
部分的な加熱を行うようにしている。
号により、通電加熱式触媒装置を提案している。つま
り、両面に絶縁被膜が形成された金属性の波板と平板と
を重ねて巻き込み、波板と平板との交互の層を形成する
金属性触媒担体の中心に円柱状電極を接続し、外周に外
筒を接続している。又、金属性触媒担体の中心から複数
層および最外周から複数層において、波板と平板を接合
し、電気抵抗値を小さくした金属性触媒担体に通電し、
部分的な加熱を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】部分加熱型触媒の排気
ガス浄化率を向上させるためには、加熱部分に排気ガス
を集中的に流せばよいことが知られている。しかしなが
ら、排気ガスの集中度合いは触媒入口側のコーン形状等
により決定され、車両毎に違い、又、集中度合いも大き
くなく、浄化率の向上には限界があった。
ガス浄化率を向上させるためには、加熱部分に排気ガス
を集中的に流せばよいことが知られている。しかしなが
ら、排気ガスの集中度合いは触媒入口側のコーン形状等
により決定され、車両毎に違い、又、集中度合いも大き
くなく、浄化率の向上には限界があった。
【０００４】そこで、この発明の目的は、排気ガス浄化
率を向上させることができる通電加熱式触媒装置を提供
することにある。
率を向上させることができる通電加熱式触媒装置を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１においては、排
気通路に触媒が配置されるとともに、その触媒における
一部に通電にて加熱される加熱部分を有する通電加熱式
触媒装置において、排気通路での前記触媒の上流側に、
前記加熱部分に向かって排気ガスを偏流させる排気ガス
偏流部材を配置した通電加熱式触媒装置をその要旨とす
るものである。
気通路に触媒が配置されるとともに、その触媒における
一部に通電にて加熱される加熱部分を有する通電加熱式
触媒装置において、排気通路での前記触媒の上流側に、
前記加熱部分に向かって排気ガスを偏流させる排気ガス
偏流部材を配置した通電加熱式触媒装置をその要旨とす
るものである。
【０００６】請求項２においては、請求項１での前記排
気ガス偏流部材をルーバにより排気ガスを偏流させるも
のとする。請求項３においては、排気通路に触媒が配置
されるとともに、その触媒における一部に通電にて加熱
される加熱部分を有する通電加熱式触媒装置において、
排気通路での排気ガスの流れが最大となる中心流速部分
に前記加熱部分を配置した通電加熱式触媒装置をその要
旨とするものである。
気ガス偏流部材をルーバにより排気ガスを偏流させるも
のとする。請求項３においては、排気通路に触媒が配置
されるとともに、その触媒における一部に通電にて加熱
される加熱部分を有する通電加熱式触媒装置において、
排気通路での排気ガスの流れが最大となる中心流速部分
に前記加熱部分を配置した通電加熱式触媒装置をその要
旨とするものである。
【０００７】
【作用】請求項１においては、触媒の上流側の排気ガス
偏流部材により、加熱部分に向かって排気ガスが偏流し
て排気ガスの流れが加熱部分に集中する。その結果、排
ガスは高温となった触媒部分を通過するため浄化性能が
向上する。
偏流部材により、加熱部分に向かって排気ガスが偏流し
て排気ガスの流れが加熱部分に集中する。その結果、排
ガスは高温となった触媒部分を通過するため浄化性能が
向上する。
【０００８】第２項においては、第１での排気ガス偏流
部材としてのルーバにより排気ガスが偏流させられる。
請求項３においては、排気ガスの流れが最大となるガス
流が加熱部分に当たる。
部材としてのルーバにより排気ガスが偏流させられる。
請求項３においては、排気ガスの流れが最大となるガス
流が加熱部分に当たる。
【０００９】
（第１実施例）以下、この発明を具体化した第１実施例
を図面に従って説明する。
を図面に従って説明する。
【００１０】図１には通電加熱式触媒装置の断面図を示
し、図２には図１のＡ矢視図を示す。図２において、排
気通路を形成する円筒状ケース１内には部分加熱型触媒
２が配置されている。この部分加熱型触媒２は、図３に
示すように、正電極３に溶接した金属製の薄い波板４と
平板５とが重ねて巻き込まれて渦巻き状の交互の層を形
成し、ハニカム状の金属触媒担体６が形成されている。
波板４及び平板５は、例えば、２０％Ｃｒ−５％Ａｌ−
７５％Ｆｅの組成を有し、板厚５０μ程度の箔材料であ
る。又、非接合領域の波板４及び平板５の表面には予め
酸化処理により電気的に絶縁被膜のアルミナ層が形成さ
れている。
し、図２には図１のＡ矢視図を示す。図２において、排
気通路を形成する円筒状ケース１内には部分加熱型触媒
２が配置されている。この部分加熱型触媒２は、図３に
示すように、正電極３に溶接した金属製の薄い波板４と
平板５とが重ねて巻き込まれて渦巻き状の交互の層を形
成し、ハニカム状の金属触媒担体６が形成されている。
波板４及び平板５は、例えば、２０％Ｃｒ−５％Ａｌ−
７５％Ｆｅの組成を有し、板厚５０μ程度の箔材料であ
る。又、非接合領域の波板４及び平板５の表面には予め
酸化処理により電気的に絶縁被膜のアルミナ層が形成さ
れている。
【００１１】図１，２に示すように、触媒担体６の中心
には、その軸線方向に沿って正電極３が配置され、この
正電極３は触媒担体６に通電可能に接続されている。触
媒担体６は、金属製の円筒状ケース１内に挿入されて例
えばロウ付けによってケース１に固定されており、触媒
担体６は、ケース１と通電可能とされている。図２に示
されているように、ケース１の側面には、負電極７が接
続されている。
には、その軸線方向に沿って正電極３が配置され、この
正電極３は触媒担体６に通電可能に接続されている。触
媒担体６は、金属製の円筒状ケース１内に挿入されて例
えばロウ付けによってケース１に固定されており、触媒
担体６は、ケース１と通電可能とされている。図２に示
されているように、ケース１の側面には、負電極７が接
続されている。
【００１２】図１に示すように、正電極３はケース１の
軸線方向に延びた後Ｌ字状に曲げられてケース１の直径
方向に延び、ケース１側面を貫通している。正電極３
は、絶縁材８によってケース１と電気的に絶縁されてい
る。
軸線方向に延びた後Ｌ字状に曲げられてケース１の直径
方向に延び、ケース１側面を貫通している。正電極３
は、絶縁材８によってケース１と電気的に絶縁されてい
る。
【００１３】図２を参照すると、触媒担体６の中心部の
円筒状領域９（図中斜線領域）および外周部の円筒状領
域１０（図中斜線領域）においては、波板４の山および
谷と平板５とが、例えば、ロウ付け、放電溶接、レーザ
溶接等によって通電可能に接合されている。中心部接合
領域（円筒状領域９）と外周部接合領域（円筒状領域１
０）との間の領域１１では、波板４と平板５とは接合さ
れておらず、従って波板４と平板５とは絶縁被膜Ａｌ2
Ｏ3 によって絶縁されている。
円筒状領域９（図中斜線領域）および外周部の円筒状領
域１０（図中斜線領域）においては、波板４の山および
谷と平板５とが、例えば、ロウ付け、放電溶接、レーザ
溶接等によって通電可能に接合されている。中心部接合
領域（円筒状領域９）と外周部接合領域（円筒状領域１
０）との間の領域１１では、波板４と平板５とは接合さ
れておらず、従って波板４と平板５とは絶縁被膜Ａｌ2
Ｏ3 によって絶縁されている。
【００１４】又、図１に示すように、部分加熱型触媒２
の上流側には、排気ガス偏流部材としての整流触媒１２
が設置されている。整流触媒１２はＳＵＳ４３０系フェ
ライト箔よりなっている。整流触媒１２は一枚の板状の
触媒を渦巻き状に巻回したものである。
の上流側には、排気ガス偏流部材としての整流触媒１２
が設置されている。整流触媒１２はＳＵＳ４３０系フェ
ライト箔よりなっている。整流触媒１２は一枚の板状の
触媒を渦巻き状に巻回したものである。
【００１５】図４に示すように、整流触媒１２における
軸流方向の中央部分には平板１３が形成され、平板１３
にはルーバ１４が設けられている。同ルーバ１４は平板
に対し一方の面に突出するようにプレス加工され、後半
部（下流部）が開口されたお椀型に形成されている。そ
して、図１に示すように、整流触媒１２の外周領域１５
では内向きルーバ１４ａが、中心領域１６では外向きル
ーバ１４ｂが取り付けられている。
軸流方向の中央部分には平板１３が形成され、平板１３
にはルーバ１４が設けられている。同ルーバ１４は平板
に対し一方の面に突出するようにプレス加工され、後半
部（下流部）が開口されたお椀型に形成されている。そ
して、図１に示すように、整流触媒１２の外周領域１５
では内向きルーバ１４ａが、中心領域１６では外向きル
ーバ１４ｂが取り付けられている。
【００１６】又、図４に示すように、この整流触媒１２
における平板１３の上流側および下流側には波板１７が
形成されている。図１〜図３に示す通電加熱式触媒装置
は、内燃機関の排気通路に配置され、この通電加熱式触
媒装置下流の排気通路に主触媒装置が配置されている。
における平板１３の上流側および下流側には波板１７が
形成されている。図１〜図３に示す通電加熱式触媒装置
は、内燃機関の排気通路に配置され、この通電加熱式触
媒装置下流の排気通路に主触媒装置が配置されている。
【００１７】触媒は活性化温度以上にならないと排気ガ
ス浄化作用を奏することができない。このため、機関冷
間においては通電加熱式触媒装置に通電して加熱し、短
時間で触媒を活性化温度以上に昇温せしめて排気ガス中
の有害成分を浄化せしめるようにしている。
ス浄化作用を奏することができない。このため、機関冷
間においては通電加熱式触媒装置に通電して加熱し、短
時間で触媒を活性化温度以上に昇温せしめて排気ガス中
の有害成分を浄化せしめるようにしている。
【００１８】次に、このように構成された通電加熱式触
媒装置の作用を説明する。部分加熱型触媒２の正電極３
と負電極７との間に電圧を印加すると中心部接合領域９
および外周部接合領域１０では波板４と平板５とが通電
可能に接続されているために電気抵抗値が低くほとんど
発熱しない。
媒装置の作用を説明する。部分加熱型触媒２の正電極３
と負電極７との間に電圧を印加すると中心部接合領域９
および外周部接合領域１０では波板４と平板５とが通電
可能に接続されているために電気抵抗値が低くほとんど
発熱しない。
【００１９】一方、非接合領域１１では、波板４と平板
５とは、絶縁されているために電気抵抗値は大きくな
る。従って、非接合領域１１は、通電によって発熱し発
熱部（加熱部分）となる。
５とは、絶縁されているために電気抵抗値は大きくな
る。従って、非接合領域１１は、通電によって発熱し発
熱部（加熱部分）となる。
【００２０】図１において、整流触媒１２に排気ガスが
流入すると、中心近傍の流れαは外向きルーバ１４ｂに
より外側へ流れ、外周近傍の流れβは内向きルーバ１４
ａにより内側へ流れる。
流入すると、中心近傍の流れαは外向きルーバ１４ｂに
より外側へ流れ、外周近傍の流れβは内向きルーバ１４
ａにより内側へ流れる。
【００２１】その結果、流速分布は、図５に示すよう
に、整流触媒１２の上流側においては中心程速い速度分
布であるのに対し、整流触媒１２の下流側においては中
心では遅く外周寄りの箇所が最大速度となる速度分布に
なる。よって、部分加熱型触媒２の発熱部（非接合領域
１１）に気流が集中することになる。その結果、排気ガ
スは大部分触媒の活性化領域を通過することになり、排
気ガス中の有害成分を効率よく浄化することができる。
に、整流触媒１２の上流側においては中心程速い速度分
布であるのに対し、整流触媒１２の下流側においては中
心では遅く外周寄りの箇所が最大速度となる速度分布に
なる。よって、部分加熱型触媒２の発熱部（非接合領域
１１）に気流が集中することになる。その結果、排気ガ
スは大部分触媒の活性化領域を通過することになり、排
気ガス中の有害成分を効率よく浄化することができる。
【００２２】つまり、部分加熱型触媒２の発熱部（非接
合領域１１）に流れを集中させる機能を有する整流触媒
１２を前置することで、排気ガス浄化率を大幅に向上せ
しめることができる。
合領域１１）に流れを集中させる機能を有する整流触媒
１２を前置することで、排気ガス浄化率を大幅に向上せ
しめることができる。
【００２３】このように本実施例では、排気通路に触媒
２が配置されるとともに、その触媒２における一部に通
電にて加熱される加熱部分（非接合領域１１）を有する
通電加熱式触媒装置において、排気通路での触媒２の上
流側に、加熱部分（非接合領域１１）に向かって排気ガ
スを偏流させる整流触媒１２（排気ガス偏流部材）を配
置した。よって、触媒２の上流側の整流触媒１２によ
り、加熱部分（非接合領域１１）に向かって排気ガスが
偏流して排気ガスの流れが加熱部分に集中する。その結
果、排気ガスは高温となった触媒部分を通過するため浄
化性能が向上する。
２が配置されるとともに、その触媒２における一部に通
電にて加熱される加熱部分（非接合領域１１）を有する
通電加熱式触媒装置において、排気通路での触媒２の上
流側に、加熱部分（非接合領域１１）に向かって排気ガ
スを偏流させる整流触媒１２（排気ガス偏流部材）を配
置した。よって、触媒２の上流側の整流触媒１２によ
り、加熱部分（非接合領域１１）に向かって排気ガスが
偏流して排気ガスの流れが加熱部分に集中する。その結
果、排気ガスは高温となった触媒部分を通過するため浄
化性能が向上する。
【００２４】尚、この第１実施例の応用例としては、例
えば、上記実施例では巻回型の部分加熱型触媒について
説明したが、積層型の部分加熱型触媒に具体化してもよ
い。又、図６に示すように、軸流の中心領域１６に内向
きルーバ１９を、軸流の外周領域１５に外向きルーバ２
０を、それぞれ開口部が上流を向くように配置してもよ
い。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
えば、上記実施例では巻回型の部分加熱型触媒について
説明したが、積層型の部分加熱型触媒に具体化してもよ
い。又、図６に示すように、軸流の中心領域１６に内向
きルーバ１９を、軸流の外周領域１５に外向きルーバ２
０を、それぞれ開口部が上流を向くように配置してもよ
い。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００２５】図７は第２実施例における通電加熱式触媒
装置の断面図を示し、図８は図７のＢ−Ｂ断面図を示
す。本実施例においては、排気ガスを偏流させる構造と
して、簡便な９０°エルボ２１を用いたこと、及び、触
媒における加熱部分２３を排気ガス流れの集中する片側
のみに設けたことである。以下、構成を示す。
装置の断面図を示し、図８は図７のＢ−Ｂ断面図を示
す。本実施例においては、排気ガスを偏流させる構造と
して、簡便な９０°エルボ２１を用いたこと、及び、触
媒における加熱部分２３を排気ガス流れの集中する片側
のみに設けたことである。以下、構成を示す。
【００２６】図７に示すように、触媒２２の上流側には
排気ガス偏流部材としての９０°エルボ２１が設置され
ている。又、図７，図８に示すように触媒２２中におい
て加熱部分２３は、図８中の中心部接合領域２４（図中
斜線部分）と外周部接合領域２５（図中斜線部分）との
間の領域においてその一部分の上流側端面にのみ設けら
れている。加熱部分２３は中心部接合領域２４と外周部
接合領域２５を放電溶接、もしくは、レーザ溶接等によ
って通電可能に接合することによって形成されている。
即ち、正電極３とケース１との間に電圧を加えた場合、
加熱部分２３以外の中間領域２６は絶縁被膜によって絶
縁されているため電流はほとんど流れず、加熱部分２３
に電流が集中して流れるため加熱部分２３のみを加熱す
ることができる。そして、この加熱部分２３はエルボ２
１によって流れが集中する部分（図７における下部）に
設けられている。
排気ガス偏流部材としての９０°エルボ２１が設置され
ている。又、図７，図８に示すように触媒２２中におい
て加熱部分２３は、図８中の中心部接合領域２４（図中
斜線部分）と外周部接合領域２５（図中斜線部分）との
間の領域においてその一部分の上流側端面にのみ設けら
れている。加熱部分２３は中心部接合領域２４と外周部
接合領域２５を放電溶接、もしくは、レーザ溶接等によ
って通電可能に接合することによって形成されている。
即ち、正電極３とケース１との間に電圧を加えた場合、
加熱部分２３以外の中間領域２６は絶縁被膜によって絶
縁されているため電流はほとんど流れず、加熱部分２３
に電流が集中して流れるため加熱部分２３のみを加熱す
ることができる。そして、この加熱部分２３はエルボ２
１によって流れが集中する部分（図７における下部）に
設けられている。
【００２７】図７において、排気管２７を流れてきた排
気ガスはエルボ２１によって流れが曲げられるがその慣
性により流れは図７中下部に集中する（排気ガスの流れ
を矢印で示す）。この流れの集中する部分に触媒２２の
加熱部分２３が設けられているため、部分加熱であって
も排気ガスの大部分は加熱部分２３を通り触媒の活性化
温度に達するため、排気ガスの有害成分を効率よく浄化
することができる。しかも、部分加熱であるため、消費
電力も小さく抑えることができる。尚、触媒２２の加熱
部分２３は上流側にのみ設けておけば触媒の反応熱と排
気ガスの流れによって下流側まで即座に暖めることがで
きる。 （第３実施例）次に、第３実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
気ガスはエルボ２１によって流れが曲げられるがその慣
性により流れは図７中下部に集中する（排気ガスの流れ
を矢印で示す）。この流れの集中する部分に触媒２２の
加熱部分２３が設けられているため、部分加熱であって
も排気ガスの大部分は加熱部分２３を通り触媒の活性化
温度に達するため、排気ガスの有害成分を効率よく浄化
することができる。しかも、部分加熱であるため、消費
電力も小さく抑えることができる。尚、触媒２２の加熱
部分２３は上流側にのみ設けておけば触媒の反応熱と排
気ガスの流れによって下流側まで即座に暖めることがで
きる。 （第３実施例）次に、第３実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００２８】図９は第３実施例における通電加熱式触媒
装置の断面図を示し、図１０は図９のＣ−Ｃ断面図を示
す。本実施例においては、排気ガスを偏流させる構造と
して、管の分流・合流を利用したこと、及び、触媒２９
の中心電極を偏流部分に設け、その周囲に加熱部分３０
を設けたことである。以下、構造を示す。
装置の断面図を示し、図１０は図９のＣ−Ｃ断面図を示
す。本実施例においては、排気ガスを偏流させる構造と
して、管の分流・合流を利用したこと、及び、触媒２９
の中心電極を偏流部分に設け、その周囲に加熱部分３０
を設けたことである。以下、構造を示す。
【００２９】図９に示すように、排気管２８には排ガス
偏流部材としての分流・合流管６３が接続され、この分
流・合流管６３には触媒２９のケース１が接続されてい
る。つまり、分流・合流管６３は、図９のａ部で分流さ
れ、その後ｂ部で合流して触媒２９に至っている。分流
・合流管６３の形状は図９のように菱形をしているた
め、排気ガスは触媒２９の図中の下部に集中するように
なっている。又、図９，図１０に示すように触媒２９の
正電極３は中心よりも図中の下部に設けられている。正
電極３から波板及び平板が渦巻き状に巻かれるのである
が、その波板の高さが図中の上部にいく程高く、下部に
いく程低くなっているためケース１に収納した時には正
電極３は図のように中心よりも図中の下部になる。
偏流部材としての分流・合流管６３が接続され、この分
流・合流管６３には触媒２９のケース１が接続されてい
る。つまり、分流・合流管６３は、図９のａ部で分流さ
れ、その後ｂ部で合流して触媒２９に至っている。分流
・合流管６３の形状は図９のように菱形をしているた
め、排気ガスは触媒２９の図中の下部に集中するように
なっている。又、図９，図１０に示すように触媒２９の
正電極３は中心よりも図中の下部に設けられている。正
電極３から波板及び平板が渦巻き状に巻かれるのである
が、その波板の高さが図中の上部にいく程高く、下部に
いく程低くなっているためケース１に収納した時には正
電極３は図のように中心よりも図中の下部になる。
【００３０】そして、加熱部分３０は、正電極３を中心
とするドーナツ状部分の上流側端面に設けられている。
この加熱部分３０は中心部接合領域３１（図中斜線領
域）と外周部接合領域３２（図中斜線領域）との間の絶
縁された領域の上流側端面部分をレーザ溶接等によって
通電可能に接合することによって形成される。即ち、正
電極３と負電極７との間に電圧を印加すると、中心部接
合領域３１と外周部接合領域３２は電気抵抗値が低くほ
とんど発熱しない。そして、電流はその間の触媒端面に
設けられたレーザ溶接部分を集中的に通るため、レーザ
溶接部分が発熱する。レーザ溶接は加熱部分３０に広く
分布しているため、加熱部分３０はほぼ均一に発熱す
る。
とするドーナツ状部分の上流側端面に設けられている。
この加熱部分３０は中心部接合領域３１（図中斜線領
域）と外周部接合領域３２（図中斜線領域）との間の絶
縁された領域の上流側端面部分をレーザ溶接等によって
通電可能に接合することによって形成される。即ち、正
電極３と負電極７との間に電圧を印加すると、中心部接
合領域３１と外周部接合領域３２は電気抵抗値が低くほ
とんど発熱しない。そして、電流はその間の触媒端面に
設けられたレーザ溶接部分を集中的に通るため、レーザ
溶接部分が発熱する。レーザ溶接は加熱部分３０に広く
分布しているため、加熱部分３０はほぼ均一に発熱す
る。
【００３１】本実施例においても排気管２８の分流及び
合流によって流れの集中する部分のみ加熱部分３０を設
けているため、浄化性能の向上と低電力化を両立するこ
とができる。 （第４実施例）次に、第４実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
合流によって流れの集中する部分のみ加熱部分３０を設
けているため、浄化性能の向上と低電力化を両立するこ
とができる。 （第４実施例）次に、第４実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００３２】図１１は第４実施例における通電加熱式触
媒装置の断面図を示し、図１２は図１１のＤ−Ｄ断面図
を示す。本実施例においては、正電極３３を触媒端面よ
り上流側に突き出すことで偏流を生じさせることであ
る。以下、構成を示す。
媒装置の断面図を示し、図１２は図１１のＤ−Ｄ断面図
を示す。本実施例においては、正電極３３を触媒端面よ
り上流側に突き出すことで偏流を生じさせることであ
る。以下、構成を示す。
【００３３】図１１に示すように、Ｌ字状の正電極３３
は触媒３４の排気ガス流れ下流側より挿入され、触媒３
４の上流側端面よりも約２０ｍｍ突き出している。又、
触媒３４において加熱部分３５は図１２中の中心部接合
領域３６（図中斜線領域）と外周部接合領域３７（図中
斜線領域）との間の領域における上流側端面にのみ設け
られている。加熱部分３５の形成方法は第３実施例と同
じである。又、排気管３８がテーパ状の拡大管３９を介
して触媒３４のケース１に取り付けられている。
は触媒３４の排気ガス流れ下流側より挿入され、触媒３
４の上流側端面よりも約２０ｍｍ突き出している。又、
触媒３４において加熱部分３５は図１２中の中心部接合
領域３６（図中斜線領域）と外周部接合領域３７（図中
斜線領域）との間の領域における上流側端面にのみ設け
られている。加熱部分３５の形成方法は第３実施例と同
じである。又、排気管３８がテーパ状の拡大管３９を介
して触媒３４のケース１に取り付けられている。
【００３４】図１１において排気管３８を流れてきた排
気ガスの内、特に中心部を流れてきた排気ガスは触媒３
４の上流側端面より突き出た正電極３３によって流れを
変えられ、触媒３４の加熱部分３５を集中的に流れる。
よって、排気ガスは高温になった触媒部分を通過するた
め浄化性能が向上する。
気ガスの内、特に中心部を流れてきた排気ガスは触媒３
４の上流側端面より突き出た正電極３３によって流れを
変えられ、触媒３４の加熱部分３５を集中的に流れる。
よって、排気ガスは高温になった触媒部分を通過するた
め浄化性能が向上する。
【００３５】本実施例では、正電極３３における触媒３
４の端面からの突出部３３ａを、排気ガス偏流部材とし
ている。 （第５実施例）次に、第５実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
４の端面からの突出部３３ａを、排気ガス偏流部材とし
ている。 （第５実施例）次に、第５実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００３６】図１３は第５実施例における通電加熱式触
媒装置の断面図を示し、図１４は図１３のＥ−Ｅ断面図
を示す。本実施例においては、触媒上流側に存在する排
気管のエルボ４６によって生じた偏流、触媒端面より上
流側に突き出た正電極４０によって整流させてドーナツ
状に設けた加熱部分４２に効果的に排気ガスを流すもの
である。以下、構成を示す。
媒装置の断面図を示し、図１４は図１３のＥ−Ｅ断面図
を示す。本実施例においては、触媒上流側に存在する排
気管のエルボ４６によって生じた偏流、触媒端面より上
流側に突き出た正電極４０によって整流させてドーナツ
状に設けた加熱部分４２に効果的に排気ガスを流すもの
である。以下、構成を示す。
【００３７】図１３に示すように、正電極４０は触媒４
１の排気ガス流れ下流側より挿入され、触媒４１の上流
側端面よりも約２０ｍｍ突き出ている。そして、その正
電極４０の突き出た部分は図中の下部に向かって約３０
°曲げられている。触媒４１中において加熱部分４２は
図１４中の中心部接合領域４３（図中斜線領域）と外周
部接合領域４４（図中斜線領域）との間の領域における
上流側端面にのみ設けられている。加熱部分４２の形成
方法は第３実施例と同じである。又、排気管４５は９０
°エルボ４６とテーパ状の拡大管４７を介して触媒４１
のケース１に取り付けられている。
１の排気ガス流れ下流側より挿入され、触媒４１の上流
側端面よりも約２０ｍｍ突き出ている。そして、その正
電極４０の突き出た部分は図中の下部に向かって約３０
°曲げられている。触媒４１中において加熱部分４２は
図１４中の中心部接合領域４３（図中斜線領域）と外周
部接合領域４４（図中斜線領域）との間の領域における
上流側端面にのみ設けられている。加熱部分４２の形成
方法は第３実施例と同じである。又、排気管４５は９０
°エルボ４６とテーパ状の拡大管４７を介して触媒４１
のケース１に取り付けられている。
【００３８】図１３において排気管４５を流れてきた排
気ガスはエルボ４６によって曲げられ、偏流が生じその
流れは図中の下部に多くが集中するが、その後、触媒４
１の上流側端面より突き出し、かつ、図中の下部方向に
曲げられた正電極４０によって図中の上部方向に流れを
整流し、排気ガスはドーナツ状に設けた触媒４１の加熱
部分４２を効率的に流れる。
気ガスはエルボ４６によって曲げられ、偏流が生じその
流れは図中の下部に多くが集中するが、その後、触媒４
１の上流側端面より突き出し、かつ、図中の下部方向に
曲げられた正電極４０によって図中の上部方向に流れを
整流し、排気ガスはドーナツ状に設けた触媒４１の加熱
部分４２を効率的に流れる。
【００３９】即ち、触媒４１の直前にエルボ４６等があ
って偏流が生じた場合でも、突き出し電極４０の効果に
よって整流され、ドーナツ状の加熱部分４２を集中的に
流すことができる。
って偏流が生じた場合でも、突き出し電極４０の効果に
よって整流され、ドーナツ状の加熱部分４２を集中的に
流すことができる。
【００４０】本実施例では、正電極４０における触媒４
１の端面からの突出部４０ａ、及び９０°エルボ４６
を、排気ガス偏流部材としている。 （第６実施例）次に、第６実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
１の端面からの突出部４０ａ、及び９０°エルボ４６
を、排気ガス偏流部材としている。 （第６実施例）次に、第６実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００４１】図１５には第６実施例における通電加熱式
触媒装置を示す。ヒータ触媒担体４８の上流側に、排気
ガス偏流部材としての邪魔板４９が配置されている。邪
魔板４９は支点５０を中心に回動自在に取り付けられて
いる。邪魔板４９はヒータ触媒担体４８が加熱される際
には図１５のように排気ガス流れＹに対し垂直に、加熱
されない際は図１６のように排気ガス流れに対し水平に
なる。
触媒装置を示す。ヒータ触媒担体４８の上流側に、排気
ガス偏流部材としての邪魔板４９が配置されている。邪
魔板４９は支点５０を中心に回動自在に取り付けられて
いる。邪魔板４９はヒータ触媒担体４８が加熱される際
には図１５のように排気ガス流れＹに対し垂直に、加熱
されない際は図１６のように排気ガス流れに対し水平に
なる。
【００４２】図１７に邪魔板４９の形状を示す。又、図
１８に示すように加熱部分５１が外周部にあり、邪魔板
４９の外径Ｒ１は排気管径より小さくなっており、か
つ、図１８の非加熱部分５２の外径Ｒ２（加熱部分５２
の内径）とほぼ同じ寸法となっている。
１８に示すように加熱部分５１が外周部にあり、邪魔板
４９の外径Ｒ１は排気管径より小さくなっており、か
つ、図１８の非加熱部分５２の外径Ｒ２（加熱部分５２
の内径）とほぼ同じ寸法となっている。
【００４３】エンジンの始動直後等、ヒータ付触媒が加
熱される条件の際は図１５のように邪魔板４９が排気の
流れに垂直にする。その結果、排気ガスは図１５の矢印
Ｙのように邪魔板４９と排気管５３の隙間５４を通るた
めヒータ付触媒担体４８の外周部に集中し、加熱部５１
を主に通過し、排ガスを大部分浄化することが可能とな
る。ヒータ付触媒担体４８を通電する必要のない場合に
は、図１６のように邪魔板４９を排気流れに対し水平に
し圧損の増加を防ぐ。このような構成とすることで排気
流れを集中でき、ヒータ付触媒の加熱部を小さくするこ
とで、省電力化を図ることができる。
熱される条件の際は図１５のように邪魔板４９が排気の
流れに垂直にする。その結果、排気ガスは図１５の矢印
Ｙのように邪魔板４９と排気管５３の隙間５４を通るた
めヒータ付触媒担体４８の外周部に集中し、加熱部５１
を主に通過し、排ガスを大部分浄化することが可能とな
る。ヒータ付触媒担体４８を通電する必要のない場合に
は、図１６のように邪魔板４９を排気流れに対し水平に
し圧損の増加を防ぐ。このような構成とすることで排気
流れを集中でき、ヒータ付触媒の加熱部を小さくするこ
とで、省電力化を図ることができる。
【００４４】本実施例の応用例として、図２０に示すよ
うに加熱部５１が中心部にある場合においては、図１９
に示すように、邪魔板４９における加熱部分５１に相対
する部分には貫通穴５５が設けられ、又、邪魔板４９の
外径は、排気管径とほぼ同等になっている。 （第７実施例）次に、第７実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
うに加熱部５１が中心部にある場合においては、図１９
に示すように、邪魔板４９における加熱部分５１に相対
する部分には貫通穴５５が設けられ、又、邪魔板４９の
外径は、排気管径とほぼ同等になっている。 （第７実施例）次に、第７実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００４５】図２１，図２２には第７実施例における通
電加熱式触媒装置を示す。本実施例はヒータ付触媒の上
流側に、排気ガス偏流部材としての図２１に示すような
開閉自在なバルブ５６を付ける。そして、ヒータ通電時
は図２１に示すようにバルブ５６を閉じ通路穴５７を狭
め流れを集中させる。又、非通電時は図２２に示すよう
にバルブ５６を開け、通路管５７を拡げ排気流れをスム
ーズにするものである。
電加熱式触媒装置を示す。本実施例はヒータ付触媒の上
流側に、排気ガス偏流部材としての図２１に示すような
開閉自在なバルブ５６を付ける。そして、ヒータ通電時
は図２１に示すようにバルブ５６を閉じ通路穴５７を狭
め流れを集中させる。又、非通電時は図２２に示すよう
にバルブ５６を開け、通路管５７を拡げ排気流れをスム
ーズにするものである。
【００４６】図２３に示すように、ヒータ通電時には、
バルブ５６を閉じると排気ガスの流れＺが集中しヒータ
付触媒５８の中央部の加熱部分６４に当たる。ヒータ付
触媒５８の中央部のみを加熱しておくことで浄化性能を
下げることなく低電力化を図ることが可能となる。又、
ヒータ非通電時には、図２４に示すようにバルブ５６を
開け、排気ガスを均一に流す。
バルブ５６を閉じると排気ガスの流れＺが集中しヒータ
付触媒５８の中央部の加熱部分６４に当たる。ヒータ付
触媒５８の中央部のみを加熱しておくことで浄化性能を
下げることなく低電力化を図ることが可能となる。又、
ヒータ非通電時には、図２４に示すようにバルブ５６を
開け、排気ガスを均一に流す。
【００４７】尚、図２３において本実施例ではバルブ５
６を開閉自在なバルブとした。しかしながら、本発明は
これに限るものではなく排気ガスの低温時には絞ること
により排気ガスを集中させ、排気ガスの高温時には絞ら
ない感温式の形状記憶合金としてもよい。 （第８実施例）次に、第８実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
６を開閉自在なバルブとした。しかしながら、本発明は
これに限るものではなく排気ガスの低温時には絞ること
により排気ガスを集中させ、排気ガスの高温時には絞ら
ない感温式の形状記憶合金としてもよい。 （第８実施例）次に、第８実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００４８】図２５は第８実施例における通電加熱式触
媒装置の断面図を示し、図２６は図２５のＦ−Ｆ断面図
を示す。上述した各実施例においては排気ガス偏流部材
を設けたが、本実施例においては、排気ガス偏流部材を
設けずに、触媒中の排気ガスの流れの多い箇所に正電極
３を設けないことでヒートマスを低減し速熱化、低電力
化を実現している。以下、構成を示す。
媒装置の断面図を示し、図２６は図２５のＦ−Ｆ断面図
を示す。上述した各実施例においては排気ガス偏流部材
を設けたが、本実施例においては、排気ガス偏流部材を
設けずに、触媒中の排気ガスの流れの多い箇所に正電極
３を設けないことでヒートマスを低減し速熱化、低電力
化を実現している。以下、構成を示す。
【００４９】排気管５９はストレートであり、テーパ状
の拡大部６０を介して触媒６１のケース１に取り付けら
れている。従って、排気ガス流れは触媒６１の中心部に
ほとんどが集中する。正電極３は触媒６１の流れの集中
する中心部を外した、図中の下部寄りに設けられてい
る。それは第３実施例と同様に波板の高さを変えること
で実現している。加熱部６２は流れの集中する中心部に
設けられている。その形成方法は第２実施例と同様であ
る。
の拡大部６０を介して触媒６１のケース１に取り付けら
れている。従って、排気ガス流れは触媒６１の中心部に
ほとんどが集中する。正電極３は触媒６１の流れの集中
する中心部を外した、図中の下部寄りに設けられてい
る。それは第３実施例と同様に波板の高さを変えること
で実現している。加熱部６２は流れの集中する中心部に
設けられている。その形成方法は第２実施例と同様であ
る。
【００５０】流れの集中する箇所に発熱部を配置するの
は、いままでの実施例と同じであるが、さらに、正電極
３をその流れの集中する部分に設けないことでヒートマ
スを低減し、速熱化と低電力化を実現することができ
る。
は、いままでの実施例と同じであるが、さらに、正電極
３をその流れの集中する部分に設けないことでヒートマ
スを低減し、速熱化と低電力化を実現することができ
る。
【００５１】このように本実施例では、排気通路での排
気ガスの流れが最大となる中心流速部分に加熱部分６２
を配置している。
気ガスの流れが最大となる中心流速部分に加熱部分６２
を配置している。
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
排気ガス浄化率を向上させることができる優れた効果を
発揮する。
排気ガス浄化率を向上させることができる優れた効果を
発揮する。
【図１】第１実施例の通電加熱式触媒装置の断面図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】部分加熱型触媒の分解図である。
【図４】整流触媒を説明するための説明図である。
【図５】流速の分布を示す分布図である。
【図６】第１実施例の応用例の通電加熱式触媒装置の断
面図である。
面図である。
【図７】第２実施例の通電加熱式触媒装置の断面図であ
る。
る。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】第３実施例の通電加熱式触媒装置の断面図であ
る。
る。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】第４実施例の通電加熱式触媒装置の断面図で
ある。
ある。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】第５実施例の通電加熱式触媒装置の断面図で
ある。
ある。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ断面図である。
【図１５】第６実施例の通電加熱式触媒装置の断面図で
ある。
ある。
【図１６】第６実施例の通電加熱式触媒装置の断面図で
ある。
ある。
【図１７】第６実施例の邪魔板の斜視図である。
【図１８】第６実施例の触媒の加熱部分の正面図であ
る。
る。
【図１９】第６実施例の応用例の邪魔板の斜視図であ
る。
る。
【図２０】第６実施例の応用例の触媒の加熱部分の正面
図である。
図である。
【図２１】第７実施例の通電加熱式触媒装置のバルブの
正面図である。
正面図である。
【図２２】第７実施例の通電加熱式触媒装置のバルブの
正面図である。
正面図である。
【図２３】第７実施例の通電加熱式触媒装置の断面図で
ある。
ある。
【図２４】第７実施例の通電加熱式触媒装置の断面図で
ある。
ある。
【図２５】第８実施例の通電加熱式触媒装置の断面図で
ある。
ある。
【図２６】図２５のＦ−Ｆ断面図である。
１ ケース ２ 触媒 １２ 排気ガス偏流部材としての整流触媒 ２１ 排気ガス偏流部材としての９０°エルボ ３３ａ 排気ガス偏流部材としての正電極の突出部 ４０ａ 排気ガス偏流部材としての正電極の突出部 ４６ 排気ガス偏流部材としての９０°エルボ ４９ 排気ガス偏流部材としての邪魔板 ５６ 排気ガス偏流部材としてのバルブ ６３ 排気ガス偏流部材としての分流・合流管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 35/04 ３２１ Ａ 8017−4Ｇ Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢ Ｎ (72)発明者 吉永 融 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 篠原 幸弘 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 藤城 修 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 井沢 明宏 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 小粥 真彦 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 平山 洋 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 日比野 雅彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 排気通路に触媒が配置されるとともに、
その触媒における一部に通電にて加熱される加熱部分を
有する通電加熱式触媒装置において、 排気通路での前記触媒の上流側に、前記加熱部分に向か
って排気ガスを偏流させる排気ガス偏流部材を配置した
ことを特徴とする通電加熱式触媒装置。 - 【請求項２】 前記排気ガス偏流部材はルーバにより排
気ガスを偏流させるものである請求項１に記載の通電加
熱式触媒装置。 - 【請求項３】 排気通路に触媒が配置されるとともに、
その触媒における一部に通電にて加熱される加熱部分を
有する通電加熱式触媒装置において、 排気通路での排気ガスの流れが最大となる中心流速部分
に前記加熱部分を配置したことを特徴とする通電加熱式
触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5149592A JPH074230A (ja) | 1993-02-24 | 1993-06-21 | 通電加熱式触媒装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3585593 | 1993-02-24 | ||
| JP5-35855 | 1993-02-24 | ||
| JP5149592A JPH074230A (ja) | 1993-02-24 | 1993-06-21 | 通電加熱式触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074230A true JPH074230A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=26374860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5149592A Withdrawn JPH074230A (ja) | 1993-02-24 | 1993-06-21 | 通電加熱式触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007231947A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | J Eberspecher Gmbh & Co Kg | 静的混合器及び排気処理装置 |
| JP2009024654A (ja) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Bosch Corp | 内燃機関の排気浄化装置、ミキサープレート、及びミキサーユニット、並びにミキサープレート用プレス成型装置 |
| CN101793182A (zh) * | 2009-01-23 | 2010-08-04 | 通用汽车环球科技运作公司 | 带有分区排气流量控制的电加热颗粒过滤器 |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP5149592A patent/JPH074230A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007231947A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | J Eberspecher Gmbh & Co Kg | 静的混合器及び排気処理装置 |
| JP2009024654A (ja) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Bosch Corp | 内燃機関の排気浄化装置、ミキサープレート、及びミキサーユニット、並びにミキサープレート用プレス成型装置 |
| CN101793182A (zh) * | 2009-01-23 | 2010-08-04 | 通用汽车环球科技运作公司 | 带有分区排气流量控制的电加热颗粒过滤器 |
| US8205439B2 (en) | 2009-01-23 | 2012-06-26 | GM Global Technology Operations LLC | Electrically heated particulate filter with zoned exhaust flow control |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |