JPH04280086A - ハニカムモノリスヒータ - Google Patents

ハニカムモノリスヒータ

Info

Publication number
JPH04280086A
JPH04280086A JP3065419A JP6541991A JPH04280086A JP H04280086 A JPH04280086 A JP H04280086A JP 3065419 A JP3065419 A JP 3065419A JP 6541991 A JP6541991 A JP 6541991A JP H04280086 A JPH04280086 A JP H04280086A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
honeycomb
heater
honeycomb structure
present
catalyst
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.)
Granted
Application number
JP3065419A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3001281B2 (ja
Inventor
Kuroaki Oohashi
玄章 大橋
Nobuo Tsuno
伸夫 津野
Tomoharu Kondo
近藤　智治
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.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators 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 NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP3065419A priority Critical patent/JP3001281B2/ja
Priority to US07/844,224 priority patent/US5245825A/en
Priority to DE69200557T priority patent/DE69200557T2/de
Priority to EP92301881A priority patent/EP0502726B1/en
Publication of JPH04280086A publication Critical patent/JPH04280086A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3001281B2 publication Critical patent/JP3001281B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • 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
    • 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
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハニカム構造体の外周
部に複数の電極板を設けたハニカムモノリスヒータに関
する。これらは温風ヒータなどの民生用ヒータ、自動車
の排気ガス浄化用のプレヒータ等の工業用ヒータとして
好適に使用できる。
【０００２】
【従来の技術】最近になり、自動車等の内燃機関から排
出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯＸ　）、一酸化
炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を浄化するための触媒
、触媒担体等として、従来公知の多孔質セラミックハニ
カム構造体のほかに、金属ハニカム構造体が注目を集め
るようになってきた。
【０００３】一方、排ガスの規制強化に伴ない、コール
ドスタート時のエミッションを低減するヒータ等の開発
も切望されている。このようなハニカム構造体として、
例えば特公昭５８−２３１３８号公報、及び実開昭６３
−６７６０９号公報に記載のものが提案されている。
【０００４】特公昭５８−２３１３８号公報には、フォ
イルタイプの金属ハニカム構造物が示されている。この
ハニカム構造物は、平板を機械的に変形して波形としこ
れを平板とともに巻き上げて金属基体としているもので
ある。そして、金属基体の表面を酸化処理して酸化アル
ミニウム被膜を形成し、この被膜にアルミナ等の高表面
積酸化物を担持し、さらに貴金属等を含浸させて、自動
車排ガス浄化用の触媒としているものである。
【０００５】さらに実開昭６３−６７６０９号公報には
、メタル担体にアルミナをコートした電気通電可能なメ
タルモノリス触媒をプレヒータとして使用することが開
示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題］】しかしながら、特公
昭５８−２３１３８号公報に記載のフォイルタイプの金
属ハニカム構造物においては、運転サイクル中に、メタ
ル−メタル接合部が剥離しガス流れ方向に凸部に変形す
るというテレスコープ現象が発生し易く、運転上重大な
支障となる場合があり、またフォイルタイプの金属ハニ
カム構造物では構造が複雑であって、製造コストが高く
なるという問題がある。また実開昭６３−６７６０９号
公報のプレヒータも特公昭５８−２３１３８号公報と同
様に、運転中に金属基体のメタル−メタル接合部が剥離
し、絶縁部ができて電流ムラが生じ、不均一な発熱を生
ずるという問題がある。
【０００７】又、実開昭６３−６７６０９号公報のプレ
ヒータは、内周部に電極を設けているため、中心部が触
媒として作用せず、しかも圧力損失の原因となるという
問題がある。更に、ガス流によって電極が脱離し易くな
るという欠点がある。
【０００８】そこで、本出願人は、先にハニカム構造体
に通電のための少なくとも２つの電極を設けるとともに
、電極間に抵抗調節機構を有するヒータを提案した（特
願平２−９６８６６号）。本発明はこのヒータの更なる
改良を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、断面形状が方形である多数の貫通孔を有するハニカ
ム構造体の外周部に、複数の電極板を設けたハニカムモ
ノリスヒータであって、電極板と貫通孔壁とで形成され
る角度が鋭角となるように電極板を配置したことを特徴
とするハニカムモノリスヒータ、が提供される。
【００１０】本発明では、電極板と貫通孔壁とで形成さ
れる角度を４５°〜６０°とすると好ましく、また、電
極間のハニカム構造体外周部を１ヶ所以上電気的に絶縁
することが発熱性を向上させる上で好ましい。なお、本
発明においては、電極板と貫通孔壁とで形成される角度
を次のように定義する。
【００１１】即ち、ハニカム構造体の電極板と貫通孔壁
の相対位置を示すパラメータとして、対となる電極板の
各中心を結ぶ線と各貫通孔壁を延長した線によって挟ま
れる０〜９０°の範囲の角度がある。方形セルの場合、
それぞれのハニカム構造体において、図１〜図２に示す
ように概ね２通りの角度がある（図１では４５°と４５
°、図２では０°と９０°）が、本発明では、そのうち
小さくない方、即ち４５〜９０°の間の角度を電極板と
貫通孔壁とで形成される角度とする。従って、図１では
４５°、図２では９０°となる。
【００１２】
【作用】本発明は、断面形状が方形である多数の貫通孔
を有するハニカム構造体の外周部に複数の電極板を設け
、かつ電極板と貫通孔壁とで形成される角度を鋭角とな
るように電極板を取付けたハニカムモノリスヒータであ
る。このように構成することにより適切で均一な発熱を
確保できるとともに機械特性の向上したハニカムモノリ
スヒータが可能となる。
【００１３】又、上記のハニカム構造体としては、粉末
原料をハニカム状に成形し焼結させて作製することが好
ましい。この場合には、いわゆる押出成形法を用いて作
製することが好ましく、工程が簡略で低コスト化が図れ
る利点がある。さらに、上記の場合、ハニカム構造体か
らなるヒータ部と電極板とを同時に押出し成形し、乾燥
の後焼成することにより、ハニカムモノリスヒータを製
造すると、工程の簡略化、短縮のため好ましいばかりで
なく、電極板も含めて完全な一体物となるため機械特性
が向上するという利点がある。
【００１４】本出願人の先願である特願平２−９６８６
６号においては、電極間に抵抗調節機構であるスリット
を設けたものであるが、この場合、スリット形成工程が
複雑で手間を要し、また、スリットのためハニカム構造
体からなるヒータ部の機械強度が劣るということが判明
した。そこで、本発明では、電極板と貫通孔壁とで形成
される角度が鋭角となるように電極板を配置することに
より、上記問題を解決したものである。
【００１５】本発明のハニカムモノリスヒータを図面に
基づいて説明する。図１は本発明のハニカムモノリスヒ
ータの一例を示す断面図であり、断面形状が正方形であ
る正方形セル（貫通孔）１０を有し、外形が円柱形のハ
ニカム構造体１１の外周壁にスリット１２を４ヶ所形成
するとともに、外周壁に２ヶ所電極板１３、端子１４を
設けたものである。なお、図２は図１と電極板１３と正
方形セル１０の相対的位置を変えた例を示す断面図であ
る。
【００１６】また、図３〜図４は、夫々本発明のハニカ
ムモノリスヒータの他の例を示す斜視図で、断面形状が
長方形である長方形セル１０を有し、外形が直方体であ
るハニカム構造体１１を用いた場合を示す。これらの場
合、図においてハニカム構造体１１の上端面および下端
面に通常の隔壁厚さより厚い外周壁を形成して２個の電
極板１３としている。
【００１７】さらに、図５は断面形状が正方形である正
方形セル１０を有し、外形がレーストラック型のハニカ
ム構造体１１を用い、ハニカム構造体１１の上端面およ
び下端面に導電性良好な材料からなる２個のプレートを
溶接して電極板１３としたハニカムモノリスヒータの例
を示すものである。
【００１８】図６〜図７はそれぞれ断面形状が長方形で
ある長方形セル１０を有し、外形が円柱形のハニカム構
造体１１を用いた場合で、ハニカム構造体外周と同様の
曲率を持ったプレートを２個ハニカム構造体１１の外周
壁に溶接して電極板１３としたハニカムモノリスヒータ
の例を示すものである。本発明のハニカムモノリスヒー
タでは、ハニカム構造体の外周部に１ヶ所以上スリット
を設けて電気的に絶縁することが、ハニカム構造体から
なるヒータ部の発熱性を向上させる上で好ましい。
【００１９】また、ハニカム構造体の貫通孔（セル）の
断面形状は方形であるが、この場合、長辺と短辺の長さ
の比が、長辺長さ／短辺長さ＝１〜５の範囲の整数とす
ることが好ましい。さらに本発明では、ハニカム構造体
の外周壁の厚さｄｏ　と貫通孔壁（セル壁）の厚さｄｃ
　の比が、ｄｏ　／ｄｃ　≦１０となるように形成する
ことが、モノリスヒータの発熱性、機械特性のバランス
の点から好ましい。
【００２０】なお、本発明のハニカムモノリスヒータは
、金属質ハニカム構造体の隔壁及び気孔の表面をＡｌ２
　Ｏ３　、Ｃｒ２　Ｏ３　等の耐熱性金属酸化物で被覆
することが耐熱性、耐酸化性、耐食性が向上し好ましい
。
【００２１】本発明の基体であるハニカム構造体の構成
材料としては、通電により発熱する材料からなるもので
あれば制限はなく、金属質でもセラミック質でもよい。 金属質の場合、例えばステンレス鋼やＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ
、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｗ−Ｃｏ、Ｎ
ｉ−Ｃｒ等の組成を有する材料からなるものが挙げられ
る。上記のうち、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ
−Ａｌが耐熱性、耐酸化性、耐食性に優れ、かつ安価で
好ましい。
【００２２】本発明のハニカム構造体は、多孔質であっ
ても非多孔質であってもよいが、触媒を担持する場合に
は、多孔質のハニカム構造体が触媒層との密着性が強く
熱膨張差による触媒の剥離が生ずることがほとんどない
ことから好ましい。次に、本発明のハニカム構造体のう
ち金属質ハニカム構造体の製造方法の例を説明する。ま
ず、所望の組成となるように、例えばＦｅ粉末、Ａｌ粉
末、Ｃｒ粉末、又はこれらの合金粉末などにより金属粉
末原料を調製する。次いで、このように調製された金属
粉末原料と、メチルセルロース、ポリビニルアルコール
等の有機バインダー、水を混合した後、この混合物を断
面形状が方形であるハニカム形状に押出成形する。
【００２３】なお、金属粉末原料と有機バインダー、水
の混合に際し、水を添加する前に金属粉末にオレイン酸
等の酸化防止剤を混合するか、あるいは予め酸化されな
い処理を施した金属粉末を使用することが好ましい。次
に、押出成形されたハニカム成形体を、非酸化雰囲気下
１０００〜１４００℃で焼成する。ここで、水素を含む
非酸化雰囲気下において焼成を行なうと、有機バインダ
ーがＦｅ等を触媒にして分解除去され、良好な焼結体を
得ることができ、好ましい。
【００２４】焼成温度が１０００℃未満の場合、成形体
が焼結せず、焼成温度が１４００℃を超えると得られる
焼結体が変形するため、好ましくない。なお、望ましく
は、次いで、得られた焼結体の隔壁及び気孔の表面を耐
熱性金属酸化物で被覆する。この耐熱性金属酸化物によ
る被覆方法としては、下記の方法が好ましいものとして
挙げられる。
【００２５】■金属ハニカム構造体を酸化雰囲気中７０
０〜１２００℃で熱処理する。 ■Ａｌ等を焼結体の隔壁及び気孔の表面にメッキ（例え
ば気相メッキ）し、酸化雰囲気中７００〜１２００℃で
熱処理する。 ■Ａｌ等の金属溶湯中に浸漬し、酸化雰囲気中７００〜
１２００℃で熱処理する。 ■アルミナゾル等を用い焼結体の隔壁及び気孔の表面に
被覆し、酸化雰囲気中７００〜１２００℃で熱処理する
。
【００２６】尚、熱処理温度は、耐熱性、耐酸化性の点
で９００〜１１５０℃とすることが好ましい。上記のよ
うにして得られた金属質ハニカム構造体の外周部に、押
出時の一体成形、ろう付け、溶接などの手段によって複
数の電極板を貫通孔壁とで形成される角度が鋭角となる
ように配置することにより、本発明のハニカムモノリス
ヒータが作製される。
【００２７】電極板の面積は特に制限はないが、それが
小さ過ぎると電極付近での発熱量が大きくなり過ぎ、ま
た電極板の面積が大き過ぎると有効発熱面積が小さくな
り、いずれの場合にも通過ガスの加熱効率が低下する。 電極板の面積は、いわゆるセルやハニカム構造体の形状
、大きさにより適宜決定されるが、例えば、ハニカム構
造体が角柱状やレーストラック状のように外周部に平行
部をもつ場合には平行部全面に電極板を設けたり、一方
オーバルタイプや円柱形状の場合には、１個の電極板の
占める角度が５〜１５０°となるように設置することが
好ましい。なお、図において電極板の占める角度は、図
１〜図２が２０°、図３〜図４が７０°、図５が１３０
°、図６が４５°、図７が９０°である。
【００２８】また、ハニカム構造体の外周部にスリット
を設ける場合、押出成形時に貫通孔と平行に形成される
よう、一体成形することが工程短縮のためには好ましい
が、成形後、乾燥後あるいは焼成後にスリット加工する
ことも可能であり、この場合には、電気的に実質上絶縁
できれば、スリットは貫通孔と平行でなく斜めであって
も、曲線であってもよい。
【００２９】このハニカムモノリスヒータは、全体とし
てその抵抗値が０．００１Ω〜０．５Ωの範囲となるよ
うに形成することが好ましい。なお、本発明のハニカム
モノリスヒータは、上記した特徴を有するヒータを複数
個電気的に直列に接続して構成することもできる。また
、上記の金属質ハニカム構造体の表面にさらに触媒を担
持させることにより、排気ガスの浄化反応（酸化反応熱
等）による温度上昇が期待できるため好ましい。
【００３０】金属質ハニカム構造体の表面に担持する触
媒は、大きな表面積を有する担体に触媒活性物質を担持
させたものである。ここで、大きな表面積を有する担体
としては、例えばＡｌ２　Ｏ３　系、ＴｉＯ２　系、Ｓ
ｉＯ２　−Ａｌ２　Ｏ３　系などやペロブスカイト系の
ものが代表的なものとして挙げられる。触媒活性物質と
しては、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の貴金属、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｃｏ等の卑金属などを挙げることができる。 上記のうち、γ−Ａｌ２　Ｏ３　系にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ
を１０〜１００ｇ／ｆｔ３　担持したものが好ましい。
【００３１】本発明のハニカムモノリスヒータを、自動
車排ガス浄化用に用いる場合、一次電源としては、例え
ばバッテリー、オルタネーターが挙げられ、電気的に制
御された電流を用いることが特に好ましい。本発明にお
けるハニカム構造体のハニカム形状としては特に限定は
されないが、具体的には、例えば６〜１５００セル／Ｉ
ｎ２　（０．９〜２３３セル／ｃｍ２）の範囲のセル密
度を有するように形成することが好ましい。又、隔壁の
厚さは５０〜２０００μｍの範囲が好ましい。
【００３２】また、上記したようにハニカム構造体は多
孔質であっても非多孔質もよくその気孔率は制限されな
いが、０〜５０％、好ましくは２５％未満の範囲とする
ことが強度特性、耐酸化性、耐食性の面から望ましい。 また、触媒を担持する場合には、触媒層との密着性の点
から５％以上の気孔率を有することが好ましい。尚、本
発明においてハニカム構造体とは、隔壁により仕切られ
た多数の貫通孔を有する一体構造をいい、その外形は円
柱形のほか矩形、楕円形など各種の任意な形状とするこ
とができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもので
はない。 （実施例１）試料Ａの製造：Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ（
重量％）の組成になるように、Ｆｅ粉、Ｆｅ−Ｃｒ粉、
Ｆｅ−Ａｌ粉を配合し、これに有機バインダー（メチル
セルロース）と酸化防止剤（オレイン酸）、水を添加し
て坏土を調製しこれを押出成形し、乾燥後、図１に示す
如き、リブ厚４ｍｉｌ　、セル密度３００個／平方イン
チの正方形セル１０を持った外径１１０ｍｍφ、厚さ６
ｍｍのハニカム乾燥体を作成した。なお、外周壁の厚さ
は５ｍｉｌ　とした。また、外周壁には４ヶ所スリット
１２を形成した。
【００３４】次に、このハニカム乾燥体をＨ２　雰囲気
で焼成することにより、外径９２ｍｍφ、厚さ５ｍｍの
ハニカム構造体１１を得た。次いでこのハニカム構造体
１１に、γ−Ａｌ２　Ｏ３　を被覆コートし、次いで貴
金属ＰｔとＰｄを各々３０ｇ／ｆｔ３　、６ｇ／ｆｔ３
　担持し、６００℃にて焼成することにより、触媒を担
持したハニカム構造体１１を得、その後外周壁に２ヶ所
電極１３および端子１４をセットし、図１に示されるヒ
ータ触媒Ａとした。
【００３５】試料Ｂの製造：上記した試料Ａと同一の材
料と製法を用い、電極１３と正方形セル１０の相対的位
置のみ変えた、図２に示されるヒータ触媒Ｂを得た。な
お、ヒータ触媒Ａ，Ｂの電気抵抗は各々０．０２５Ωで
あった。
【００３６】［評価］ヒータ触媒の性能評価は、図８に
示す装置を用いて行なった。すなわち、ガソリンエンジ
ン２０からの排ガスを冷却器２１で１２０℃まで冷却し
た後ヒータ触媒２２に導入し、評価開始時間と同時にヒ
ータ触媒２２に１２Ｖのバッテリー２３によってヒータ
触媒２２中の熱電対２４の温度が３５０℃になるように
、制御器２５によりオン−オフ制御を行ないながら、６
０秒間ヒータ触媒２２に通電した。この時の６０秒間の
ＨＣ，ＣＯ，ＮＯＸ　の平均浄化率を排ガス測定器２６
で測定した。表１にヒータ触媒Ａ，Ｂの平均浄化率を示
す。
【００３７】
【表１】
【００３８】（実施例２）上記した試料Ａ、Ｂと同一の
材料と製法を用い、図３〜図４に示すような、リブ厚６
ｍｉｌ　、セル密度１４０個／平方インチの長方形セル
（短辺長さ：長辺長さ＝１：２）を持ち、ハニカム構造
体１１の上端面および下端面の全面に厚さ１．５ｍｍの
２個の電極板１３を持ち、また、電極間のハニカム構造
体１１の厚さ６ｍｉｌ　の外周壁に、図３の場合には片
面側が３個（全体で６個）、図４の場合には１セル毎に
スリット１２を設けた、外径１２０×８０ｍｍ、厚さ１
５ｍｍの直方体形状のハニカム乾燥体を押出しにより一
体成形し、これをＨ２　雰囲気下で試料Ａ，Ｂと同条件
下で焼成してハニカム構造体１１を得た。
【００３９】これらのヒータの電気抵抗は各々０．０２
Ωであった。これらのヒータについて、実施例１と同様
にして性能評価を行なったところ、平均浄化率は表２に
示す如くであった。
【００４０】
【表２】
【００４１】（実施例３）Ｆｅ−２０Ａｌ（重量％）の
組成になるように、Ｆｅ粉とＦｅ−Ａｌ粉を配合し、こ
れに有機バインダー（メチルセルロース）と酸化防止剤
（オレイン酸）、水を添加して坏土を調製しこれを押出
成形し、乾燥後、図５に示す如き、リブ厚６ｍｉｌ　、
セル密度４００個／平方インチの正方形セル１０を持っ
た、１５０ｍｍ（平行部長さ）×７０ｍｍ（平行部間距
離）、厚さ１０ｍｍのレーストラック型のハニカム乾燥
体を作成した。外周壁の厚さは１０ｍｉｌ　であった。
【００４２】次に、厚さ３ｍｍ、幅８０ｍｍ、長さ１０
ｍｍのプレートを上記と同様に押出成形で作成し、平行
部間にスリット１２を片面側に１個（全体で２個）設け
た。続いて、プレートをハニカム乾燥体の上端面および
下端面に添わせた後、Ｈ２雰囲気下で焼成し、図５に示
すような電極板１３付きのハニカム構造体を得、ハニカ
ムモノリスヒータとした。なお、焼成時の収縮は１０％
であった。又、ヒータの電気抵抗は０．０２Ωであった
。
【００４３】一方、実施例１の試料Ａ、Ｂと同一の材料
と製法を用い、リブ厚３ｍｉｌ　、セル密度９００個／
平方インチの長方形セルを持った外径１１０ｍｍφ、厚
さ１５ｍｍ、外周壁厚さ４ｍｉｌ　の円柱形のハニカム
乾燥体を作成し、Ｈ２　雰囲気下で焼成した。次いで、
図６〜図７のように、焼成体と同様の曲率を有するステ
ンレス板を溶接して電極板１３とした後、ステンレス板
間にスリット１２を片面側に２個（全体で４個）設け、
ハニカムモノリスヒータとした。なお、長方形セルの長
辺長さと短辺長さの比は、図６の場合が２：１、図７の
場合が３：１とした。また、ヒータの電気抵抗は各々０
．０２Ω、０．０１５Ωであった。以上のようにして得
られた図５〜図７のハニカムモノリスヒータについて、
実施例１と同様にして性能評価を行なったところ、平均
浄化率は表３に示す如くであった。
【００４４】
【表３】
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
均一な発熱性を有するとともに機械特性に優れたハニカ
ムモノリスヒータを提供でき、しかもこのハニカムモノ
リスヒータを簡易な工程により得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハニカムモノリスヒータ（ヒータ触媒
Ａ）の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のハニカムモノリスヒータ（ヒータ触媒
Ｂ）の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のハニカムモノリスヒータの一例を示す
斜視図である。
【図４】本発明のハニカムモノリスヒータの一例を示す
斜視図である。
【図５】本発明のハニカムモノリスヒータの一例を示す
斜視図である。
【図６】本発明のハニカムモノリスヒータの一例を示す
斜視図である。
【図７】本発明のハニカムモノリスヒータの一例を示す
斜視図である。
【図８】ヒータ触媒の性能評価のための装置を示す説明
図である。
【符号の説明】
１０　　セル １１　　ハニカム構造体 １２　　スリット １３　　電極 １４　　端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　断面形状が方形である多数の貫通孔を
    有するハニカム構造体の外周部に、複数の電極板を設け
    たハニカムモノリスヒータであって、電極板と貫通孔壁
    とで形成される角度が鋭角となるように電極板を配置し
    たことを特徴とするハニカムモノリスヒータ。
  2. 【請求項２】　　電極板と貫通孔壁とで形成される角度
    が４５°〜６０°である請求項１記載のハニカムモノリ
    スヒータ。
  3. 【請求項３】　　電極間のハニカム構造体外周部を１ヶ
    所以上電気的に絶縁する請求項１または２記載のハニカ
    ムモノリスヒータ。
JP3065419A 1991-03-06 1991-03-06 ハニカムモノリスヒータ Expired - Fee Related JP3001281B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3065419A JP3001281B2 (ja) 1991-03-06 1991-03-06 ハニカムモノリスヒータ
US07/844,224 US5245825A (en) 1991-03-06 1992-03-02 Honeycomb monolith heater
DE69200557T DE69200557T2 (de) 1991-03-06 1992-03-05 Monolithisches Honigwabenheizgerät.
EP92301881A EP0502726B1 (en) 1991-03-06 1992-03-05 Honeycomb monolith heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3065419A JP3001281B2 (ja) 1991-03-06 1991-03-06 ハニカムモノリスヒータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04280086A true JPH04280086A (ja) 1992-10-06
JP3001281B2 JP3001281B2 (ja) 2000-01-24

Family

ID=13286519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3065419A Expired - Fee Related JP3001281B2 (ja) 1991-03-06 1991-03-06 ハニカムモノリスヒータ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5245825A (ja)
EP (1) EP0502726B1 (ja)
JP (1) JP3001281B2 (ja)
DE (1) DE69200557T2 (ja)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011230971A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Denso Corp 接合体及びその製造方法
DE102011083233A1 (de) 2010-09-27 2012-03-29 Denso Corporation Wabenstrukturkörper und elektrisch beheizteKatalysatorvorrichtung
WO2012086815A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
WO2012128112A1 (ja) 2011-03-23 2012-09-27 トヨタ自動車株式会社 触媒担持用構造体及び触媒コンバータ装置
WO2012133056A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
WO2012137577A1 (ja) * 2011-04-08 2012-10-11 トヨタ自動車株式会社 触媒コンバータ装置
JP2012202396A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Toyota Motor Corp 触媒コンバータ装置
WO2013008664A1 (ja) * 2011-07-11 2013-01-17 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP2013020936A (ja) * 2011-03-24 2013-01-31 Ngk Insulators Ltd ヒーター
JP2013020937A (ja) * 2011-03-24 2013-01-31 Ngk Insulators Ltd ヒーター
US8679413B2 (en) 2010-09-27 2014-03-25 Denso Corporation Honeycomb structural body and electrical heated catalyst device
JP2014054935A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Ngk Insulators Ltd ヒーター
JP2014054934A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Ngk Insulators Ltd ヒーター
JP2014198296A (ja) * 2013-03-29 2014-10-23 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US9049750B2 (en) 2012-02-24 2015-06-02 Denso Corporation Honeycomb structure body
JPWO2013146955A1 (ja) * 2012-03-30 2015-12-14 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JPWO2014148506A1 (ja) * 2013-03-22 2017-02-16 日本碍子株式会社 還元剤噴射装置、排ガス処理装置及び排ガス処理方法
WO2021181758A1 (ja) * 2020-03-09 2021-09-16 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
JP2024118992A (ja) * 2023-02-21 2024-09-02 国立大学法人東海国立大学機構 立体電気ヒーターの電極構造

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3058995B2 (ja) * 1992-08-18 2000-07-04 日本碍子株式会社 ハニカムヒーター
US5423904A (en) * 1993-05-28 1995-06-13 Dasgupta; Sankar Exhaust gas filter
JP3078736B2 (ja) * 1994-12-07 2000-08-21 日本碍子株式会社 電極構造および通電発熱式ヒーター
ES2099031B1 (es) * 1995-05-31 1997-12-01 Esteve Labor Dr Nuevos polimorfos de diclorhidrato de lesopitron y sus formas hidratadas, procedimientos de preparacion y composiciones que los contienen.
US5749223A (en) * 1996-03-06 1998-05-12 General Motors Corporation Exhaust management system
JP3039424B2 (ja) 1997-02-17 2000-05-08 信越ポリマー株式会社 エンボスキャリアテープ
DE102004016434B4 (de) * 2004-03-31 2006-01-05 Hermsdorfer Institut Für Technische Keramik E.V. Elektrischer Fluidheizer
WO2005102860A1 (ja) 2004-04-26 2005-11-03 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha カバーテープ及び電子部品包装用キャリアテープシステム
AT501888B1 (de) * 2005-06-08 2006-12-15 Fleck Carl M Dr Wabenfilter mit planaren elektroden
US20090220697A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 William Peter Addiego Washcoat composition and methods of making and using
TW201003024A (en) * 2008-04-28 2010-01-16 Basf Se Open-cell porous shaped bodies for heat exchangers
EP2554264B1 (en) * 2010-03-31 2017-05-31 NGK Insulators, Ltd. Honeycomb structure
JP5965862B2 (ja) * 2013-03-29 2016-08-10 日本碍子株式会社 ハニカム構造体、及びその製造方法
JP6211785B2 (ja) * 2013-03-29 2017-10-11 日本碍子株式会社 ハニカム構造体、及びその製造方法
EP3127611B1 (en) * 2014-03-31 2018-12-26 NGK Insulators, Ltd. Honeycomb structure
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
JP6626524B2 (ja) * 2018-03-29 2019-12-25 日本碍子株式会社 電気加熱型触媒用担体
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
FR3094039B1 (fr) * 2019-03-21 2021-03-19 Faurecia Systemes Dechappement Organe de chauffage durable pour dispositif de purification des gaz d’échappement d’un véhicule
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
FR3108677B1 (fr) * 2020-03-30 2022-05-27 Faurecia Systemes Dechappement Dispositif de chauffage de gaz d’échappement, ligne d’échappement et véhicule associés
FR3115563B1 (fr) * 2020-10-27 2022-11-04 Faurecia Systemes Dechappement Dispositif de chauffage pour un dispositif de purification de gaz d’échappements à encombrement réduit

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1492929A (en) * 1973-10-24 1977-11-23 Johnson Matthey Co Ltd Catalytic structures having metallic substrates
JPS5823138A (ja) * 1981-08-03 1983-02-10 日産自動車株式会社 ヒユ−ズ回路板
US4505107A (en) * 1981-10-26 1985-03-19 Nippondenso Co., Ltd. Exhaust gas cleaning apparatus
JPS58106115A (ja) * 1981-12-17 1983-06-24 Nippon Soken Inc 電気的加熱手段を有する排気ガス微粒子浄化装置
JPS58206818A (ja) * 1982-05-28 1983-12-02 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関の排気ガス微粒子捕集フイルタの再生用ヒ−タ
SU1254596A1 (ru) * 1984-08-03 1986-08-30 Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт электротермического оборудования Электронагреватель текучей среды
JPS6367609A (ja) * 1986-09-09 1988-03-26 Yanmar Diesel Engine Co Ltd フライウエイト装置
DE8816514U1 (de) * 1988-04-25 1989-10-26 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Elektrisch beheizbarer Katalysator-Trägerkörper
JP2931362B2 (ja) * 1990-04-12 1999-08-09 日本碍子株式会社 抵抗調節型ヒーター及び触媒コンバーター
ES2060300T3 (es) * 1990-04-12 1994-11-16 Ngk Insulators Ltd Calentador y convertidor catalitico.

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011230971A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Denso Corp 接合体及びその製造方法
DE102011083233A1 (de) 2010-09-27 2012-03-29 Denso Corporation Wabenstrukturkörper und elektrisch beheizteKatalysatorvorrichtung
US8765068B2 (en) 2010-09-27 2014-07-01 Denso Corporation Honeycomb structural body and electrical heated catalyst device
US8679413B2 (en) 2010-09-27 2014-03-25 Denso Corporation Honeycomb structural body and electrical heated catalyst device
WO2012086815A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US9516702B2 (en) 2010-12-24 2016-12-06 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
WO2012128112A1 (ja) 2011-03-23 2012-09-27 トヨタ自動車株式会社 触媒担持用構造体及び触媒コンバータ装置
US9421495B2 (en) 2011-03-23 2016-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structural body for supporting a catalyst, and catalytic converter
JP2013020936A (ja) * 2011-03-24 2013-01-31 Ngk Insulators Ltd ヒーター
JP2013020937A (ja) * 2011-03-24 2013-01-31 Ngk Insulators Ltd ヒーター
WO2012133056A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP5902670B2 (ja) * 2011-03-25 2016-04-13 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US9228470B2 (en) 2011-03-25 2016-01-05 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
JP2012202396A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Toyota Motor Corp 触媒コンバータ装置
US9243540B2 (en) 2011-04-08 2016-01-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalytic converter
CN103459795A (zh) * 2011-04-08 2013-12-18 丰田自动车株式会社 催化转换装置
WO2012137577A1 (ja) * 2011-04-08 2012-10-11 トヨタ自動車株式会社 触媒コンバータ装置
DE112012001620B4 (de) * 2011-04-08 2016-03-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Katalytischer Konverter
WO2013008664A1 (ja) * 2011-07-11 2013-01-17 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US9382831B2 (en) 2011-07-11 2016-07-05 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
JPWO2013008664A1 (ja) * 2011-07-11 2015-02-23 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US9049750B2 (en) 2012-02-24 2015-06-02 Denso Corporation Honeycomb structure body
JPWO2013146955A1 (ja) * 2012-03-30 2015-12-14 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP2014054935A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Ngk Insulators Ltd ヒーター
JP2014054934A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Ngk Insulators Ltd ヒーター
US9759106B2 (en) 2013-03-22 2017-09-12 Ngk Insulators, Ltd. Reducing agent injection device, exhaust gas treatment device and exhaust gas treatment method
JPWO2014148506A1 (ja) * 2013-03-22 2017-02-16 日本碍子株式会社 還元剤噴射装置、排ガス処理装置及び排ガス処理方法
JP2014198296A (ja) * 2013-03-29 2014-10-23 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US9506391B2 (en) 2013-03-29 2016-11-29 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
WO2021181758A1 (ja) * 2020-03-09 2021-09-16 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
JPWO2021181758A1 (ja) * 2020-03-09 2021-09-16
JP2024118992A (ja) * 2023-02-21 2024-09-02 国立大学法人東海国立大学機構 立体電気ヒーターの電極構造

Also Published As

Publication number Publication date
DE69200557D1 (de) 1994-12-01
EP0502726B1 (en) 1994-10-26
US5245825A (en) 1993-09-21
JP3001281B2 (ja) 2000-01-24
EP0502726A1 (en) 1992-09-09
DE69200557T2 (de) 1995-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3001281B2 (ja) ハニカムモノリスヒータ
JP2931362B2 (ja) 抵抗調節型ヒーター及び触媒コンバーター
US5288975A (en) Resistance adjusting type heater
JP2919987B2 (ja) 抵抗調節型ヒーター
JP3040510B2 (ja) ハニカムヒーター
US5264186A (en) Catalytic converter for use in controlling automotive exhaust emissions
CA2040289C (en) Resistance adjusting type heater and catalytic converter
US5234668A (en) Catalytic converter for use in automotive exhaust emissions control
US5229079A (en) Catalytic converter for use in automotive exhaust emission control
JPH07163888A (ja) ハニカムヒーター
JP2915586B2 (ja) 抵抗調節型ヒーター
US5229080A (en) Resistance adjusting type heater and catalytic converter
JP3058995B2 (ja) ハニカムヒーター
EP0661096A1 (en) Honeycomb heater
US5194229A (en) Resistance heater, catalytic converter and method of operating catalytic converter
EP0465183B1 (en) Catalytic converter with resistance heater
EP0661421A1 (en) Honeycomb heater
JP3145166B2 (ja) 抵抗調節型ヒーター
JP2863330B2 (ja) 抵抗調節型ヒーター
JP2898337B2 (ja) ハニカムヒーター及び触媒コンバーター
JP2818477B2 (ja) 自動車排ガス浄化用触媒コンバーター
JP2821006B2 (ja) 抵抗調節型ヒーター及び触媒コンバーター
JP3091201B2 (ja) 自動車排ガス浄化用触媒コンバーター
JP2001252573A (ja) ハニカムヒーター

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19991026

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees