JPH07328453A - 自己発熱型ハニカムコンバータ - Google Patents
自己発熱型ハニカムコンバータInfo
- Publication number
- JPH07328453A JPH07328453A JP6133126A JP13312694A JPH07328453A JP H07328453 A JPH07328453 A JP H07328453A JP 6133126 A JP6133126 A JP 6133126A JP 13312694 A JP13312694 A JP 13312694A JP H07328453 A JPH07328453 A JP H07328453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- honeycomb
- honeycomb carrier
- self
- heat insulating
- heating
- 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
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 56
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 22
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 13
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 229910002060 Fe-Cr-Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハニカム担体の高抵抗化と低熱容量化とを両
立させ、小電力で短時間内に十分に昇温させて触媒を活
性化させる。 【構成】 エンジンの排気経路に配置される自己発熱型
のハニカムコンバータであって、触媒物質を担持してい
るハニカム担体１が平板と波板とからなり、それらの板
には少なくとも一部に開口としてのスリット部２ａ，３
ａが形成されている。また、通電されるハニカム担体１
とそれを収容している外筒との間には、耐熱性の無機繊
維材料からなる断熱保持材２１が介挿されている。そし
て断熱保持材２１の巻回の始点および終点となる端縁２
１ａ，２１ｂの位置と、ハニカム担体１の最外層の平板
もしくは波板の巻回の終点となる端縁すなわち突出端２
２の位置とが一致して、突出端２２が端縁２１ａ，２１
ｂの隙間から出て外筒と短絡しないように、それらの位
置を相互に周方向にずらせている。
立させ、小電力で短時間内に十分に昇温させて触媒を活
性化させる。 【構成】 エンジンの排気経路に配置される自己発熱型
のハニカムコンバータであって、触媒物質を担持してい
るハニカム担体１が平板と波板とからなり、それらの板
には少なくとも一部に開口としてのスリット部２ａ，３
ａが形成されている。また、通電されるハニカム担体１
とそれを収容している外筒との間には、耐熱性の無機繊
維材料からなる断熱保持材２１が介挿されている。そし
て断熱保持材２１の巻回の始点および終点となる端縁２
１ａ，２１ｂの位置と、ハニカム担体１の最外層の平板
もしくは波板の巻回の終点となる端縁すなわち突出端２
２の位置とが一致して、突出端２２が端縁２１ａ，２１
ｂの隙間から出て外筒と短絡しないように、それらの位
置を相互に周方向にずらせている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用の排気浄化装
置としての触媒コンバータに係り、特に触媒作用を行な
う物質の活性化を促進するために、触媒担体自体が発熱
するようにした自己発熱型ハニカムコンバータに関する
ものである。
置としての触媒コンバータに係り、特に触媒作用を行な
う物質の活性化を促進するために、触媒担体自体が発熱
するようにした自己発熱型ハニカムコンバータに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば自動車用エンジンの排気経
路内に触媒コンバータを介在させて、排ガス中に含まれ
ているＣＯ，ＨＣおよびＮＯｘ等の有害成分を無害な気
体あるいは水に変換することが行われている。しかしな
がら、単に触媒コンバータのみを用いた場合、エンジン
の始動初期の排ガスの温度が低い状態では、触媒物質が
活性化されないために排気ガスが浄化されにくいという
問題がある。
路内に触媒コンバータを介在させて、排ガス中に含まれ
ているＣＯ，ＨＣおよびＮＯｘ等の有害成分を無害な気
体あるいは水に変換することが行われている。しかしな
がら、単に触媒コンバータのみを用いた場合、エンジン
の始動初期の排ガスの温度が低い状態では、触媒物質が
活性化されないために排気ガスが浄化されにくいという
問題がある。
【０００３】このため米国特許第３７７０３８９号およ
び特開平２−２２３６２２号公報に記載されたもので
は、触媒コンバータにおいて触媒が担持されているハニ
カム担体に対して、別体の自己発熱型ハニカムフィルタ
に触媒が担持された自己発熱型ハニカム担体からなる触
媒コンバータを付設することにより、この自己発熱型ハ
ニカム担体に通電加熱して触媒物質の活性化を図る手段
が提案されている。
び特開平２−２２３６２２号公報に記載されたもので
は、触媒コンバータにおいて触媒が担持されているハニ
カム担体に対して、別体の自己発熱型ハニカムフィルタ
に触媒が担持された自己発熱型ハニカム担体からなる触
媒コンバータを付設することにより、この自己発熱型ハ
ニカム担体に通電加熱して触媒物質の活性化を図る手段
が提案されている。
【０００４】これらの自己発熱型ハニカム担体は、波形
の凹凸が連続的に折曲形成されて帯状をなす金属製の波
板と、平坦な帯状をなす金属製の平板とを交互に重ね合
わせて、巻回もしくは積層して形成されたものである。
そして、この自己発熱型ハニカム担体を用いた触媒コン
バータを加熱する場合には、ハニカム担体の中心と外側
面にそれぞれ電極を設けて、中心部から外側面に向かっ
て電流を流すことによってハニカム担体自体を発熱さ
せ、それによってハニカム担体に担持された触媒物質を
活性化させる。
の凹凸が連続的に折曲形成されて帯状をなす金属製の波
板と、平坦な帯状をなす金属製の平板とを交互に重ね合
わせて、巻回もしくは積層して形成されたものである。
そして、この自己発熱型ハニカム担体を用いた触媒コン
バータを加熱する場合には、ハニカム担体の中心と外側
面にそれぞれ電極を設けて、中心部から外側面に向かっ
て電流を流すことによってハニカム担体自体を発熱さ
せ、それによってハニカム担体に担持された触媒物質を
活性化させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような自
己発熱型のハニカム担体では、金属製のハニカム担体自
体に通電して発熱、昇温させるために、金属製の薄い波
板と平板に所定の抵抗値を持たせる必要があるので、中
心電極から外側面に向かって電流を流す自己発熱型ハニ
カム担体の場合には、帯状の波板材と平板材を十分に長
く取り、抵抗値を確保する必要がある。
己発熱型のハニカム担体では、金属製のハニカム担体自
体に通電して発熱、昇温させるために、金属製の薄い波
板と平板に所定の抵抗値を持たせる必要があるので、中
心電極から外側面に向かって電流を流す自己発熱型ハニ
カム担体の場合には、帯状の波板材と平板材を十分に長
く取り、抵抗値を確保する必要がある。
【０００６】ところが、このような従来のハニカム担体
では、上記のように金属箔を長くとる必要があるため、
ハニカム担体自体の熱容量が増大し、それによって通電
時の昇温速度が極めて遅くなって、大電流を投入しなけ
れば高い浄化性能が得られないという問題が生じる。
では、上記のように金属箔を長くとる必要があるため、
ハニカム担体自体の熱容量が増大し、それによって通電
時の昇温速度が極めて遅くなって、大電流を投入しなけ
れば高い浄化性能が得られないという問題が生じる。
【０００７】また、エンジンの振動に対して十分な強度
を得るためには、波板材と平板材との触媒部分が機械的
に接合されていることが望ましいが、電気的に絶縁状態
を保ちながら機械的に接合することは非常に困難であ
る。特に中心電極から外側面に向かって電流を流す場合
は、端面を溶接によって接合してしまうと抵抗値を全く
得ることができなくなる。さらには、電気的絶縁を保つ
必要上、ハニカム担体の端面を簡単に溶接することがで
きないため、ハニカム担体に十分な強度を与えることが
非常に困難になる。
を得るためには、波板材と平板材との触媒部分が機械的
に接合されていることが望ましいが、電気的に絶縁状態
を保ちながら機械的に接合することは非常に困難であ
る。特に中心電極から外側面に向かって電流を流す場合
は、端面を溶接によって接合してしまうと抵抗値を全く
得ることができなくなる。さらには、電気的絶縁を保つ
必要上、ハニカム担体の端面を簡単に溶接することがで
きないため、ハニカム担体に十分な強度を与えることが
非常に困難になる。
【０００８】更に、従来の触媒コンバータでは、ハニカ
ム担体に通電して昇温させた際に、波板および平板を構
成する金属箔内で発生した熱は、熱伝導によって自己発
熱型ハニカム担体内の全体に拡がり、外周面の電極を伝
って触媒コンバータの外部へ逃げてしまうため、担体の
一部を触媒物質の活性化温度まで昇温させることにさえ
非常に長い時間を要してしまうという問題があった。以
上の理由から、ハニカム担体における抵抗値の確保と熱
容量の低減を両立させることは非常に困難であった。
ム担体に通電して昇温させた際に、波板および平板を構
成する金属箔内で発生した熱は、熱伝導によって自己発
熱型ハニカム担体内の全体に拡がり、外周面の電極を伝
って触媒コンバータの外部へ逃げてしまうため、担体の
一部を触媒物質の活性化温度まで昇温させることにさえ
非常に長い時間を要してしまうという問題があった。以
上の理由から、ハニカム担体における抵抗値の確保と熱
容量の低減を両立させることは非常に困難であった。
【０００９】本発明は、上記のような従来技術における
問題点に鑑み、ハニカム担体の高抵抗化と低熱容量化と
を両立させ、熱伝導が少なくて耐久性があり、短時間内
にわずかな電力によって十分な温度まで昇温させること
が可能な自己発熱型ハニカムコンバータを提供すること
を目的としている。
問題点に鑑み、ハニカム担体の高抵抗化と低熱容量化と
を両立させ、熱伝導が少なくて耐久性があり、短時間内
にわずかな電力によって十分な温度まで昇温させること
が可能な自己発熱型ハニカムコンバータを提供すること
を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、エンジンの排気経路中に配置されて排ガ
スを浄化する自己発熱型のハニカムコンバータにおい
て、触媒物質を担持しているハニカム担体が平板と波板
とから構成されており、前記平板および／または波板に
は少なくとも一部に開口としてのスリット部が形成され
ているとともに、前記ハニカム担体とそれを収容してい
る外筒の内周面との間には耐熱性の無機繊維材料からな
る断熱保持材が介挿されており、前記断熱保持材によっ
て前記ハニカム担体を被覆する際に、前記断熱保持材の
巻回の始点および終点となる端縁の位置と、前記ハニカ
ム担体の最外層の平板もしくは波板の巻回の終点となる
端縁の位置とが一致しないように、それらの位置を相互
に周方向にずらせたことを特徴とする自己発熱型ハニカ
ムコンバータを提供するものである。
に、本発明は、エンジンの排気経路中に配置されて排ガ
スを浄化する自己発熱型のハニカムコンバータにおい
て、触媒物質を担持しているハニカム担体が平板と波板
とから構成されており、前記平板および／または波板に
は少なくとも一部に開口としてのスリット部が形成され
ているとともに、前記ハニカム担体とそれを収容してい
る外筒の内周面との間には耐熱性の無機繊維材料からな
る断熱保持材が介挿されており、前記断熱保持材によっ
て前記ハニカム担体を被覆する際に、前記断熱保持材の
巻回の始点および終点となる端縁の位置と、前記ハニカ
ム担体の最外層の平板もしくは波板の巻回の終点となる
端縁の位置とが一致しないように、それらの位置を相互
に周方向にずらせたことを特徴とする自己発熱型ハニカ
ムコンバータを提供するものである。
【００１１】
【作用】本発明によれば、触媒物質のためのハニカム担
体を構成する平板または波板にスリット部を設けたこと
により、従来のものに比較して高い電気抵抗を有する平
板または波板を容易に得ることができる。そのため、従
来の如く、平板や波板に長い材料を必要としないので、
ハニカム担体の熱容量を極めて小さくすることができ、
低電力で短時間に昇温可能である。この構造によれば、
ハニカムの軸方向に通電することが可能となるため、熱
容量の大きな中心電極を省略でき、その結果、更なる低
熱容量化が実現できる。
体を構成する平板または波板にスリット部を設けたこと
により、従来のものに比較して高い電気抵抗を有する平
板または波板を容易に得ることができる。そのため、従
来の如く、平板や波板に長い材料を必要としないので、
ハニカム担体の熱容量を極めて小さくすることができ、
低電力で短時間に昇温可能である。この構造によれば、
ハニカムの軸方向に通電することが可能となるため、熱
容量の大きな中心電極を省略でき、その結果、更なる低
熱容量化が実現できる。
【００１２】また、ハニカム担体を構成する平板および
波板は、スリット部によって軸方向の熱伝導が極めて小
さくなり、外周部を被覆する断熱保持材によって外部へ
の放熱も微少に抑えられるため、昇温時の熱を触媒コン
バータ内に蓄熱させて昇温速度を高めることができる。
そのため、投入電力はこの蓄熱効果によっても少なくて
すむ。
波板は、スリット部によって軸方向の熱伝導が極めて小
さくなり、外周部を被覆する断熱保持材によって外部へ
の放熱も微少に抑えられるため、昇温時の熱を触媒コン
バータ内に蓄熱させて昇温速度を高めることができる。
そのため、投入電力はこの蓄熱効果によっても少なくて
すむ。
【００１３】断熱保持材は、外筒に対するハニカム担体
の電気的絶縁性の確保の他に、未処理ガスの吹抜けを防
ぐ働きも担っており、断熱保持材の巻始めと巻終わりの
端縁の位置と、ハニカムを構成する箔材の巻終わりの位
置とを周方向にずらして組み付けることにより、ハニカ
ムが外筒と短絡することを防ぎ、また、ストッパを組み
付けたことにより断熱保持材の破損・吹抜けを防止する
ことが可能になり、未処理ガスの排出がなく、高い信頼
性を実現することができる。
の電気的絶縁性の確保の他に、未処理ガスの吹抜けを防
ぐ働きも担っており、断熱保持材の巻始めと巻終わりの
端縁の位置と、ハニカムを構成する箔材の巻終わりの位
置とを周方向にずらして組み付けることにより、ハニカ
ムが外筒と短絡することを防ぎ、また、ストッパを組み
付けたことにより断熱保持材の破損・吹抜けを防止する
ことが可能になり、未処理ガスの排出がなく、高い信頼
性を実現することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明を実施することによって、耐久性
に優れるとともに、低電力にて始動直後から排ガスの浄
化機能が発揮される自己発熱型のハニカムコンバータを
提供することかできる。
に優れるとともに、低電力にて始動直後から排ガスの浄
化機能が発揮される自己発熱型のハニカムコンバータを
提供することかできる。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例を添付の図面を用いて詳
細に説明する。図１は、本発明の自己発熱型ハニカムコ
ンバータに使用される、触媒を担持させた自己発熱型ハ
ニカム担体の模式図を示す。実施例における自己発熱型
ハニカム担体１は、軸方向に、電流の流入部である下流
側端部１ａと、電流の流出部である上流側端部１ｂを除
いた部分に多数のスリット部が形成された平板２と波板
３とを重ね合わせて、渦巻き状に巻回したものである。
細に説明する。図１は、本発明の自己発熱型ハニカムコ
ンバータに使用される、触媒を担持させた自己発熱型ハ
ニカム担体の模式図を示す。実施例における自己発熱型
ハニカム担体１は、軸方向に、電流の流入部である下流
側端部１ａと、電流の流出部である上流側端部１ｂを除
いた部分に多数のスリット部が形成された平板２と波板
３とを重ね合わせて、渦巻き状に巻回したものである。
【００１６】また、この自己発熱型ハニカム担体１に
は、上流側端部１ｂと下流側端部１ａとの間に電流を流
す（通電する）ことができるように、下流側端部１ａに
は、電源４とスイッチ５からなる電源手段が設けられる
とともに、上流側端部１ｂがアースされている。図２
は、本発明の実施例におけるハニカム担体１を構成する
平板２に形成された第１スリット部２ａの形状を詳細に
示す正面図である。
は、上流側端部１ｂと下流側端部１ａとの間に電流を流
す（通電する）ことができるように、下流側端部１ａに
は、電源４とスイッチ５からなる電源手段が設けられる
とともに、上流側端部１ｂがアースされている。図２
は、本発明の実施例におけるハニカム担体１を構成する
平板２に形成された第１スリット部２ａの形状を詳細に
示す正面図である。
【００１７】この実施例における第１スリット部２ａ
は、幅ｌ1 の上流側端部１ｂと幅ｌ2の下流側端部１ａ
とを除いた幅ｌ3 の中間の部分に形成される。そして、
長い対角線をａ、短い対角線をｂとする略菱形の開口部
６が、隣接する開口部６に対して対角線ａの長さの約１
／２だけ互いにずれた位置関係に複数個配列して形成さ
れる。略菱形のスリット部は、プレスによる打ち抜き加
工や、箔材の長手方向に切込みを設けた後に、その切込
みに直交する方向に箔材を伸開させることによって製作
可能である。また、このようなメッシュの加工方法とし
て一般的に知られている、波型の刃具を交互に半ピッチ
ずつ移動させながら開口部を切断、伸開する方法によっ
ても製作可能なことは言うまでもない。
は、幅ｌ1 の上流側端部１ｂと幅ｌ2の下流側端部１ａ
とを除いた幅ｌ3 の中間の部分に形成される。そして、
長い対角線をａ、短い対角線をｂとする略菱形の開口部
６が、隣接する開口部６に対して対角線ａの長さの約１
／２だけ互いにずれた位置関係に複数個配列して形成さ
れる。略菱形のスリット部は、プレスによる打ち抜き加
工や、箔材の長手方向に切込みを設けた後に、その切込
みに直交する方向に箔材を伸開させることによって製作
可能である。また、このようなメッシュの加工方法とし
て一般的に知られている、波型の刃具を交互に半ピッチ
ずつ移動させながら開口部を切断、伸開する方法によっ
ても製作可能なことは言うまでもない。
【００１８】ただし、開口部の形状は略菱形に限定され
るものではなく、図３に示したような箔材長手方向に伸
びる長方形の開口部１３、もしくはスリットの角部を滑
らかにした長円形とすることも可能である。これらのス
リット形状はプレスによる打ち抜き加工や、側面に刃具
を配置した円筒状を成すロールを組合せて、この間に箔
材を通すことによって容易に加工することができる。ま
た、図４に示した屈曲した長方形の開口部１３ａのよう
に、比較的長いスリット部を屈曲させた形状とすれば、
電流経路長を長くとることができるので、高い抵抗値が
必要な場合に特に有効である。
るものではなく、図３に示したような箔材長手方向に伸
びる長方形の開口部１３、もしくはスリットの角部を滑
らかにした長円形とすることも可能である。これらのス
リット形状はプレスによる打ち抜き加工や、側面に刃具
を配置した円筒状を成すロールを組合せて、この間に箔
材を通すことによって容易に加工することができる。ま
た、図４に示した屈曲した長方形の開口部１３ａのよう
に、比較的長いスリット部を屈曲させた形状とすれば、
電流経路長を長くとることができるので、高い抵抗値が
必要な場合に特に有効である。
【００１９】スリット部の寸法や個数は必要な大きさの
電気抵抗と触媒担体の熱容量に応じて自由に選ぶことが
できる。スリット部を配置する場所は、図５に示すよう
に、通過する排ガスの温度が高いハニカム担体の上流側
が好ましい。
電気抵抗と触媒担体の熱容量に応じて自由に選ぶことが
できる。スリット部を配置する場所は、図５に示すよう
に、通過する排ガスの温度が高いハニカム担体の上流側
が好ましい。
【００２０】この実施例におけるハニカム担体１の具体
的な体格は、直径６７mm，長さ７８mmであり、また、平
板２および波板３の第１スリット部２ａおよび第２スリ
ット部３ａは略同一の形状で、図２に示す次の部分の寸
法が各々、ｌ1 ＝１０mm，ｌ 2 ＝３６．５mm，ｌ3 ＝３
１．５mm，ｌ4 ＝０．１５mm，ｌ5 ＝６mm，ｌ6 ＝２mm
としている。 なお、この平板２の材質は、Ｃｒが１８
〜２４ｗｔ％，Ａｌが４．５〜５．５ｗｔ％，希土類金
属（ＲＥＭ）が０．０１〜０．２ｗｔ％で、残部がＦｅ
からなるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ組成よりなり、その板厚は、
ｔ＝０．０３〜０．０５mmの帯状をなしている。
的な体格は、直径６７mm，長さ７８mmであり、また、平
板２および波板３の第１スリット部２ａおよび第２スリ
ット部３ａは略同一の形状で、図２に示す次の部分の寸
法が各々、ｌ1 ＝１０mm，ｌ 2 ＝３６．５mm，ｌ3 ＝３
１．５mm，ｌ4 ＝０．１５mm，ｌ5 ＝６mm，ｌ6 ＝２mm
としている。 なお、この平板２の材質は、Ｃｒが１８
〜２４ｗｔ％，Ａｌが４．５〜５．５ｗｔ％，希土類金
属（ＲＥＭ）が０．０１〜０．２ｗｔ％で、残部がＦｅ
からなるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ組成よりなり、その板厚は、
ｔ＝０．０３〜０．０５mmの帯状をなしている。
【００２１】また、波板３もまた、この平板２に形成さ
れた第１スリット部２ａと同一形状の第２スリット部３
ａが形成され、さらに連続的に凹凸が形成されている。
この実施例では凹凸の高さ１．８７５mm，長手方向のピ
ッチ３．７５mmであるが、高さ１．２５、ピッチ２．５
でもよく、本発明はこれらの例示寸法によって限定され
るものではない。
れた第１スリット部２ａと同一形状の第２スリット部３
ａが形成され、さらに連続的に凹凸が形成されている。
この実施例では凹凸の高さ１．８７５mm，長手方向のピ
ッチ３．７５mmであるが、高さ１．２５、ピッチ２．５
でもよく、本発明はこれらの例示寸法によって限定され
るものではない。
【００２２】次に、実施例の自己発熱型ハニカム担体の
製造方法を説明する。実施例の自己発熱型コンバータに
おけるハニカム担体１は、図６に示すように平板２に形
成された第１スリット部２ａに対して波板３の第２スリ
ット部３ａが相対向するように、割りピン状の巻き取り
治具７ａ，７ｂの間に挟まれて重ね合わせられる。そし
て、この巻き取り治具７ａ、７ｂを中心にして所定寸法
まで巻回し、所定寸法まで達したところで、巻き取り治
具７ａおよび７ｂを取外す。
製造方法を説明する。実施例の自己発熱型コンバータに
おけるハニカム担体１は、図６に示すように平板２に形
成された第１スリット部２ａに対して波板３の第２スリ
ット部３ａが相対向するように、割りピン状の巻き取り
治具７ａ，７ｂの間に挟まれて重ね合わせられる。そし
て、この巻き取り治具７ａ、７ｂを中心にして所定寸法
まで巻回し、所定寸法まで達したところで、巻き取り治
具７ａおよび７ｂを取外す。
【００２３】ハニカム担体１が所定寸法まで巻回された
後、平板２と波板３との両端面における接触部分を放電
溶接，レーザ溶接あるいはろう付等によって電気的に短
絡するよう溶接して、平板２と波板３とを接合させる。
後、平板２と波板３との両端面における接触部分を放電
溶接，レーザ溶接あるいはろう付等によって電気的に短
絡するよう溶接して、平板２と波板３とを接合させる。
【００２４】更に好ましくは、巻き取り治具７ａ、７ｂ
を中心に巻回する過程で、平板２と波板３を相互の接触
点においてレーザ溶接、抵抗溶接等の方法によってスポ
ット溶接するとよい。この方法を用いると、ハニカム内
部で箔材を接合することができるため、ハニカムの機械
的強度を高めることが可能であり、しかも、ろう付けの
ような大規模な設備が不要である。加えて溶接位置や範
囲を精度良く制御することができるので、耐熱負荷構造
を比較的容易に実現することができるという利点もあ
る。
を中心に巻回する過程で、平板２と波板３を相互の接触
点においてレーザ溶接、抵抗溶接等の方法によってスポ
ット溶接するとよい。この方法を用いると、ハニカム内
部で箔材を接合することができるため、ハニカムの機械
的強度を高めることが可能であり、しかも、ろう付けの
ような大規模な設備が不要である。加えて溶接位置や範
囲を精度良く制御することができるので、耐熱負荷構造
を比較的容易に実現することができるという利点もあ
る。
【００２５】接合されたハニカム担体にはγ−Ａｌ2 Ｏ
3 を含有したスラリー中に浸漬して含浸させた後に焼成
するというウォッシュコート工程を行う。この工程の前
にハニカム担体を８００℃〜１２００℃で１〜１０時間
加熱して、金属表面にＡｌの酸化物を析出させる酸化熱
処理を実施し、γ−Ａｌ2 Ｏ3 の箔材に対する密着性を
高めてもよい。その後、触媒金属、例えばＰｔ，Ｐｈを
含む水溶液中に含浸して、再度焼成する。これ以外に助
触媒としてＣｅＯ2 を担持しても良い。その結果、γ−
Ａｌ2 Ｏ3 と触媒物質とが付着した自己発熱型ハニカム
担体１を得ることができる。
3 を含有したスラリー中に浸漬して含浸させた後に焼成
するというウォッシュコート工程を行う。この工程の前
にハニカム担体を８００℃〜１２００℃で１〜１０時間
加熱して、金属表面にＡｌの酸化物を析出させる酸化熱
処理を実施し、γ−Ａｌ2 Ｏ3 の箔材に対する密着性を
高めてもよい。その後、触媒金属、例えばＰｔ，Ｐｈを
含む水溶液中に含浸して、再度焼成する。これ以外に助
触媒としてＣｅＯ2 を担持しても良い。その結果、γ−
Ａｌ2 Ｏ3 と触媒物質とが付着した自己発熱型ハニカム
担体１を得ることができる。
【００２６】次に上記自己発熱型ハニカム担体１のケー
シングについて説明する。このケーシングによって、実
施例の自己発熱型ハニカム担体１は自動車の排気経路中
に装着される。このようにして製作した自己発熱型ハニ
カム担体１を排気経路中に取り付けた構成図を図７に示
す。
シングについて説明する。このケーシングによって、実
施例の自己発熱型ハニカム担体１は自動車の排気経路中
に装着される。このようにして製作した自己発熱型ハニ
カム担体１を排気経路中に取り付けた構成図を図７に示
す。
【００２７】図７に示す如く、ハニカム上流側端部１ｂ
および下流側端部１ａ部分にはステンレス製の上流側リ
ング８と下流側リング９がそれぞれ接合される。これら
のリングはハニカムを支持するとともに、通電時の電流
供給路としても機能する。接合方法はレーザ溶接、ろう
付などが適用できる。そして、上流側リング８には、排
気マニホルド１０に取り付けるためのフランジ１１が溶
接によって接合されている。また、下流側リング９に
は、図７の断面Ａ−Ａを示す図８に見られるように、耐
熱性を考慮したステンレス製の支持部材１２が取り付け
られている。ここでは支持部材は１対の計２本とした
が、３本以上としても問題はない。
および下流側端部１ａ部分にはステンレス製の上流側リ
ング８と下流側リング９がそれぞれ接合される。これら
のリングはハニカムを支持するとともに、通電時の電流
供給路としても機能する。接合方法はレーザ溶接、ろう
付などが適用できる。そして、上流側リング８には、排
気マニホルド１０に取り付けるためのフランジ１１が溶
接によって接合されている。また、下流側リング９に
は、図７の断面Ａ−Ａを示す図８に見られるように、耐
熱性を考慮したステンレス製の支持部材１２が取り付け
られている。ここでは支持部材は１対の計２本とした
が、３本以上としても問題はない。
【００２８】更に、上流側リング８にも下流側リング９
と同様にステンレス製の支持部材を２本以上設け、これ
を介して外筒２０に支持するのがよい。この場合、ハニ
カムからの伝導による放熱が抑制され、蓄熱効果が更に
高められる。従って、支持部材１２の直径は、通電時の
電流密度が高まりすぎて支持部材１２とリング８、９と
の接合部において異常な抵抗発熱が生じない範囲で可能
な限り細くすることが望ましい。
と同様にステンレス製の支持部材を２本以上設け、これ
を介して外筒２０に支持するのがよい。この場合、ハニ
カムからの伝導による放熱が抑制され、蓄熱効果が更に
高められる。従って、支持部材１２の直径は、通電時の
電流密度が高まりすぎて支持部材１２とリング８、９と
の接合部において異常な抵抗発熱が生じない範囲で可能
な限り細くすることが望ましい。
【００２９】この支持部材１２は外周ケース２０と電気
的絶縁を保つために、セラミック製のガスケット１４
（１４ａおよび１４ｂ）と、ガスケット１５ａおよび１
５ｂ、支持棒１２にネジ締めされるナット１６とを用い
て気密性を保った状態で固定されている。
的絶縁を保つために、セラミック製のガスケット１４
（１４ａおよび１４ｂ）と、ガスケット１５ａおよび１
５ｂ、支持棒１２にネジ締めされるナット１６とを用い
て気密性を保った状態で固定されている。
【００３０】図９はハニカム担体１の外筒２０による保
持方法を示したものである。図８について説明したよう
に、ハニカム担体１のスリットが形成されていないハニ
カム端部１ｂおよび１ａには、ハニカム１を固定するた
めの基盤となる上流側リング８及び下流側リング９が接
合されているが、これらのリング８、９は厚さ１mm以上
のステンレス鋼板から成り、ロウ付け、レーザー溶接、
スポット溶接などの方法で全体、もくしは一部をハニカ
ム担体１の両端部１ｂ、１ａに接合される。前述のハニ
カム担体１へのγ−アルミナ・コート、触媒担持等の一
連の工程はリング８及び９の接合後に行うことが好まし
い。
持方法を示したものである。図８について説明したよう
に、ハニカム担体１のスリットが形成されていないハニ
カム端部１ｂおよび１ａには、ハニカム１を固定するた
めの基盤となる上流側リング８及び下流側リング９が接
合されているが、これらのリング８、９は厚さ１mm以上
のステンレス鋼板から成り、ロウ付け、レーザー溶接、
スポット溶接などの方法で全体、もくしは一部をハニカ
ム担体１の両端部１ｂ、１ａに接合される。前述のハニ
カム担体１へのγ−アルミナ・コート、触媒担持等の一
連の工程はリング８及び９の接合後に行うことが好まし
い。
【００３１】そして、前述のようにハニカム担体１と外
筒２０とを結んでハニカム担体を固定するための棒状の
支持部材１２が、上流側、下流側のリング９及び８に各
々２個、少なくとも合計４個以上接合される。外筒２０
はハニカム担体１およびリング８，９の外径よりも大き
な内径を有する。そして、支持部材１２の数、取付位置
に合わせて縦割りの形で２分割されている。さらに外筒
２０を支持部材１２が貫通する箇所には、支持部材１２
が外筒２０に接触しないように十分な大きさの半径を有
する凹部２０ａが形成されている。このような構成によ
って組み付けを極めて容易なものとしている。
筒２０とを結んでハニカム担体を固定するための棒状の
支持部材１２が、上流側、下流側のリング９及び８に各
々２個、少なくとも合計４個以上接合される。外筒２０
はハニカム担体１およびリング８，９の外径よりも大き
な内径を有する。そして、支持部材１２の数、取付位置
に合わせて縦割りの形で２分割されている。さらに外筒
２０を支持部材１２が貫通する箇所には、支持部材１２
が外筒２０に接触しないように十分な大きさの半径を有
する凹部２０ａが形成されている。このような構成によ
って組み付けを極めて容易なものとしている。
【００３２】図９では外筒２０の接合端上に凹部を設け
た例を示したが、他の例として外筒２０の側面に貫通孔
を設け、ここを通して電極を外部に導いてもよい。ま
た、外部に取り出すのは接地しない側の電極のみとし、
他方を外筒２０に溶接することによって直接に接地する
構成も可能である。外筒２０の分割数も、図示例では２
であるが、電極の構成に合わせて２以上としても良い。
このように、一方の支持部材を溶接等の方法で直接に接
地する場合は、接地しないで外部に取り出して電極とし
て導線に接続される側の支持部材１２ａのうち、少なく
とも１本は他の支持部材よりも直径を太くし、断面積を
確保することによって電流密度が高まり過ぎないように
することが望ましい。
た例を示したが、他の例として外筒２０の側面に貫通孔
を設け、ここを通して電極を外部に導いてもよい。ま
た、外部に取り出すのは接地しない側の電極のみとし、
他方を外筒２０に溶接することによって直接に接地する
構成も可能である。外筒２０の分割数も、図示例では２
であるが、電極の構成に合わせて２以上としても良い。
このように、一方の支持部材を溶接等の方法で直接に接
地する場合は、接地しないで外部に取り出して電極とし
て導線に接続される側の支持部材１２ａのうち、少なく
とも１本は他の支持部材よりも直径を太くし、断面積を
確保することによって電流密度が高まり過ぎないように
することが望ましい。
【００３３】接地しないで外部に取り出して電極として
導線に接続される側の支持部材１２ａは１ハニカム１以
外の部分と電気的に絶縁されている必要がある。同時に
気密性が保たれている状態でなくてはならない。図９に
示した例では支持部材１２ａを螺子形状として、リング
８、９に接合されている根元の部分に外径の大きな部分
を設け、セラミック製の絶縁性耐熱材料から成るガスケ
ット１４ａおよび１４ｂと、それぞれが少なくとも１枚
の耐熱性シール材で構成されるガスケット１５ａ，１５
ｂを１組ずつ組み合わせ、ガスケット１４ａ、カバー２
５、ガスケット１５ｂ、１４ｂ、ナット１６の順で支持
部材１２ａに組み付ける。
導線に接続される側の支持部材１２ａは１ハニカム１以
外の部分と電気的に絶縁されている必要がある。同時に
気密性が保たれている状態でなくてはならない。図９に
示した例では支持部材１２ａを螺子形状として、リング
８、９に接合されている根元の部分に外径の大きな部分
を設け、セラミック製の絶縁性耐熱材料から成るガスケ
ット１４ａおよび１４ｂと、それぞれが少なくとも１枚
の耐熱性シール材で構成されるガスケット１５ａ，１５
ｂを１組ずつ組み合わせ、ガスケット１４ａ、カバー２
５、ガスケット１５ｂ、１４ｂ、ナット１６の順で支持
部材１２ａに組み付ける。
【００３４】これにナット１６を締結すると、支持部材
１２ａの根元の外径の大きな部分とナット１６に挟まれ
てカバー２５が、ガスケット１４ａ、１４ｂ、１５ａ、
１５ｂによって加圧された状態で固定される。このと
き、絶縁用ガスケット１４ａ、１４ｂの少なくとも１方
の外径は２段階に変化しており、外径の小さい部分がカ
バー２５の孔部に入り、位置決めされる。次に外筒２０
を被せて外筒２０同士を溶接したあと、外筒２０の凹部
（または孔部）２０ａの周囲にカバー２５を全周にわた
って溶接する。こうすることによってハニカム担体１が
外筒２０に対して正確に位置決めされるので、確実な絶
縁性と耐振性を得ることができると共に、溶接時に発生
する歪みによるハニカム担体１の変形や破損を防ぐこと
ができ、高い耐久性を実現する。
１２ａの根元の外径の大きな部分とナット１６に挟まれ
てカバー２５が、ガスケット１４ａ、１４ｂ、１５ａ、
１５ｂによって加圧された状態で固定される。このと
き、絶縁用ガスケット１４ａ、１４ｂの少なくとも１方
の外径は２段階に変化しており、外径の小さい部分がカ
バー２５の孔部に入り、位置決めされる。次に外筒２０
を被せて外筒２０同士を溶接したあと、外筒２０の凹部
（または孔部）２０ａの周囲にカバー２５を全周にわた
って溶接する。こうすることによってハニカム担体１が
外筒２０に対して正確に位置決めされるので、確実な絶
縁性と耐振性を得ることができると共に、溶接時に発生
する歪みによるハニカム担体１の変形や破損を防ぐこと
ができ、高い耐久性を実現する。
【００３５】さらに、外筒２０とハニカム担体１との間
に断熱性、シール性、および緩衝性をもった断熱材２１
を充填して介挿させることによって、ガス流やエンジン
によるハニカム担体１の振動抑制、未処理ガスの吹き抜
け防止、担体と外筒間の電気的絶縁、さらには、ハニカ
ム担体１からの放熱低減を実現する。
に断熱性、シール性、および緩衝性をもった断熱材２１
を充填して介挿させることによって、ガス流やエンジン
によるハニカム担体１の振動抑制、未処理ガスの吹き抜
け防止、担体と外筒間の電気的絶縁、さらには、ハニカ
ム担体１からの放熱低減を実現する。
【００３６】ここで、断熱保持材２１としては、アルミ
ナとシリカを主成分とする短繊維無機繊維材料からなる
布状のもの、ひる石等を含む加熱膨張性を有する無機繊
維材料からなる布状のもののいずれでも良い。もっとも
好ましいものは、断熱保持材２１がアルミナおよびシリ
カを主成分とする短繊維無機材料を中心として、シリカ
を主成分とする長繊維無機材料からなる織布で被覆した
構成である。
ナとシリカを主成分とする短繊維無機繊維材料からなる
布状のもの、ひる石等を含む加熱膨張性を有する無機繊
維材料からなる布状のもののいずれでも良い。もっとも
好ましいものは、断熱保持材２１がアルミナおよびシリ
カを主成分とする短繊維無機材料を中心として、シリカ
を主成分とする長繊維無機材料からなる織布で被覆した
構成である。
【００３７】図１０および図１１に断熱保持材２１の組
み付け方法を示す。図１０は斜視図であって、図１１は
その端面から見た正面図である。ハニカム担体１はメッ
シュ状の開口部を設けたステンレス鋼の箔を巻回して構
成されるので、最外周の巻終わりの部分は箔先端の端縁
が外側に向かって開き、突出する場合がある。この突出
端２２が断熱保持材２１の隙間を通って外筒２０の内周
面に接触すると、電気的な短絡状態になるので、ハニカ
ム担体１が設計通りに発熱せず、所定の浄化性能が得ら
れない。
み付け方法を示す。図１０は斜視図であって、図１１は
その端面から見た正面図である。ハニカム担体１はメッ
シュ状の開口部を設けたステンレス鋼の箔を巻回して構
成されるので、最外周の巻終わりの部分は箔先端の端縁
が外側に向かって開き、突出する場合がある。この突出
端２２が断熱保持材２１の隙間を通って外筒２０の内周
面に接触すると、電気的な短絡状態になるので、ハニカ
ム担体１が設計通りに発熱せず、所定の浄化性能が得ら
れない。
【００３８】そこで図１０に示した例では、ハニカム担
体１の突出端２２の位置と断熱保持材２１の巻始め、巻
終わりの各端縁２１ａ，２１ｂの位置とをずらし、突出
端２２が端縁２１ａ，２１ｂの間に形成される隙間を通
って断熱材２１の外側へ出ないように構成している。そ
れによって短絡の危険性を回避することができ、高い信
頼性が得られると共に、組み付け工程での作業性を向上
することができるという効果も生じる。また、断熱保持
材２１の巻回の始点および終点が互いに噛み合うような
形状に構成すると、ガスの吹抜けを少なくすることがで
きるため、図１０に示した方法との併用は更に効果的で
ある。
体１の突出端２２の位置と断熱保持材２１の巻始め、巻
終わりの各端縁２１ａ，２１ｂの位置とをずらし、突出
端２２が端縁２１ａ，２１ｂの間に形成される隙間を通
って断熱材２１の外側へ出ないように構成している。そ
れによって短絡の危険性を回避することができ、高い信
頼性が得られると共に、組み付け工程での作業性を向上
することができるという効果も生じる。また、断熱保持
材２１の巻回の始点および終点が互いに噛み合うような
形状に構成すると、ガスの吹抜けを少なくすることがで
きるため、図１０に示した方法との併用は更に効果的で
ある。
【００３９】この他、断熱保持材２１の長手方向の寸法
をハニカム担体１の外径よりも長く取り、被覆時に必ず
重複する箇所を設ける方法もあるが、断熱材に無駄が生
じるのでコスト的には不利である。
をハニカム担体１の外径よりも長く取り、被覆時に必ず
重複する箇所を設ける方法もあるが、断熱材に無駄が生
じるのでコスト的には不利である。
【００４０】ところで、該断熱保持材２１は、繰返し作
用する熱負荷と、排ガス流に曝されることによって、体
積が減少したり、風損によって一部が失われることがあ
る。これらの現象は短絡と未処理ガスの吹抜けを引き起
こすため、次のような対策によって断熱保持材の吹抜け
を防止する必要がある。
用する熱負荷と、排ガス流に曝されることによって、体
積が減少したり、風損によって一部が失われることがあ
る。これらの現象は短絡と未処理ガスの吹抜けを引き起
こすため、次のような対策によって断熱保持材の吹抜け
を防止する必要がある。
【００４１】図１２に断熱保持材２１の端面に設置され
た吹抜けを防止するためのストッパ２３の構成を示す。
円環状のストッパ２３は耐熱ステンレス鋼板からなり、
図示実施例では、それがハニカム担体１の上流側と下流
側の両方に取り付けられた状態を示しているが、ストッ
パ２３はハニカム担体１の少なくとも下流側には設置す
ることが好ましい。この場合にストッパ２３が外筒２０
とハニカム担体１の絶縁を保った状態で取り付けられて
いるのは言うまでもない。
た吹抜けを防止するためのストッパ２３の構成を示す。
円環状のストッパ２３は耐熱ステンレス鋼板からなり、
図示実施例では、それがハニカム担体１の上流側と下流
側の両方に取り付けられた状態を示しているが、ストッ
パ２３はハニカム担体１の少なくとも下流側には設置す
ることが好ましい。この場合にストッパ２３が外筒２０
とハニカム担体１の絶縁を保った状態で取り付けられて
いるのは言うまでもない。
【００４２】ストッパ２３は、図１２の右端に示したよ
うに外筒２０の内面に取り付けられても良いし、外筒２
０の端面に合わせて取り付けられてもよい。図７のよう
にコンバータの両端にフランジ１１ａおよび１１ｂが設
けられている場合には、これらのフランジにストッパ２
３を取り付けても良い。また、リング８，９に取り付け
る構成も可能であるが、ハニカム担体１の熱容量が大き
くなるという欠点もある。ただし、いずれの構成でも、
断熱保持材２１の軸方向端面との間の空隙は極めて小さ
いか、あるいは空隙が全くないことが好ましい。
うに外筒２０の内面に取り付けられても良いし、外筒２
０の端面に合わせて取り付けられてもよい。図７のよう
にコンバータの両端にフランジ１１ａおよび１１ｂが設
けられている場合には、これらのフランジにストッパ２
３を取り付けても良い。また、リング８，９に取り付け
る構成も可能であるが、ハニカム担体１の熱容量が大き
くなるという欠点もある。ただし、いずれの構成でも、
断熱保持材２１の軸方向端面との間の空隙は極めて小さ
いか、あるいは空隙が全くないことが好ましい。
【００４３】ストッパ２３は、外筒２０、リング８と
９、フランジ１１ａと１１ｂの３種類の部品のいずれか
に一体成形することも可能である。こうすることによっ
て部品点数および工程数を削減することができ、コスト
的にも優れた自己発熱式触媒コンバータを提供ことがで
きる。この場合においても、ストッパ２３が外筒２０と
ハニカム１間の絶縁を保った状態で取り付けられている
ことは当然である。
９、フランジ１１ａと１１ｂの３種類の部品のいずれか
に一体成形することも可能である。こうすることによっ
て部品点数および工程数を削減することができ、コスト
的にも優れた自己発熱式触媒コンバータを提供ことがで
きる。この場合においても、ストッパ２３が外筒２０と
ハニカム１間の絶縁を保った状態で取り付けられている
ことは当然である。
【００４４】図７に示す通り、この自己発熱型ハニカム
担体１のすぐ下流側には、断面が円形もしくはオーバル
形状でケース１７にワイヤーネット１８によって支持さ
れる容量８００〜１３００ｃｃのセラミック製モノリス
触媒１９を配置している。
担体１のすぐ下流側には、断面が円形もしくはオーバル
形状でケース１７にワイヤーネット１８によって支持さ
れる容量８００〜１３００ｃｃのセラミック製モノリス
触媒１９を配置している。
【００４５】次に、実施例の作動について説明する。前
述の自己発熱型ハニカム担体１に、エンジン始動後直ち
に３００〜１０００Ｗの電力を供給した時は、約５〜２
０ｓｅｃ（エンジンはアイドリング状態）程度の時間で
自己発熱型ハニカム担体１は４００℃〜５００℃まで急
速に加熱され、それによって触媒物質が活性化し、エン
ジン始動直後から排出されるガスを浄化することができ
る。
述の自己発熱型ハニカム担体１に、エンジン始動後直ち
に３００〜１０００Ｗの電力を供給した時は、約５〜２
０ｓｅｃ（エンジンはアイドリング状態）程度の時間で
自己発熱型ハニカム担体１は４００℃〜５００℃まで急
速に加熱され、それによって触媒物質が活性化し、エン
ジン始動直後から排出されるガスを浄化することができ
る。
【００４６】このように実施例の自己発熱型ハニカム担
体１では、平板２および波板３に第１および第２のスリ
ット２ａ，３ａを設けているために、上流側端部１ａと
下流側端部との間に電流を流すことによって十分に発熱
をする高抵抗体を容易に構成することができ、従来のよ
うに抵抗値確保のために金属箔を長く取る必要がないた
め、極めて低熱容量の担体を実現することができる。従
って低電力によって短時間にハニカム担体を昇温するこ
とができ触媒物質を活性化させることが可能になる。
体１では、平板２および波板３に第１および第２のスリ
ット２ａ，３ａを設けているために、上流側端部１ａと
下流側端部との間に電流を流すことによって十分に発熱
をする高抵抗体を容易に構成することができ、従来のよ
うに抵抗値確保のために金属箔を長く取る必要がないた
め、極めて低熱容量の担体を実現することができる。従
って低電力によって短時間にハニカム担体を昇温するこ
とができ触媒物質を活性化させることが可能になる。
【００４７】さらに、平板２および波板３に形成された
第１および第２スリット２ａおよび３ａの位置を、ハニ
カム担体１の軸方向に交互に半分の長さだけずらしてあ
るため、従来のスリットのない自己発熱型ハニカム担体
と比較して、熱伝導を極めて小さくすることができる。
第１および第２スリット２ａおよび３ａの位置を、ハニ
カム担体１の軸方向に交互に半分の長さだけずらしてあ
るため、従来のスリットのない自己発熱型ハニカム担体
と比較して、熱伝導を極めて小さくすることができる。
【００４８】従って、昇温開始後に触媒物質の活性化温
度に到達する箇所が早く発生し、この部分から触媒反応
熱を受けて他の部分も昇温して活性化されるため、投入
電力はこれによっても少なくてすむ。
度に到達する箇所が早く発生し、この部分から触媒反応
熱を受けて他の部分も昇温して活性化されるため、投入
電力はこれによっても少なくてすむ。
【００４９】また、金属箔よりなる平板２や波板３に形
成された第１スリット２ａおよび第２スリット３ａによ
って、軸方向の熱伝導が極めて小さくなるため、通電，
昇温時の熱は自己発熱型ハニカム担体内に蓄熱されやす
くなっている。それにより、昇温開始後、従来の自己発
熱型ハニカム担体に比較して早い時期に触媒物質の活性
化温度に到達する箇所が発生し、この部分から触媒反応
熱を受けて全体が素早く昇温して活性化されることにな
る。つまり、投入電力はこの蓄熱効果によっても少なく
てすむ。
成された第１スリット２ａおよび第２スリット３ａによ
って、軸方向の熱伝導が極めて小さくなるため、通電，
昇温時の熱は自己発熱型ハニカム担体内に蓄熱されやす
くなっている。それにより、昇温開始後、従来の自己発
熱型ハニカム担体に比較して早い時期に触媒物質の活性
化温度に到達する箇所が発生し、この部分から触媒反応
熱を受けて全体が素早く昇温して活性化されることにな
る。つまり、投入電力はこの蓄熱効果によっても少なく
てすむ。
【００５０】こうして自己発熱式触媒コンバータが活性
化すると、これを通過したガスは触媒反応熱を受けて温
度が高くなっているため、下流側に設置したセラミック
製モノリス触媒１９の昇温を早めることになり、更にエ
ンジン始動直後の浄化性能を高めることができる。
化すると、これを通過したガスは触媒反応熱を受けて温
度が高くなっているため、下流側に設置したセラミック
製モノリス触媒１９の昇温を早めることになり、更にエ
ンジン始動直後の浄化性能を高めることができる。
【００５１】この実施例では、下流側にセラミック製モ
ノリス触媒を設置した例について説明したが、更に昇温
性能を重視した構成を図１３に示す。この例は、前述の
自己発熱式触媒コンバータに複数の容量の小さなメタル
ハニカムコンバータ２４ａ，２４ｂを組み合わせたもの
で、セラミック製モノリス触媒よりもはるかに熱容量の
小さなメタルハニカムコンバータ２４ａは、自己発熱式
触媒コンバータの熱を受けてすばやく昇温して活性化
し、排ガスを浄化しつつ、更に下流側のメタルハニカム
コンバータ２４ｂの活性化を促進する。
ノリス触媒を設置した例について説明したが、更に昇温
性能を重視した構成を図１３に示す。この例は、前述の
自己発熱式触媒コンバータに複数の容量の小さなメタル
ハニカムコンバータ２４ａ，２４ｂを組み合わせたもの
で、セラミック製モノリス触媒よりもはるかに熱容量の
小さなメタルハニカムコンバータ２４ａは、自己発熱式
触媒コンバータの熱を受けてすばやく昇温して活性化
し、排ガスを浄化しつつ、更に下流側のメタルハニカム
コンバータ２４ｂの活性化を促進する。
【００５２】スリットの持つ、もう一つの効果は熱応力
の緩和である。ハニカム担体１は前述の実施例の場合は
支持部材１２によって上流側と下流側において固定的に
支持されている。ハニカム担体１は排気温と、触媒反応
の反応熱によって極めて短時間内に４００℃以上の高温
に達するが、これを支持する外筒２０は厚さ１ｍｍ以上
のステンレス鋼からなっており、ハニカム担体１に比べ
て大きな熱容量をもっているため昇温は遅く、従って、
ハニカム担体１と外筒２０との間には両者の熱膨張差に
伴う軸方向の熱応力が発生する。
の緩和である。ハニカム担体１は前述の実施例の場合は
支持部材１２によって上流側と下流側において固定的に
支持されている。ハニカム担体１は排気温と、触媒反応
の反応熱によって極めて短時間内に４００℃以上の高温
に達するが、これを支持する外筒２０は厚さ１ｍｍ以上
のステンレス鋼からなっており、ハニカム担体１に比べ
て大きな熱容量をもっているため昇温は遅く、従って、
ハニカム担体１と外筒２０との間には両者の熱膨張差に
伴う軸方向の熱応力が発生する。
【００５３】ハニカム担体１にスリットが設けられてい
ない場合は、高温状態のハニカム担体１を圧縮する方向
に応力が作用し、結果としてスコーピングと呼ばれる破
損に至る。しかし、実施例のようにスリットが設けられ
ていると、圧縮応力に対してスリット幅が狭まるように
変形し、応力を緩和されるので、これらのスリットに
は、その形状がどのようなものであっても、ハニカム１
が破損するのを防止する効果がある。その結果、今まで
にない耐久性に富むハニカム担体を提供することができ
る。
ない場合は、高温状態のハニカム担体１を圧縮する方向
に応力が作用し、結果としてスコーピングと呼ばれる破
損に至る。しかし、実施例のようにスリットが設けられ
ていると、圧縮応力に対してスリット幅が狭まるように
変形し、応力を緩和されるので、これらのスリットに
は、その形状がどのようなものであっても、ハニカム１
が破損するのを防止する効果がある。その結果、今まで
にない耐久性に富むハニカム担体を提供することができ
る。
【００５４】さらに、レーザ溶接の方法を用いてハニカ
ム担体の巻回と同時に溶接を行うことによって、波板と
平板の接触部分をハニカム内部で完全に溶接させること
ができるので、熱負荷やエンジン振動に対して極めて強
く優れた耐久性を有する自己発熱型ハニカム担体を実現
することができる。
ム担体の巻回と同時に溶接を行うことによって、波板と
平板の接触部分をハニカム内部で完全に溶接させること
ができるので、熱負荷やエンジン振動に対して極めて強
く優れた耐久性を有する自己発熱型ハニカム担体を実現
することができる。
【００５５】また図７や図８に示した本発明の自己発熱
型ハニカム担体は、排気ガスの熱を受けて早期に昇温す
ることができるように、排気マニホルドに極めて近接し
て取り付ける例を示したが、このような場所は自動車走
行中の高温の排気ガスやエンジン振動にさらされる非常
に厳しい環境下でもあるから、一般の触媒コンバータと
同様に、自動車の床下位置等に設置してもよい。
型ハニカム担体は、排気ガスの熱を受けて早期に昇温す
ることができるように、排気マニホルドに極めて近接し
て取り付ける例を示したが、このような場所は自動車走
行中の高温の排気ガスやエンジン振動にさらされる非常
に厳しい環境下でもあるから、一般の触媒コンバータと
同様に、自動車の床下位置等に設置してもよい。
【図１】本発明の自己発熱型ハニカムコンバータに使用
される、触媒を担持させた自己発熱型ハニカム担体の模
式図である。
される、触媒を担持させた自己発熱型ハニカム担体の模
式図である。
【図２】第１実施例において使用される平板に形成され
た第１スリット部の形状を示す正面図である。
た第１スリット部の形状を示す正面図である。
【図３】スリットの形状を長方形とした平板を示す正面
図である。
図である。
【図４】スリットを屈曲させた形状とした平板を示す正
面図である。
面図である。
【図５】スリットを上流側に偏らせて設けたた平板を示
す正面図である。
す正面図である。
【図６】ハニカム担体の製造方法を説明するための斜視
図である。
図である。
【図７】実施例の自己発熱型ハニカム担体を排気経路中
に取り付けた構成図である。
に取り付けた構成図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線における断面を示す側断面図で
ある。
ある。
【図９】ハニカム担体の外筒による保持構造を示す分解
斜視図である。
斜視図である。
【図１０】断熱保持材の組み付け方法を示す斜視図であ
る。
る。
【図１１】断熱保持材の組み付け方法を示す正面図であ
る。
る。
【図１２】ストッパを断熱保持材の端面に設置した構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１３】容量の小さな複数個のメタルハニカムコンバ
ータを下流側に設けた自己発熱式触媒コンバータの例を
示す断面図である。
ータを下流側に設けた自己発熱式触媒コンバータの例を
示す断面図である。
１…ハニカム担体 １ａ…下流側端部 １ｂ…上流側端部 ２…平板 ２ａ…第１スリット部 ３…波板 ３ａ…第２スリット部 ６…略菱形の開口部 ７ａ，７ｂ…巻取り治具 ８…上流側リング ９…下流側リング １０…排気マニホルド １１…フランジ １２…支持部材 １３…長方形の開口部 １３ａ…屈曲した長方形の開口部 １４ａ，１４ｂ…セラミック製ガスケット １５ａ，１５ｂ…ガスケット １６…ナット １９…セラミック製モノリス触媒 ２０…外筒 ２０ａ…凹部 ２１…断熱保持材 ２１ａ，２１ｂ…端縁 ２２…突出端（平板または波板の端縁） ２３…ストッパ ２４ａ，２４ｂ…メタルハニカムコンバータ ２５…カバー
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 Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｋ 3/28 ＺＡＢ ３０１ Ｕ 7/14 ＺＡＢ
Claims (12)
- 【請求項１】 エンジンの排気経路中に配置されて排ガ
スを浄化する自己発熱型のハニカムコンバータにおい
て、触媒物質を担持しているハニカム担体が平板と波板
とから構成されており、前記平板および／または波板に
は少なくとも一部に開口としてのスリット部が形成され
ているとともに、前記ハニカム担体とそれを収容してい
る外筒の内周面との間には耐熱性の無機繊維材料からな
る断熱保持材が介挿されており、前記断熱保持材によっ
て前記ハニカム担体を被覆する際に、前記断熱保持材の
巻回の始点および終点となる端縁の位置と、前記ハニカ
ム担体の最外層の平板もしくは波板の巻回の終点となる
端縁の位置とが一致しないように、それらの位置を相互
に周方向にずらせたことを特徴とする自己発熱型ハニカ
ムコンバータ。 - 【請求項２】 前記ハニカム担体の排ガスの流れに関す
る上流側と下流側との間に通電するための電源手段が設
けられていることを特徴とする請求項１記載の自己発熱
型ハニカムコンバータ。 - 【請求項３】 前記断熱保持材が、アルミナおよび／ま
たはシリカを主成分とする短繊維無機繊維材料からなる
ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の
自己発熱型ハニカムコンバータ。 - 【請求項４】 前記断熱保持材が、アルミナおよび／ま
たはシリカを主成分とする短繊維無機繊維材料を中心と
して、それをシリカを主成分とする長繊維無機繊維材料
からなる布もしくは織布によって被覆した構造を有して
いることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記
載の自己発熱型ハニカムコンバータ。 - 【請求項５】 前記断熱保持材が、ひる石を含む加熱膨
張性を有する無機繊維材料からなっていることを特徴と
する請求項１または２のいずれかに記載の自己発熱型ハ
ニカムコンバータ。 - 【請求項６】 前記断熱保持材の巻回の始点および終点
の各端縁が、ガスの吹抜けを防止するために互いに噛み
合うような形状に構成されていることを特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載の自己発熱型ハニカムコンバ
ータ。 - 【請求項７】 前記断熱保持材の端面に、前記断熱保持
材の吹抜けを防止するためのストッパが設置されている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自己
発熱型ハニカムコンバータ。 - 【請求項８】 前記ストッパが、ハニカム担体の上流側
と下流側のうち、少なくとも下流側に設置されているこ
とを特徴とする請求項７記載の自己発熱型ハニカムコン
バータ。 - 【請求項９】 前記ストッパが、ハニカム担体の上流側
と下流側のうち、下流側にのみ設置されていることを特
徴とする請求項７記載の自己発熱型ハニカムコンバー
タ。 - 【請求項１０】 前記ストッパが、ハニカム担体の上流
側と下流側のうち、上流側にのみ設置されていることを
特徴とする請求項７記載の自己発熱型ハニカムコンバー
タ。 - 【請求項１１】 前記ストッパが、フランジ、外筒、ハ
ニカム担体、前記ハニカム担体に設置された電極リング
のいずれかに対して、他の部分から絶縁された状態で取
り付けられていることを特徴とする請求項７〜１０のい
ずれかに記載の自己発熱型ハニカムコンバータ。 - 【請求項１２】 前記ストッパが、フランジ、外筒、ハ
ニカム担体、前記ハニカム担体に設置された電極リング
のいずれかと一体成形され、他の部分とは絶縁された状
態で取り付けられていることを特徴とする請求項７〜１
０のいずれかに記載の自己発熱型ハニカムコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133126A JPH07328453A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 自己発熱型ハニカムコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133126A JPH07328453A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 自己発熱型ハニカムコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07328453A true JPH07328453A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15097398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6133126A Pending JPH07328453A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 自己発熱型ハニカムコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07328453A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012096254A1 (ja) * | 2011-01-14 | 2012-07-19 | 日立建機株式会社 | 建設機械の尿素水タンク構造 |
| JP2014129890A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-10 | Ngk Insulators Ltd | 熱交換部材 |
| JP2014184426A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-10-02 | Shinshu Univ | 気体の浄化装置 |
| JP2015029928A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | カルソニックカンセイ株式会社 | 触媒コンバータ |
| JP5850858B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2016-02-03 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
| JP2017148705A (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | モリテックスチール株式会社 | メタル箔及びこれを備えた積層体 |
| KR20220050888A (ko) * | 2019-07-12 | 2022-04-25 | 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 | 전류 피드스루 |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP6133126A patent/JPH07328453A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5850858B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2016-02-03 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
| WO2012096254A1 (ja) * | 2011-01-14 | 2012-07-19 | 日立建機株式会社 | 建設機械の尿素水タンク構造 |
| JP2012145086A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の尿素水タンク構造 |
| CN103299039A (zh) * | 2011-01-14 | 2013-09-11 | 日立建机株式会社 | 建筑机械的尿素水箱结构 |
| JP2014184426A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-10-02 | Shinshu Univ | 気体の浄化装置 |
| JP2014129890A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-10 | Ngk Insulators Ltd | 熱交換部材 |
| JP2015029928A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | カルソニックカンセイ株式会社 | 触媒コンバータ |
| JP2017148705A (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | モリテックスチール株式会社 | メタル箔及びこれを備えた積層体 |
| KR20220050888A (ko) * | 2019-07-12 | 2022-04-25 | 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 | 전류 피드스루 |
| JP2022539906A (ja) * | 2019-07-12 | 2022-09-13 | ヴィテスコ テクノロジーズ ゲー・エム・ベー・ハー | 電流フィードスルー |
| US12168950B2 (en) | 2019-07-12 | 2024-12-17 | Vitesco Technologies GmbH | Electrical current feed-through |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3142717B2 (ja) | ヒーターユニット及び触媒コンバーター | |
| US5436216A (en) | Self-heat generation type honeycomb filter and its apparatus | |
| US5174968A (en) | Structure for electrically heatable catalytic core | |
| EP0735797B1 (en) | Electrically heatable honeycomb body | |
| JPH06320014A (ja) | メタル担体 | |
| JPH07328452A (ja) | 触媒装置用金属担体 | |
| US5546746A (en) | Core element useful in a combined electrically heatable and light-off converter | |
| EP0567034B1 (en) | Electrically heatable catalytic converter | |
| JP3216545B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化用触媒装置 | |
| US5851495A (en) | Electrically heated catalytic converter for an engine | |
| US5852274A (en) | Electrically heatable catalytic converter | |
| US6423276B1 (en) | Heater unit | |
| WO1996038657A1 (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engines | |
| JPH03245851A (ja) | 触媒コンバータのメタル担体およびその製造方法 | |
| JP3651021B2 (ja) | 自己発熱型触媒コンバータ | |
| JPH05277379A (ja) | 排気浄化用触媒コンバータ装置 | |
| JP3464557B2 (ja) | 電気加熱式触媒装置用メタル担体およびその製造方法 | |
| JPH06254404A (ja) | 自己発熱型触媒コンバータ | |
| JP3208020B2 (ja) | 電気加熱式触媒装置用金属担体 | |
| JP3260898B2 (ja) | 通電加熱式触媒コンバータ | |
| JPH04122418A (ja) | 自動車排ガス浄化用触媒コンバータ | |
| JP3291777B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
| JP2581601Y2 (ja) | 耐熱応力・耐熱疲労特性にすぐれた自動車排ガス触媒用金属担体 | |
| JPH06146871A (ja) | 排気ガス浄化用触媒コンバータ | |
| JPH05187223A (ja) | 内燃機関の排気浄化用触媒装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040428 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040518 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040716 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050104 |