JPH0791971B2 - 電気により加熱できるハニカム状の本体 - Google Patents

電気により加熱できるハニカム状の本体

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JPH0791971B2 JP4506723A JP50672392A JPH0791971B2 JP H0791971 B2 JPH0791971 B2 JP H0791971B2 JP 4506723 A JP4506723 A JP 4506723A JP 50672392 A JP50672392 A JP 50672392A JP H0791971 B2 JPH0791971 B2 JP H0791971B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、軸、その軸を取囲む内部領域、およびその
軸から間隔をあけられた外部領域を有し、さらに内部領
域および外部領域の間に位置付けられかつ内部領域のま
わりに螺旋形の態様でいくつかの巻きに巻かれた少なく
とも１枚のメタルシートを含む少なくとも１つの積み重
ねを有する、電気により加熱できるハニカム状の本体に
関する。
巻かれ、または絡み合わせられたメタルシートを層にし
たものの積み重ねでできた、この種類のハニカム状の本
体は、EP ０ 245 736 B1号、EP ０ 245 737 B1
号、およびWO 90/03220 A1号で説明されている。触媒
のためのキャリアとして、特に自動車を駆動する内燃機
関の排気ガスから汚染物を除去するために自動車の排気
システムで用いるためのそのようなハニカム状の本体の
使用は、これらの引用例において詳細に説明される。触
媒のためのキャリアとしてのメタルのハニカム状の本体
の特に有利に特徴は、直接的な電気加熱が提供されると
いうことであるが、何故かというとエンジンの排気ガス
中の汚染物を変換するための、典型的な触媒の効果はお
よそ200℃の温度を越えるまで発揮されず、ゆえに排気
ガスによって働きかけられ始めてからおそらく数分後で
しか活性化しないからである。したがって触媒、特に自
動車の排気システム内の触媒の活性化を速めるために
は、加熱することが極めて望ましい。それ自体として
は、メタルのハニカム状の本体の場合、直接的な電気加
熱は特に魅力的であり、そのためにたとえば排気システ
ムの中にハニカム状の本体が取付けられた自動車のバッ
テリからの電流によってハニカム状の本体が働きかけら
れる。モデルによってはしかしながら、前述の引用例の
中で説明されたタイプの、排気ガスシステムの中に取付
けられるべきハニカム状の本体の電気抵抗は、最大でお
よそ100分の１オームであり、そのようなハニカム状の
本体はバッテリに受容できないような負担をかけること
なしに典型的な自動車のバッテリに接続されることはで
きない。これらの問題点を考慮して、ハニカム状の本体
の電気抵抗を高める方策がすでに考えられており、特に
典型的に入手可能な電力源に過度の負担を与えることな
く短時間で適切に加熱され得るハニカム状の本体を自動
車で使用するために考えられている。故に、WO 89/104
70 A1号およびWO 89/10471 A1号は、望ましいオーダ
の大きさ、特定的にはおよそ0.1オームの電気抵抗を備
えた少なくとも１つの電流経路がハニカム状の本体を通
って生じるように、ハニカム状の本体をギャップおよび
／または絶縁性の仕切りで副分割することを説明してい
る。しかしながら電気により加熱されるべきハニカム状
の本体が深刻な機械の歪みに耐えるように意図されるな
らば、電気抵抗の問題に対して２つの引用例の中で説明
された解決は困難になるかもしれず、その場合、セラミ
ック層およびとりわけ個々のシートメタル層または巻き
の間に設けられるであろうギャップのために、ハニカム
状の本体の中のシート間の接続点は省かなければなら
ず、したがってその構造が緩くなりかつおそらくその剛
性が減じられるということを意味し、そのようなハニカ
ム状の本体の振動などに耐える能力は電気加熱のために
設計されていない同様なハニカム状の本体と比べて制限
されるだろう。
この発明は、先行技術の加熱可能なハニカム状の本体と
比べてより強い構造を有し、したがって激しい機械の歪
みの下での耐性が向上した、実用的なオーダの大きさの
電気抵抗を備えた、電気で加熱できるハニカム状の本
体、すなわち導電性のハニカム状の本体を開示すること
を意図している。
この目的は、本発明に従って ａ） 軸と、その軸を取囲む内部領域と、その軸から間
隔をあけられた外部領域とを有し、 ｂ） 内部領域と外部領域との間に少なくとも１枚のメ
タルシートを含む少なくとも１つの積み重ねを有し、そ
の積み重ねは内部領域のまわりに螺旋状の態様でいくつ
かの巻きに巻かれ、それらの巻きは対になって互いに隣
接しかつ互いに間隔をあけられているいくつかの巻きを
含み、 ｃ） いくつかのブリッジを有し、その各々は２つの隣
接しかつ間隔をあけられた巻きを機械的かつ電気的に互
いにつなぎ、 ｄ） 巻きとブリッジとは、内部領域と外部領域との間
を流れる電流のための複数に分岐した電流経路を形成
し、各巻きはその電流経路に完全に所属する、 電気により加熱できるハニカム状の本体によって達成さ
れる。
この発明によるハニカム状の本体では、当該産業分野に
おいて知られている技術により積み重ねの中に形成され
る接続に加えて、積み重ねの隣接する巻きの間にブリッ
ジが存在する。たとえばろう付位置などであってよく、
選択肢としては巻きの間に挿入されてろう付、拡散溶
接、焼結または何らかのそれに類する接合技術により固
定される特殊な構成要素であってよいそのようなブリッ
ジは、ハニカム状の本体を通る電流の分岐経路を確かに
形成するので、そのためブリッジのないハニカム状の本
体と比べて低減された電気抵抗が結果として得られる
が、しかしながらそれはハニカム状の本体において可能
な最大限の機械の強度と最大限に高い電流経路の電気抵
抗とを有する。実際、電流経路の電気抵抗を受容できな
いほどに低くすることなく、積み重ねのさまざまな巻き
の間の前述したブリッジの形態のいくつかの機械的およ
び電気的接続の手段によってハニカム状の本体を安定さ
せることが可能である。ブリッジの配置によっては、ハ
ニカム状の本体に電流を与える際にわずかにいくらか均
質性に欠けることがあり、したがって加熱における非均
質な温度分布が生じるかもしれないが、しかしながら熱
伝導と熱放射とはハニカム状の本体の中で補償しあう効
果があり、とりわけ触媒が活性化した後にハニカム状の
本体の中で起こる触媒反応は、初期の活性化における非
均質性からは著しく独立的に短い時間で均質な温度分布
を助長するので、この非均質性には大きく不利な点はな
い。したがって、非均質性の問題は本質的に、流体によ
るハニカム状の本体に対するその反応が触媒されること
である作用が開始された後の、非常に短い期間に限られ
る。
この発明は、巻きの個々のセグメントを電流の流れから
遮断したために電流経路の部分にはならなくなること
を、回避する。これは、加熱の結果起こる温度分布にお
ける著しい非均質性を回避するには、特に有利である。
２つの隣接して間隔をあけられた巻きの間の、軸の回り
に計って360度未満の角度をなす領域の各々に、多くて
２つのブリッジを提供することは、特に好ましい。ブリ
ッジの配列の多くでは、電流は軸の回りを回転の可能な
２つの方向のうちの１方へ流れるだけではなく、ブリッ
ジにより接合された巻きには双方の回転方向へ電流が生
じる。したがって、前述の360度（full angle）未満の
角度をなす領域に２つより多くのブリッジが提供される
と、３つのブリッジのうちの２つの間に位置付けられた
巻きのセグメントは完全にバイパスされ、電流の流れか
らおそらく遮断されるだろう。さらに、特に軸の回りで
計って360度未満の角度をなす領域のすべてについて、
「隣接する巻き」という用語は、実際にそのような角度
をなす領域では積み重ねの中の互いに隣合って位置付け
られかつ互いに間隔をあけられた巻きは、存在するかも
しれないブリッジを除けば互いに接続を持たないので、
常に明確に定義されている。この発明における意味合い
で用いられる「隣接する」という用語は、この見地から
理解されるべきである。
局地的に限定された比較的わずかな非均質性を除いては
主として均一である、この発明のハニカム状の本体に対
する加熱という目的のための電流の作用は、特定的には
互いにすぐ続く２つの角度をなす間隔の各々の和が約48
0度から約600度の間であり、しかし互いにすぐ続く２つ
の角度をなす間隔のうち少なくとも１つは240度以下で
あるという条件で達成できる。これは電流が外部領域に
送られ内部領域で引き出される、この発明によるハニカ
ム状の本体に関する。ハニカム状の本体を適切かつ均質
に加熱するには、電流をハニカム状の本体の入力点の正
反対の側にも送ることが必要であるが、これはブリッジ
が互いに近過ぎるところに位置していると達成不可能で
ある。その場合、電流は入力および出力点の間の直接的
な接続線の回りの比較的狭く規定された範囲だけしか通
過せず、もはや均一な加熱が起こるとは言いがたい。
この発明のハニカム状の本体内の角度をなす間隔の各々
を約120度より大きく保つことは有利である。２つの隣
接するブリッジの間の角度をなす間隔を過度に著しく縮
小することは、巻きのうちの大きなセグメントが電流の
流れから多少遮断され、加熱の均質性を不満足なものに
するということを、常に意味する。
この発明によるハニカム状の本体の好ましい特徴として
は、角度をなす間隔はすべて互いにほぼ等しく、そのよ
うな間隔の各々はおよそ240度である。このようにすれ
ば、ハニカム状の本体は電流のための特に強く連結され
た電気抵抗器の配列（２つのブリッジの間にある積み重
ねの１つのセグメントが各抵抗器に対応する）を形成
し、結果として加熱における適切な均質性が保証され
る。
この発明のハニカム状の本体における別の等しく好まし
い特徴は、約120度から約240度の間の第１の角度をなす
間隔と、約360度である第２の角度をなす間隔とが交互
に現れるというところに特色がある。第１の角度をなす
間隔が約180度であれば特に好ましいが、それはこの場
合結果として巻きに対し本質的に均質に電流が与えられ
るからである。第１の角度をなす間隔が180度より量的
に実質的に異なる場合、当然ながらある一定の非均質性
が生じるが、しかしながら第１の角度をなす間隔を約12
0度から約240度の間に限定することで、適切な均質性が
保証される。
この発明のハニカム状の本体における積み重ねの巻きの
間にあるブリッジは、好ましくはストリップの形であり
かつ軸に対し平行なものとして実施される。ストリップ
の形態は実際に軸方向に延ばされたブリッジで達成され
てもよいし、実質的に軸方向に連続する、幾分ドットの
形である接続点によっても適切な効果がある。ブリッジ
は必ずしもすべてがハニカム状の本体の全体を軸方向に
貫く必要ななく、たとえば単独でまたは他の部分と共に
ある特定の程度まで加熱されるべきハニカム状の本体の
軸部分に限定されたままでもよい。加えて、ブリッジの
軸方向に対する段階的配列により、電流経路の適切な構
造が得られ、したがってその電気抵抗はさらに増大す
る。
隣接して間隔をあけられた巻きの間にセラミック材料な
どの絶縁層を挿入することは有利である。そのような絶
縁層は、それにより巻きにおける互いからの信頼性のあ
る絶縁が得られるだけでなく、実質的にハニカム状の本
体を振動による歪みなどに耐えるように安定させること
に寄与している。
隣接する巻きの間にブリッジを形成するには、メタルと
絶縁体とを交互に重ねてできており、好ましくは一定の
厚さである層がハニカム状の本体の巻きの間に据えられ
るよう、絶縁層の間にシート−メタルのストリップを挿
入してもよい。この方策は、同じくハニカム状の本体が
機械的歪みに耐える能力を実質的に高めるのに寄与す
る。
絶縁層を作るための別の選択肢は、積み重ねを形成かつ
規定するメタルシートの少なくとも１枚の上にセラミッ
クコーティングを用いることである。ハニカム状の本体
を加熱するのに使われる、普通は約12ボルトである通常
の電圧を考慮するならば、メタルシートのセラミックコ
ーティングによって適切な絶縁と特に薄い厚みを備えた
絶縁層を得ることが可能なので、絶縁層はハニカム状の
本体の嵩を実質的に制限することはなく、これはハニカ
ム状の本体の強度の点では有利であって、かつそれを通
って流れる流体、特に排気ガスに対する流体力学的抵抗
を通常の非常に低い値から変えられないままに保つ。
この発明の、いかなる可能な付加的実施例に対しても弊
害のない特に好ましいさらなる特徴では、軸に対しほぼ
垂直に位置付けられた２つのほぼ平坦な端面により軸の
方向に規定され、かつその外部領域にはその端面の間に
位置付けられて軸に対しほぼ平行に配向されたほぼ円筒
形のジャケット面があるハニカム状の本体は、端面の間
のほぼ半分のところでこのジャケット面の中に包囲みぞ
を有し、このみぞはハニカム状の本体の中へ内部領域に
至るまで延びる。したがってハニカム状の本体は実質的
に互いから分離した２つの外部領域と２つの積み重ねと
を有し、これらの各々は軸方向から見ると連続して位置
付けられておりかつ単一の内部領域を介して機械的かつ
電気的につながれている。そのようなハニカム状の本体
では、電流の入力および出力は各場合において外部領域
で行なうことができ、第１の外部領域に入力された後、
電流は第１の積み重ねを通過し、内部領域を通って第２
の積み重ねへ流れ込み、それを通過した後第２の外部領
域に到達してそこで出力される。本発明のこの特徴に関
連して言えば、ハニカム状の本体の内部領域での入力ま
たは出力接点は設けなくて済むものであり、したがって
特定的には、ハニカム状の本体の内部領域に設けられる
べき接点に関し、かつハニカム状の本体を通って流れる
流体による大きな歪みを結果としてもたらすかもしれな
いすべての不利な点は、特定的に除去される。
また、ハニカム状の本体の互いに隣接するすべての巻き
が互いに間隔をあけられていれば、特に有利である。こ
のようにして、この発明によるブリッジの手段によって
特に高い電気抵抗を達成しつつ機械的強度を確実にする
ことが可能である。
この発明は、概略的および／またはわずかに変えられた
形式の図面で示される例示的実施例との関連でさらに詳
細に説明されるが、これはこの発明の特定的な特性を説
明するのに有益である。特定的には、図面では以下のも
のが示されている。
図１は、この発明によるハニカム状の本体の断面図であ
る。
図２は、ハニカム状の本体の外形の一実施例である。
図３は、この発明のハニカム状の本体におけるさらなる
実施例の断面図である。
図４および５の各々は、この発明によるハニカム状の本
体を形成するための滑らかなおよび波形のメタルシート
からなる積み重ねの図である。
図６は、図４または図５による積み重ねを螺旋状に巻き
上げることによって形成されるハニカム状の本体の内部
領域の断面図である。
図７は、この発明によるハニカム状の本体の特殊な実施
例の縦方向断面図である。
図１は、この発明によるハニカム状の本体を軸（図示せ
ず）に対し直角に破断した断面図を示す。ハニカム状の
本体は滑らかなメタルシート４と波形のメタルシート５
とからなる積み重ね６で形成されており、その積み重ね
は（ハニカム状の本体の中央に位置付けられていると想
像されてよい）軸の回りでいくつかの巻きに巻かれる。
ハニカム状の本体の内側では、積み重ね６は内部領域２
で終わり、外側ではハニカム状の本体は外部領域３によ
って境界を定められており、これは特定的には多重に巻
かれた積み重ね６が中へ挿入されるジャケットチューブ
により実施されてよい。ハニカム状の本体を加熱するた
めの電流は、本質的には積み重ね６の巻きに沿って内部
領域２から外部領域３へ、またはその反対の方向へ流れ
る。電流が積み重ね６の巻きの方向に進むよう、２つの
隣接する巻きの各々は互いに間隔をあけられかつ絶縁層
９により互いから電気的に絶縁される。絶縁層９はセラ
ミック材料を含んでもよいし、単に個々の巻きの間のギ
ャップであってもよい。この発明によれば、絶縁層９は
ブリッジ７により中断され、これは積み重ね６の個々の
巻きの間の金属接続に相当する。これらのブリッジ７は
すでに十分に説明されてきたように、主にハニカム状の
本体の機械的構造を強化するために働く。加えて、それ
らは積み重ね６の隣接する巻きの間の電気的接続に相当
するのであって、この発明によるそれらの配置は、それ
らが電流によるハニカム状の本体の適切かつ均質な加熱
に対し実質的な弊害をもたらさず、しかも電流のために
ハニカム状の本体の中に形成された電流経路における電
気抵抗を受容できないほどに低減することがないことを
保証する。図１の例示的実施例では、絶縁層９に沿った
２つの隣接するブリッジ７の各々が軸の回りで計って約
240度の角度をなす間隔を有するように配設される。こ
のようにして形成された電流経路は、電気抵抗器の特に
強く分岐したネットワークを表し、その結果ハニカム状
の本体における適切な均質性が確実にされ得る。さら
に、軸から放射状に外へ向かって進む３本の線の上にブ
リッジ７を配列することで、ハニカム状の本体の構造が
特に効果的に強化される。
図２は、ハニカム状の本体の外側の図をこの発明に従っ
ておそらくそう見えるであろうように示したものであ
る。ハニカム状の本体は円筒形であって、軸１は中央の
線である。ハニカム状の本体の内部領域２は軸１のすぐ
まわりにある同様にほぼ円筒形の領域であり、外部領域
３によって境界を定められている巻かれた積み重ね６と
隣接する。ハニカム状の本体の端面12、すなわちそこか
ら軸１が現れる面は、実質的に平面でありかつ軸１に対
し直角に位置付けられる。
図３は（図１についてすでに説明したように）断面図で
あって、この発明のハニカム状の本体の異なった実施例
のものである。内部領域２と外部領域３との間に位置付
けられる滑らかなシート４と波形のシート５とからなる
巻かれた積み重ね６はいくつかの巻きを有し、そのすべ
ては絶縁層９によって互いに間隔があけられる。巻きの
間の接続は外部領域３と内部領域２との付近にある個々
のブリッジ７、および対にされたブリッジ８の形で存在
し、対にされた２つのブリッジ８の各々は軸（図示せ
ず）の回りで計って360度の角度をなす間隔を有する。
電流は図３のハニカム状の本体を通って外部領域３と内
部領域２との間を実質的に均一に流れる。すべてのブリ
ッジ７および８は断面の中心点（したがって好ましく
は、ハニカム状の本体全体に関して言えば軸を含む平
面）を通る直線上に実質的に位置付けられ、積み重ね６
に沿って流れる電流はブリッジ７、８からブリッジ７、
８へランダムな進み方をする。
図４は、滑らかなシート４と波形のシート５とからなる
積み重ね６を形成するのに可能な方法の１つを示す。シ
ート４および５の配列は軸１の回りで折り曲げられ、折
り曲げられた配列は次に軸１の回りで螺旋状に巻かれ得
る。例示的実施例の絶縁層９は、滑らかなシート４のう
ちの１枚、すなわち折り曲げられた配列の内側でそれ自
体の上に乗るシートの、セラミックコーティング10であ
る。セラミックコーティング10は、たとえばプラズマ噴
射などによって与えられてもよい。ブリッジ７、８を形
成するにはセラミックコーティング10に凹部11が設けら
れ、その中でコーティングされたシート４がそれ自身の
上に乗って電気的負荷を受入れることができる接点が生
じる。他の選択肢としては、少なくとも凹部11において
シートにろう付材料などを与えて、それによりハニカム
状の本体の組立の後に続く熱処理工程において積み重ね
の２つの巻きの間にろう付された接点などを形成すれ
ば、凹部11の中の接点はさらになお改良されるであろう
が、これは、どの熱処理工程が用いられるかに応じて、
焼結または拡散溶接も行なわれてよく、それにより電気
的かつ機械的に適切で良好な接続を形成することができ
て、ろう付材料などの使用をなして済ますことが可能に
なる。
図５は、滑らかなシート４および波形のシート５からな
る積み重ね６を形成するための第２の可能な方法を示
す。ここでもシート４と５とは軸１の回りで折り曲げら
れているが、しかしながら、たとえばセラミックまたは
他の無機物ファイバを含むマットまたは不織布のような
セラミックまたは無機物材料からなる絶縁層９が、シー
ト−メタルストリップなどの形状のブリッジ７とともに
積み重ね６の内側に位置付けられる。ハニカム状の本体
の組立は図４との関連で説明されたように行なわれる。
この発明を達成するにあたっての可能な方法を提示する
のが、滑らかなシート４および波形のシート５を備える
図で示された例示的実施例だけでは決してないことは理
解されるべきであり、特定的には、波形のメタルシート
５のみを含む積み重ね６を用いることも可能であるし、
複数個の異なったように波形にされたメタルシートを選
択肢として用いてもよい。さらに、完全に滑らかなシー
ト４の代わりに非常に小さい「極微波形」があるシート
を用いてもよい。
図６は、図４または図５による積み重ねで形成されたハ
ニカム状の本体の内部領域２がどのように見えるかを示
す。絶縁層９（これは図４で示されるセラミックコーテ
ィング10により形成されることもあるだろう）が螺旋状
の実線として示され、積み重ね６の外側境界14は螺旋状
の破線14で示される。図６から、折り畳まれた積み重ね
６から巻かれたハニカム状の本体と、記述の先行技術の
参照から教示される種類の積み重ねをＳ字状に絡み合わ
せることにより形成されるハニカム状の本体との類似性
は明らかであるということに注目されたい。また、この
発明は決してハニカム状の本体の内部領域２の中までず
っと延びる積み重ね６を必要とするものではないという
ことにも注目されたい。特定的には、そして先行技術で
すでに説明されたように、内部領域２は積み重ね６から
は独立した構成要素であってよく、その中では積み重ね
６を形成するシート４、５は中断させられる。その場
合、積み重ね６は内部領域２の回りでシート４、５を渦
巻き状に絡み合わせることにより巻かれる。図６のハニ
カム状の本体は、内部領域２の中で密着する２つの積み
重ね６を巻くことによって形成されると捉えることもで
きる。この捉え方では、巻きは「境界」14と絶縁層９と
の双方により仕切られ、すべての巻きが対になって互い
から間隔をあけられるわけではなく、むしろ一度に２つ
の隣接する巻きが境界14で互いの上に直接に乗る。
図７は、この発明のハニカム状の本体の特殊な実施例を
縦方向断面図で示すものである。ハニカム状の本体は軸
１に対してほぼ円筒形であり、端面12は軸１に直角であ
る。軸１を取り囲みかつ内部領域２にまで延びるみぞ13
は、ハニカム状の本体の外部領域３と積み重ね６との中
へ導かれる。この構造は、電流をハニカム状の本体へ送
り込むこと、およびそこから取り除くことをハニカム状
の本体の外側でできるようにするが、その目的のために
は、電流はみぞ13の第１の側面に位置付けられる外部領
域３に送り込まれ、みぞ13の他方の側面に位置付けられ
る外部領域から再び取り除かれる。生産するには複雑か
つ高価であり、強度と耐久度の点から好ましくない、ハ
ニカム状の本体の内部領域２における接点はこのように
して、なしで済ませることができる。図７では絶縁層９
だけが示されておりブリッジ７または８で示されていな
いことに注目すべきであり、これらのブリッジの配列は
図７で示される特殊な細部に依存するものではなく、た
とえば図１および３で図解された選択肢に関連してこの
発明に習って任意に行なわれてよい。
この発明による導電性のハニカム状の本体は、電流を運
ぶための有利なオーダの大きさの電気抵抗を備える電流
経路を有し、かつ機械的歪みに対する特に著しい受容力
のある構造を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−500911（ＪＰ，Ａ)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電気により加熱できるハニカム状の本体で
    あって、 ａ） 軸（１）、軸を取囲む内部領域（２）、および軸
    （１）から間隔をあけられた外部領域（３）を有し、 ｂ） 内部領域と外部領域との間に少なくとも１枚のメ
    タルシート（４、５）を含む少なくとも１つの積み重ね
    （６）を有し、その積み重ねは内部領域（２）の回りで
    螺旋形の態様でいくつかの巻きに巻かれ、それらの巻き
    は対になって互いに隣接しかつ互いから間隔をあけられ
    かつ電気的に絶縁性であるいくつかの巻きを含み、 ｃ） いくつかのブリッジ（７、８）を有し、その各々
    は２つの隣接しかつ間隔をあけられた巻きを機械的かつ
    電気的につなぎ、 ｄ） 巻きとブリッジ（７、８）は内部領域（２）と外
    部領域（３）との間を流れる電流のための複数に分岐し
    た電流経路を形成し、各巻きはその電流経路に完全に所
    属する、ハニカム状の本体。
  2. 【請求項２】軸（１）の回りで計って360度未満の角度
    をなす範囲の各々にある、隣接しかつ間隔をあけられた
    ２つの巻きの各々の間には、多くて２つのブリッジ
    （７、８）がある、請求項１に記載のハニカム状の本
    体。
  3. 【請求項３】ａ） ２つの隣接しかつ相互に間隔をあけ
    られた接続（７、８）の各々は軸（１）に関してある角
    度をなす間隔を有し、 ｂ） 互いにじかに続く２つの角度をなす間隔の各々の
    和はおよそ480度からおよそ600度の間であり、 ｃ） 互いにじかに続く２つの角度をなす間隔の各々の
    うち、少なくとも１つの角度をなす間隔はおよそ240度
    以下である、請求項１または２に記載のハニカム状の本
    体。
  4. 【請求項４】角度をなす間隔の各々は、120度よりも大
    きい、請求項３に記載のハニカム状の本体。
  5. 【請求項５】角度をなす間隔の各々は、およそ240度で
    ある、請求項３に記載のハニカム状の本体。
  6. 【請求項６】およそ120度とおよそ240度との間の第１の
    角度をなす間隔およびおよそ360度の第２の角度をなす
    間隔は交互に存在する、請求項３に記載のハニカム状の
    本体。
  7. 【請求項７】第１の角度をなす間隔はおよそ180度であ
    る、請求項６に記載のハニカム状の本体。
  8. 【請求項８】各ブリッジ（７、８）は本質的には軸
    （１）に平行してハニカム状の本体を通過するストリッ
    プである、前述の請求項のうち１つに記載のハニカム状
    の本体。
  9. 【請求項９】絶縁層（９）は２つの隣接しかつ間隔をあ
    けられた巻きの各々間でブリッジ（７、８）の間に位置
    付けられる、前述の請求項のうち１つに記載のハニカム
    状の本体。
  10. 【請求項１０】絶縁層（９）はセラミック層である、請
    求項９に記載のハニカム状の本体。
  11. 【請求項１１】ブリッジ（７、８）を形成するため、シ
    ート−メタルストリップが絶縁層（９）の間に配設され
    る、請求項９または10に記載のハニカム状の本体。
  12. 【請求項１２】絶縁層（９）は少なくとも１枚のシート
    （４、５）のセラミックコーティング（10）であり、ブ
    リッジ（７、８）はコーティング（10）の間の凹部（1
    1）である、請求項９または10に記載のハニカム状の本
    体。
  13. 【請求項１３】ａ） 軸（１）に対してほぼ直角に位置
    付けられる２つのほぼ平坦な端面（12）によって軸
    （１）の方向に境界を定められ、 ｂ） 外部領域（２）は端面（12）の間に位置付けられ
    かつ軸（１）に対しほぼ平行に配向されるほぼ円筒形の
    ジャケット面を有し、 ｃ） 放射状に、および円周の方向へ内部領域（２）に
    まで延びるみぞ（13）は、端面（12）の間のほぼ中央に
    ジャケット面の中へ突出する、前述の請求項のうち１つ
    に記載のハニカム状の本体。
  14. 【請求項１４】すべての巻きは対になって互いに隣接し
    かつ互いから間隔をあけられる、前述の請求項のうち１
    つに記載のハニカム状の本体。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5554342A (en) * 1991-12-20 1996-09-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical heating type catalytic device
DE69301547T2 (de) * 1992-04-20 1996-09-19 Nippon Steel Corp Elektrisch heizbarer katalytischer Umwandler
US5519191A (en) * 1992-10-30 1996-05-21 Corning Incorporated Fluid heater utilizing laminar heating element having conductive layer bonded to flexible ceramic foil substrate
US5582805A (en) * 1992-12-21 1996-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic apparatus
DE69308794T2 (de) * 1992-12-21 1997-10-23 Nippon Soken Elektrisch beheizbarer Katalysator
WO1994026455A1 (fr) * 1993-05-12 1994-11-24 Nippon Steel Corporation Procede de soudage d'alliage thermoresistant a surface recouverte d'une couche mince d'oxyde isolant, support metallique d'epuration de gaz d'echappement de type prechauffe et son procede de production
DE9317050U1 (de) * 1993-11-08 1995-03-09 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar Mechanisch stabilisierte Heizkatalysatoranordnung
JP3277655B2 (ja) * 1993-12-21 2002-04-22 トヨタ自動車株式会社 電気加熱式触媒装置
US5573731A (en) * 1994-05-30 1996-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic converter for an engine
US5902558A (en) * 1994-09-26 1999-05-11 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Diskwise-constructed honeycomb body, in particular catalyst carrier body and apparatus for catalytic conversion of exhaust gases
US5851495A (en) * 1995-10-02 1998-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic converter for an engine
DE19704521A1 (de) 1997-02-06 1998-08-13 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers
DE19914411A1 (de) * 1999-03-30 2000-10-12 Bosch Gmbh Robert Piezoelektrischer Aktor
DE19923228A1 (de) * 1999-05-20 2000-11-23 Oberland Mangold Gmbh Heizelement zum Beheizen strömender Gase
AU2002235116A1 (en) * 2000-08-18 2002-05-15 Goodrich Corporation Aircraft supplemental air heater
DE102007024563A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-27 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung umfassend einen großen elektrisch beheizbaren Wabenkörper
DE102007025417A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Elektrisch beheizbare Wabenkörper-Anordnung mit Stützstiften
DE102007025418A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Elektrisch beheizbarer Wabenkörper mit Zonen erhöhter Widerstände
DE102008011263A1 (de) * 2008-02-27 2009-09-03 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Wabenkörper mit Flexibilitätszonen
DE102008011262A1 (de) * 2008-02-27 2009-09-03 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Wabenkörper mit verbindungsfreiem Bereich
US20120132407A1 (en) * 2011-01-12 2012-05-31 Saade Makhlouf Heat exchanger manifold and method of manufacture
DE102011110664A1 (de) 2011-08-19 2013-02-21 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen
US10634215B2 (en) * 2013-09-11 2020-04-28 Tata Steel Uk Limited Tubular containment part for a flywheel containment assembly and method for manufacturing same
US9927329B2 (en) 2014-04-23 2018-03-27 Signature Science, Llc Signature collection cartridge with embossed collection substrate
DE102017203546B4 (de) * 2017-03-03 2023-08-03 Vitesco Technologies GmbH Katalysator mit elektrisch beheizbarer Heizscheibe
DE102022213319B3 (de) * 2022-12-08 2024-03-21 Vitesco Technologies GmbH Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung und Verfahren zur Herstellung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3032635A (en) * 1960-10-03 1962-05-01 August L Kraft Heater and utilization system for converting small quantities of fusible solids
US3265865A (en) * 1963-10-09 1966-08-09 Armstrong Cork Co Electrical duct heater
US3770389A (en) * 1971-11-11 1973-11-06 Ford Motor Co Catalytic converter with electrically resistive catalyst support
US3995143A (en) * 1974-10-08 1976-11-30 Universal Oil Products Company Monolithic honeycomb form electric heating device
DE2754776C3 (de) * 1977-12-08 1981-10-22 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum Herstellen eines wabenartigen Blechgebildes
DE2951316A1 (de) * 1979-12-20 1981-07-02 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Katalytisches filter fuer die dieselabgasreinigung
EP0245736B1 (de) * 1986-05-12 1989-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Metallischer Katalysator-Trägerkörper mit evolventenförmig verlaufenden Schichten
DE3760479D1 (en) * 1986-05-12 1989-09-28 Interatom Honeycomb body, particularly a catalyst carrier, provided with opposedly folded metal sheet layers, and its manufacturing process
DE8816514U1 (de) * 1988-04-25 1989-10-26 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Elektrisch beheizbarer Katalysator-Trägerkörper
EP0430945B1 (de) * 1988-09-22 1992-03-11 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH Wabenkörper, insbesondere katalysator-trägerkörper, aus einer mehrzahl verschlungener blechstapel
DE8812924U1 (de) * 1988-10-14 1988-12-01 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar Trägerkörper für einen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung
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
US5070694A (en) * 1990-10-31 1991-12-10 W. R. Grace & Co. -Conn. Structure for electrically heatable catalytic core
US5288975A (en) * 1991-01-30 1994-02-22 Ngk Insulators, Ltd. Resistance adjusting type heater
JP2919987B2 (ja) * 1991-03-05 1999-07-19 日本碍子株式会社 抵抗調節型ヒーター
US5140812A (en) * 1991-11-05 1992-08-25 W. R. Grace & Co.-Conn. Core for an electrically heatable catalytic converter

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ES2134800T3 (es) 1999-10-16
JPH07502582A (ja) 1995-03-16
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DE4111712A1 (de) 1992-10-22
WO1992018245A1 (de) 1992-10-29
US5382774A (en) 1995-01-17
EP0581784A1 (de) 1994-02-09
DE59209705D1 (de) 1999-07-08

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