JPH08218846A - 内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータ - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータInfo
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- JPH08218846A JPH08218846A JP7053438A JP5343895A JPH08218846A JP H08218846 A JPH08218846 A JP H08218846A JP 7053438 A JP7053438 A JP 7053438A JP 5343895 A JP5343895 A JP 5343895A JP H08218846 A JPH08218846 A JP H08218846A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
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- 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
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- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
- F01N2330/04—Methods of manufacturing
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 所望の電気抵抗量および均一発熱性を確保し
つつ、スコーピングを防止する。 【構成】 棒状の中心電極１の外方にリング状電極２を
配設し、中心電極１の周りに導電性の箔材を巻付けるこ
とにより両電極１、２の間にハニカム状の発熱体層３を
構成する。発熱体層３の各層間を絶縁するとともに、中
心電極１から放射状に複数の仮想接合線４を設け、これ
に沿って一層おきに、かつ接合部３３が隣合う仮想接合
線４間で互い違いになるように層間を接合、導通する。
つつ、スコーピングを防止する。 【構成】 棒状の中心電極１の外方にリング状電極２を
配設し、中心電極１の周りに導電性の箔材を巻付けるこ
とにより両電極１、２の間にハニカム状の発熱体層３を
構成する。発熱体層３の各層間を絶縁するとともに、中
心電極１から放射状に複数の仮想接合線４を設け、これ
に沿って一層おきに、かつ接合部３３が隣合う仮想接合
線４間で互い違いになるように層間を接合、導通する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
排気微粒子捕集フィルタを加熱再生するための電気ヒー
タ、あるいはガソリンエンジンの触媒暖機用の電気ヒー
タ等、内燃機関の排気浄化装置に使用される電気ヒータ
の構造に関する。
排気微粒子捕集フィルタを加熱再生するための電気ヒー
タ、あるいはガソリンエンジンの触媒暖機用の電気ヒー
タ等、内燃機関の排気浄化装置に使用される電気ヒータ
の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関、例えばディーゼルエンジンよ
り排出される排気微粒子を、排気流路途中に設けたハニ
カム構造の捕集フィルタで捕集し、電気ヒータを用いて
定期的に加熱再生することが行われている（例えば、特
開平５−２３７３９６号公報等）。このような電気ヒー
タの一例を図７（Ａ）（Ｂ）に示すと、棒状の中心電極
１（＋極）の周りにステンレス等の導電性箔材を積層す
ることにより、上記中心電極１外方に配したリング状電
極（−極）２との間に、ハニカム状の発熱体層３が形成
してある。上記導電性箔材は、平板３１と波板３２を溶
接等により接合してなり（図７（Ａ））、その表面に絶
縁被膜を形成した後、一端を上記中心電極１に接合して
渦巻き状に所定の大きさとなるまで巻付けてある。これ
をリング状電極２に嵌め込んで（図７（Ｂ））、発熱体
層３の最外周とリング状電極２を接合することにより、
電気ヒータが構成される。
り排出される排気微粒子を、排気流路途中に設けたハニ
カム構造の捕集フィルタで捕集し、電気ヒータを用いて
定期的に加熱再生することが行われている（例えば、特
開平５−２３７３９６号公報等）。このような電気ヒー
タの一例を図７（Ａ）（Ｂ）に示すと、棒状の中心電極
１（＋極）の周りにステンレス等の導電性箔材を積層す
ることにより、上記中心電極１外方に配したリング状電
極（−極）２との間に、ハニカム状の発熱体層３が形成
してある。上記導電性箔材は、平板３１と波板３２を溶
接等により接合してなり（図７（Ａ））、その表面に絶
縁被膜を形成した後、一端を上記中心電極１に接合して
渦巻き状に所定の大きさとなるまで巻付けてある。これ
をリング状電極２に嵌め込んで（図７（Ｂ））、発熱体
層３の最外周とリング状電極２を接合することにより、
電気ヒータが構成される。
【０００３】上記構成の電気ヒータにおいて、上記電極
１、２間に電圧が印加されると、発熱体層３に沿って電
流は渦巻き状に内側より外側へ向けて流れ（図７（Ｂ）
に矢印で示す）、それとともに発熱体層３の温度が上昇
する。かくして、電気ヒータとして対向配設された排気
微粒子捕集フィルタを対流および輻射熱伝達により加熱
し、捕集された排気微粒子を燃焼、除去するものであ
る。
１、２間に電圧が印加されると、発熱体層３に沿って電
流は渦巻き状に内側より外側へ向けて流れ（図７（Ｂ）
に矢印で示す）、それとともに発熱体層３の温度が上昇
する。かくして、電気ヒータとして対向配設された排気
微粒子捕集フィルタを対流および輻射熱伝達により加熱
し、捕集された排気微粒子を燃焼、除去するものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
電気ヒータでは、発熱体層３の最内周層と最外周層は、
溶接等により、それぞれ上記電極１、２に固定されてい
るが、その他の層は隣合う層との摩擦抵抗により保持さ
れているのみである。従って、車載時の振動や排気圧力
等によりスコーピング（発熱体の軸方向へのせり出し）
が生じてしまうという問題があった。これを防止するに
は、例えば、図８（Ａ）（Ｂ）のように隣合う層間を周
方向の複数箇所で接合することが考えられるが（図中、
３３は接合部を示す）、電流が図８（Ａ）に矢印で示す
ように接合点３３を短絡して流れるため、所定の電気抵
抗が確保できなくなり、十分な発熱量が得られなくな
る。また、電流が局所的に流れることにより、発熱が発
熱体層３全面で均一になされず、捕集フィルタを均等に
加熱できないという問題があった。
電気ヒータでは、発熱体層３の最内周層と最外周層は、
溶接等により、それぞれ上記電極１、２に固定されてい
るが、その他の層は隣合う層との摩擦抵抗により保持さ
れているのみである。従って、車載時の振動や排気圧力
等によりスコーピング（発熱体の軸方向へのせり出し）
が生じてしまうという問題があった。これを防止するに
は、例えば、図８（Ａ）（Ｂ）のように隣合う層間を周
方向の複数箇所で接合することが考えられるが（図中、
３３は接合部を示す）、電流が図８（Ａ）に矢印で示す
ように接合点３３を短絡して流れるため、所定の電気抵
抗が確保できなくなり、十分な発熱量が得られなくな
る。また、電流が局所的に流れることにより、発熱が発
熱体層３全面で均一になされず、捕集フィルタを均等に
加熱できないという問題があった。
【０００５】しかして、本発明は、排気浄化装置用電気
ヒータにおいて、所望の電気抵抗量および均一発熱性を
確保しつつ、スコーピングを防止することを目的とする
ものである。
ヒータにおいて、所望の電気抵抗量および均一発熱性を
確保しつつ、スコーピングを防止することを目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、図１（Ｂ）に示すように、一対の電極
１、２間に導電性の箔材を積層してハニカム状の発熱体
層３を設けた内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータにお
いて、上記発熱体層３の各層間を絶縁するとともに、上
記各層を横切る複数の仮想接合線４を設け、これに沿っ
て一層おきに隣合う層間を接合、導通せしめるととも
に、上記接合部３３が隣合う仮想接合線４間で互い違い
になるようにしたものである（請求項１）。
め、本発明は、図１（Ｂ）に示すように、一対の電極
１、２間に導電性の箔材を積層してハニカム状の発熱体
層３を設けた内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータにお
いて、上記発熱体層３の各層間を絶縁するとともに、上
記各層を横切る複数の仮想接合線４を設け、これに沿っ
て一層おきに隣合う層間を接合、導通せしめるととも
に、上記接合部３３が隣合う仮想接合線４間で互い違い
になるようにしたものである（請求項１）。
【０００７】上記一対の電極は、棒状の中心電極１とそ
の外方に配設したリング状電極２とからなり、上記中心
電極１の周りに導電性の箔材を巻付けることにより両電
極１、２の間にハニカム状の上記発熱体層３を構成し、
上記中心電極１から放射状に上記複数の仮想接合線４を
設けてある（請求項２）。または、図５に示すように、
平行配設した一対の電極７、８間に導電性の箔材をハニ
カム状に積層して上記発熱体層３となし、上記発熱体層
３の各層を垂直に横切る上記複数の仮想接合線４を設け
てもよい（請求項３）。
の外方に配設したリング状電極２とからなり、上記中心
電極１の周りに導電性の箔材を巻付けることにより両電
極１、２の間にハニカム状の上記発熱体層３を構成し、
上記中心電極１から放射状に上記複数の仮想接合線４を
設けてある（請求項２）。または、図５に示すように、
平行配設した一対の電極７、８間に導電性の箔材をハニ
カム状に積層して上記発熱体層３となし、上記発熱体層
３の各層を垂直に横切る上記複数の仮想接合線４を設け
てもよい（請求項３）。
【０００８】上記発熱体層３の各層間の接合は、上記接
合部３３における電気抵抗が、上記発熱体層３本体部の
電気抵抗に比べて小さくなるようになしてある（請求項
４）。上記１対の電極１、２の間に、中間電位極６を少
なくとも１つ設け（図３）、該中間電位極６を境に上記
仮想接合線４の数を変えて、上記中間電位極６によって
区切られる上記発熱体層の各部における発熱量を変更す
ることもできる（請求項５）。
合部３３における電気抵抗が、上記発熱体層３本体部の
電気抵抗に比べて小さくなるようになしてある（請求項
４）。上記１対の電極１、２の間に、中間電位極６を少
なくとも１つ設け（図３）、該中間電位極６を境に上記
仮想接合線４の数を変えて、上記中間電位極６によって
区切られる上記発熱体層の各部における発熱量を変更す
ることもできる（請求項５）。
【０００９】
【作用】図１の構成において、上記発熱体層３の各層
は、中心電極１（＋電極）周りに同心状に配置してい
る。これら各層間は絶縁されているので、電流は、基本
的には周方向に流れるが、接合部３３において隣合う層
間が導通しているため、該接合部３３を通ってより外層
へ向かう電流の流れが生じる（図２参照）。この時、上
記接合部３３を一層おきに設けたので、電流が接合部３
３を短絡して流れることはない。また、上記接合部３３
は隣合う仮想接合線４間で互い違いになるようにしてあ
り、かくして、隣合う仮想接合線４間をジグザクに流れ
る電流経路５ができる。従って、発熱体層３全面におい
て発熱が均一になされ、仮想接合線４の数を適宜変更し
て電流経路５の長さを変えることにより、電気抵抗を所
望の値に適合させることが可能となる。さらに、上記発
熱体層３の各層間を複数箇所で接合しているのでスコー
ピングが生じることはない。なお、これら作用は一対の
電極７、８を平行配設した図５の構成でも同様である。
は、中心電極１（＋電極）周りに同心状に配置してい
る。これら各層間は絶縁されているので、電流は、基本
的には周方向に流れるが、接合部３３において隣合う層
間が導通しているため、該接合部３３を通ってより外層
へ向かう電流の流れが生じる（図２参照）。この時、上
記接合部３３を一層おきに設けたので、電流が接合部３
３を短絡して流れることはない。また、上記接合部３３
は隣合う仮想接合線４間で互い違いになるようにしてあ
り、かくして、隣合う仮想接合線４間をジグザクに流れ
る電流経路５ができる。従って、発熱体層３全面におい
て発熱が均一になされ、仮想接合線４の数を適宜変更し
て電流経路５の長さを変えることにより、電気抵抗を所
望の値に適合させることが可能となる。さらに、上記発
熱体層３の各層間を複数箇所で接合しているのでスコー
ピングが生じることはない。なお、これら作用は一対の
電極７、８を平行配設した図５の構成でも同様である。
【００１０】また、接合部３３の電気抵抗が発熱体層３
本体部より小さくなるように接合すれば、接合部３３に
おける局所的な発熱のおそれがなく、より均一な発熱が
期待できる。中間電位極６を設けた構成では、例えば図
３のように中間電位極６の内側の仮想接合線４の数を、
外側の仮想接合線４の数より多くすると、電流経路の長
い外側で抵抗が上昇し、発熱量が増加する。従って、中
間電位極６を適当数、設置し、各電極間の仮想接合線４
の数を適宜変更することで、任意の発熱量分布を得るこ
とが可能となる。
本体部より小さくなるように接合すれば、接合部３３に
おける局所的な発熱のおそれがなく、より均一な発熱が
期待できる。中間電位極６を設けた構成では、例えば図
３のように中間電位極６の内側の仮想接合線４の数を、
外側の仮想接合線４の数より多くすると、電流経路の長
い外側で抵抗が上昇し、発熱量が増加する。従って、中
間電位極６を適当数、設置し、各電極間の仮想接合線４
の数を適宜変更することで、任意の発熱量分布を得るこ
とが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の電気ヒータをディーゼルエン
ジンの排気微粒子浄化装置に適用した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１（Ａ）において、ディーゼルエ
ンジンの排気管Ｐ途中には、ハニカム構造体よりなる捕
集フィルタＦが配設してあり、その上流側に上記フィル
タＦと対向して本発明の電気ヒータＨが配してある。図
中、Ｇは排気ガスの流れを示す。図１（Ｂ）は上記電気
ヒータＨの詳細であり、棒状の中心電極１（＋極）の周
りには、ステンレス等の導電性箔材を渦巻き状に積層す
ることにより、ハニカム構造の発熱体層３が形成してあ
る。該発熱体層３の最外周層は、リング状電極２（−
極）の内周面に接合固定してある。
ジンの排気微粒子浄化装置に適用した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１（Ａ）において、ディーゼルエ
ンジンの排気管Ｐ途中には、ハニカム構造体よりなる捕
集フィルタＦが配設してあり、その上流側に上記フィル
タＦと対向して本発明の電気ヒータＨが配してある。図
中、Ｇは排気ガスの流れを示す。図１（Ｂ）は上記電気
ヒータＨの詳細であり、棒状の中心電極１（＋極）の周
りには、ステンレス等の導電性箔材を渦巻き状に積層す
ることにより、ハニカム構造の発熱体層３が形成してあ
る。該発熱体層３の最外周層は、リング状電極２（−
極）の内周面に接合固定してある。
【００１２】上記発熱体層３は、図１（Ｃ）の如く、ス
テンレス箔よりなる平板３１と波板３２を交互に積層し
てなる。具体的にはこれら平板３１と波板３２を溶接等
により接合した後、その表面に絶縁被膜を形成した帯状
体を製作し、その一端を上記中心電極１に接合して渦巻
き状に所定の大きさとなるまで巻付ける。これを上記リ
ング状電極２に嵌め込んで、発熱体層３の最外周とリン
グ状電極２を接合することで、上記中心電極１とリング
状電極３間に、互いに絶縁された同心状の多数の層を有
する発熱体層３が形成される。
テンレス箔よりなる平板３１と波板３２を交互に積層し
てなる。具体的にはこれら平板３１と波板３２を溶接等
により接合した後、その表面に絶縁被膜を形成した帯状
体を製作し、その一端を上記中心電極１に接合して渦巻
き状に所定の大きさとなるまで巻付ける。これを上記リ
ング状電極２に嵌め込んで、発熱体層３の最外周とリン
グ状電極２を接合することで、上記中心電極１とリング
状電極３間に、互いに絶縁された同心状の多数の層を有
する発熱体層３が形成される。
【００１３】上記発熱体層３は、各層間を複数箇所でろ
う付けまたはレーザー溶接等により接合し、導通せしめ
てある。この時、上記発熱体層３の面上に、図１（Ｂ）
に示すように中心電極１より放射状に延びる複数の仮想
接合線４を設定し、この仮想接合線４に沿って一層おき
に、かつ接合部３３が隣合う仮想接合線４間で互い違い
になるように接合を行う。図のように発熱体層３を上記
中心電極１周りに渦巻き状に巻いた場合、隣合う仮想接
合線４間で接合部３３を互い違いに配置するためには、
仮想接合線４の数を奇数とすることが必要で、ここでは
７本としてあり、各仮想接合線４間の間隔が均等になる
ように配置してある。なお、電気抵抗値は電流経路の長
さに比例するので、電気抵抗が所望の値に適合するよう
に仮想接合線４の数を適宜変更すればよい。
う付けまたはレーザー溶接等により接合し、導通せしめ
てある。この時、上記発熱体層３の面上に、図１（Ｂ）
に示すように中心電極１より放射状に延びる複数の仮想
接合線４を設定し、この仮想接合線４に沿って一層おき
に、かつ接合部３３が隣合う仮想接合線４間で互い違い
になるように接合を行う。図のように発熱体層３を上記
中心電極１周りに渦巻き状に巻いた場合、隣合う仮想接
合線４間で接合部３３を互い違いに配置するためには、
仮想接合線４の数を奇数とすることが必要で、ここでは
７本としてあり、各仮想接合線４間の間隔が均等になる
ように配置してある。なお、電気抵抗値は電流経路の長
さに比例するので、電気抵抗が所望の値に適合するよう
に仮想接合線４の数を適宜変更すればよい。
【００１４】ここで、接合は、接合部３３の電気抵抗
が、発熱体層３本体部に比べて小さくなるように、隣合
う平板３１と波板３２の全幅において接合を行うことが
望ましい（図１（Ｃ））。このようにすれば、接合部３
３において電流が流れにくくなることがなく、局部的な
発熱が抑制できる。なお、上記接合部３３にごく近い平
板３１と波板３２の接触部３３’（図１（Ｃ）に点線で
示す）を接合して接合を２ヵ所で行ってもよく、接合部
３３の電気抵抗の増加をより確実に防止できる。
が、発熱体層３本体部に比べて小さくなるように、隣合
う平板３１と波板３２の全幅において接合を行うことが
望ましい（図１（Ｃ））。このようにすれば、接合部３
３において電流が流れにくくなることがなく、局部的な
発熱が抑制できる。なお、上記接合部３３にごく近い平
板３１と波板３２の接触部３３’（図１（Ｃ）に点線で
示す）を接合して接合を２ヵ所で行ってもよく、接合部
３３の電気抵抗の増加をより確実に防止できる。
【００１５】上記構成の電気ヒータの作動を図２に基づ
いて説明する。図では簡便のため、仮想接合線４を３本
としてあるが、基本的作動は同じである。図において発
熱体層３の各層間は絶縁されており、電流は基本的には
周方向に流れるが、接合部３３において隣合う層間が導
通しているので、該接合部３３を通ってより外方の層へ
流れることが可能である。本発明では、上記接合部３３
を一層おきに、かつ隣合う仮想接合線４間で互い違いに
なるように配したので、電流が接合部３３を短絡して流
れることはなく、隣合う仮想接合線４間をジグザクに流
れる電流経路５ができる。従って、電流経路５の長さに
応じた抵抗値が得られ、所望の発熱量を確保することが
できる。また、局所的な発熱がなく、発熱体層３全面に
おいて均一な発熱を実現できる。さらに、上記発熱体層
３は各層間を複数箇所で接合しているので、排気圧力等
によって層間のずれが生じることがなく、スコーピング
を防止できる。
いて説明する。図では簡便のため、仮想接合線４を３本
としてあるが、基本的作動は同じである。図において発
熱体層３の各層間は絶縁されており、電流は基本的には
周方向に流れるが、接合部３３において隣合う層間が導
通しているので、該接合部３３を通ってより外方の層へ
流れることが可能である。本発明では、上記接合部３３
を一層おきに、かつ隣合う仮想接合線４間で互い違いに
なるように配したので、電流が接合部３３を短絡して流
れることはなく、隣合う仮想接合線４間をジグザクに流
れる電流経路５ができる。従って、電流経路５の長さに
応じた抵抗値が得られ、所望の発熱量を確保することが
できる。また、局所的な発熱がなく、発熱体層３全面に
おいて均一な発熱を実現できる。さらに、上記発熱体層
３は各層間を複数箇所で接合しているので、排気圧力等
によって層間のずれが生じることがなく、スコーピング
を防止できる。
【００１６】次に、上記図１の構成の電気ヒータを作製
し、その性能評価を行った。ヒータは中心電極１の直径
８ｍｍ、リング状電極２の直径９８．６ｍｍ、高さ１３
ｍｍ、発熱体層３のセル高さを１．３ｍｍとして作製
し、仮想接合線の数を７本とした。また、比較のため、
各層間が接合されない従来構成の電気ヒータを作製し
た。比較用のヒータは、平板と波板を接合した帯状体７
本を中心電極１周りに並列に巻付けて、本発明のヒータ
と同サイズになるように作製した。それぞれに２４Ｖの
電圧を印加し、その出力を測定したところ、いずれも
２．１８ｋＷであった。従って、本発明の構成によれ
ば、従来と同等のヒータ性能が得られ、しかもスコーピ
ングの生じない電気ヒータが実現できることがわかる。
し、その性能評価を行った。ヒータは中心電極１の直径
８ｍｍ、リング状電極２の直径９８．６ｍｍ、高さ１３
ｍｍ、発熱体層３のセル高さを１．３ｍｍとして作製
し、仮想接合線の数を７本とした。また、比較のため、
各層間が接合されない従来構成の電気ヒータを作製し
た。比較用のヒータは、平板と波板を接合した帯状体７
本を中心電極１周りに並列に巻付けて、本発明のヒータ
と同サイズになるように作製した。それぞれに２４Ｖの
電圧を印加し、その出力を測定したところ、いずれも
２．１８ｋＷであった。従って、本発明の構成によれ
ば、従来と同等のヒータ性能が得られ、しかもスコーピ
ングの生じない電気ヒータが実現できることがわかる。
【００１７】なお、上記第１実施例では、発熱体層３
を、導電性箔材よりなる帯状体を中心電極１周りに渦巻
き状に巻付けた構成としたが、中心電極１周りにリング
状の導電性箔材を同心状に多数積層して上記発熱体層３
となすこともできる。この時、隣合う仮想接合線４間で
接合部３３が互い違いになるようにするには、仮想接合
線の数を偶数とすればよい。
を、導電性箔材よりなる帯状体を中心電極１周りに渦巻
き状に巻付けた構成としたが、中心電極１周りにリング
状の導電性箔材を同心状に多数積層して上記発熱体層３
となすこともできる。この時、隣合う仮想接合線４間で
接合部３３が互い違いになるようにするには、仮想接合
線の数を偶数とすればよい。
【００１８】図３には本発明の第２の実施例を示す。本
実施例では中心電極１とリング状電極２の間に中間電位
極６を設けてあり、これを境に内側の発熱体層３４と外
側の発熱体層３５とで仮想接合線４の数を変更してい
る。他の基本構成は上記第１実施例と同じである。一般
に電気抵抗値は電流経路の長さに比例し、仮想接合線４
の数を減らすと発熱量が増加する。ここでは、内側の発
熱体層３４の仮想接合線４の数を７本、外側の発熱体層
３５の仮想接合線４の数を５本として、発熱量が外側の
発熱体層３５で大きくなるようにしてある。従って、例
えば、外周からの放熱により捕集フィルタ外周部が良好
に温度上昇しない場合など、部分的に高い発熱量を確保
したい場合に、効果的に加熱することができる。
実施例では中心電極１とリング状電極２の間に中間電位
極６を設けてあり、これを境に内側の発熱体層３４と外
側の発熱体層３５とで仮想接合線４の数を変更してい
る。他の基本構成は上記第１実施例と同じである。一般
に電気抵抗値は電流経路の長さに比例し、仮想接合線４
の数を減らすと発熱量が増加する。ここでは、内側の発
熱体層３４の仮想接合線４の数を７本、外側の発熱体層
３５の仮想接合線４の数を５本として、発熱量が外側の
発熱体層３５で大きくなるようにしてある。従って、例
えば、外周からの放熱により捕集フィルタ外周部が良好
に温度上昇しない場合など、部分的に高い発熱量を確保
したい場合に、効果的に加熱することができる。
【００１９】なお、上記発熱体層３４、３５の仮想接合
線４の数は必要に応じて適宜変更可能である。また上記
中間電位極６は、必要な発熱量分布に応じて複数以上設
けることもできる。
線４の数は必要に応じて適宜変更可能である。また上記
中間電位極６は、必要な発熱量分布に応じて複数以上設
けることもできる。
【００２０】図４、５には本発明の第３の実施例を示
す。本実施例では、電気ヒータＨを角型とし、平行配設
した一対の電極７、８間に平板３１と波板３２を交互に
積層して発熱体層３を構成している。上記発熱体層３の
各層間は、予め平板３１と波板３２を接合してその表面
に絶縁層を形成することにより絶縁してある。各層間の
接合は、上記一対の電極７、８間にこれと垂直な複数の
仮想接合線４を設定し、これに沿って一層おきに、かつ
隣合う仮想接合線４間で接合部３３が互い違いになるよ
うに行う。この条件を満たすには、図５のように発熱体
層３の各層が電気的に独立している層間分離型では、仮
想接合線４の数を奇数とすればよい。また、図６のよう
に平板３１が左右端縁で連続している層間連続型では、
仮想接合線４の数を偶数とするのがよい。なお、層間連
続型では、電流が発熱体層３の左右端縁を短絡して流れ
ないよう、仮想接合線４を発熱体層３の左右端部を外れ
た位置に設定することが望ましい。
す。本実施例では、電気ヒータＨを角型とし、平行配設
した一対の電極７、８間に平板３１と波板３２を交互に
積層して発熱体層３を構成している。上記発熱体層３の
各層間は、予め平板３１と波板３２を接合してその表面
に絶縁層を形成することにより絶縁してある。各層間の
接合は、上記一対の電極７、８間にこれと垂直な複数の
仮想接合線４を設定し、これに沿って一層おきに、かつ
隣合う仮想接合線４間で接合部３３が互い違いになるよ
うに行う。この条件を満たすには、図５のように発熱体
層３の各層が電気的に独立している層間分離型では、仮
想接合線４の数を奇数とすればよい。また、図６のよう
に平板３１が左右端縁で連続している層間連続型では、
仮想接合線４の数を偶数とするのがよい。なお、層間連
続型では、電流が発熱体層３の左右端縁を短絡して流れ
ないよう、仮想接合線４を発熱体層３の左右端部を外れ
た位置に設定することが望ましい。
【００２１】このような構成としても、隣合う仮想接合
線４間で電流がジクザクに流れる電流経路が形成され、
電流が局所的に流れることが防止できる。よって、所望
の電気抵抗を確保するとともに、発熱体層３の全面で均
一な発熱がなされ、しかもスコーピングを防止すること
ができる。
線４間で電流がジクザクに流れる電流経路が形成され、
電流が局所的に流れることが防止できる。よって、所望
の電気抵抗を確保するとともに、発熱体層３の全面で均
一な発熱がなされ、しかもスコーピングを防止すること
ができる。
【００２２】上記実施例では、本発明をディーゼルエン
ジンの排気微粒子捕集フィルタ用電気ヒータに適用した
例について示したが、本発明はこれに限らず、ガソリン
エンジンの触媒暖機用の電気ヒータ等、内燃機関の排気
浄化装置であればいずれにも利用することができる。
ジンの排気微粒子捕集フィルタ用電気ヒータに適用した
例について示したが、本発明はこれに限らず、ガソリン
エンジンの触媒暖機用の電気ヒータ等、内燃機関の排気
浄化装置であればいずれにも利用することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明の電気ヒータによ
れば、所望の電気抵抗量および均一発熱性を確保しつ
つ、スコーピングを防止することができる。従って、例
えば排気微粒子捕集フィルタの加熱再生源として使用さ
れて、優れた発熱特性を発揮し、かつ高い耐久性を実現
することができる。
れば、所望の電気抵抗量および均一発熱性を確保しつ
つ、スコーピングを防止することができる。従って、例
えば排気微粒子捕集フィルタの加熱再生源として使用さ
れて、優れた発熱特性を発揮し、かつ高い耐久性を実現
することができる。
【図１】本発明の一実施例を示し、（Ａ）は本発明の電
気ヒータを排気浄化装置に組み付けた図、（Ｂ）は電気
ヒータの全体斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）図のＣ部拡大図で
ある。
気ヒータを排気浄化装置に組み付けた図、（Ｂ）は電気
ヒータの全体斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）図のＣ部拡大図で
ある。
【図２】本発明の作動を示す電気ヒータの全体概略図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第２の実施例を示す電気ヒータの全体
斜視図である。
斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示す図で、電気ヒータ
を排気浄化装置に組み付けた図である。
を排気浄化装置に組み付けた図である。
【図５】本発明の第３の実施例を示す電気ヒータの正面
図である。
図である。
【図６】発熱体層の接合方法の他の例を示す電気ヒータ
の正面図である。
の正面図である。
【図７】従来の電気ヒータの構造を示す図で、（Ａ）は
電気ヒータの製作方法を示す図、（Ｂ）は電気ヒータの
全体斜視図である。
電気ヒータの製作方法を示す図、（Ｂ）は電気ヒータの
全体斜視図である。
【図８】（Ａ）は従来の電気ヒータの各層を接合した場
合の電流経路を示す図、（Ｂ）は（Ａ）図のＢ部拡大図
である。
合の電流経路を示す図、（Ｂ）は（Ａ）図のＢ部拡大図
である。
Ｈ 電気ヒータ １ 中心電極（電極） ２ リング状電極（電極） ３ 発熱体層 ３３ 接合部 ４ 仮想接合線 ５ 電流経路 ６ 中間電位極 ７、８ 一対の電極
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢＬ 3/24 ＺＡＢ 3/28 ＺＡＢ 3/28 ＺＡＢ ３０１Ｐ ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ (72)発明者 渡辺 聖彦 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
Claims (5)
- 【請求項１】 一対の電極間に導電性の箔材を積層して
ハニカム状の発熱体層を設けた内燃機関の排気浄化装置
用電気ヒータにおいて、上記発熱体層の各層間を絶縁す
るとともに、上記各層を横切る複数の仮想接合線を設
け、これに沿って一層おきに隣合う層間を接合、導通せ
しめるとともに、該接合部が隣合う仮想接合線間で互い
違いになるようにしたことを特徴とする内燃機関の排気
浄化装置用電気ヒータ。 - 【請求項２】 上記一対の電極が棒状の中心電極とその
外方に配設したリング状電極とからなり、上記中心電極
の周りに導電性の箔材を巻付けることにより両電極の間
にハニカム状の上記発熱体層を構成し、上記中心電極か
ら放射状に上記複数の仮想接合線を設けた請求項１記載
の内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータ。 - 【請求項３】 平行配設した一対の電極間に導電性の箔
材をハニカム状に積層して上記発熱体層となし、上記発
熱体層の各層を垂直に横切る上記複数の仮想接合線を設
けた請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置用電気ヒー
タ。 - 【請求項４】 上記接合部における電気抵抗が上記発熱
体層本体部の電気抵抗に比べて小さくなるように各層間
を接合した請求項１ないし３記載の内燃機関の排気浄化
装置用電気ヒータ。 - 【請求項５】 上記１対の電極の間に、中間電位極を少
なくとも１つ設け、該中間電位極を境に上記仮想接合線
の数を変えて、上記中間電位極によって区切られる上記
発熱体層の各部における発熱量を変更せしめた請求項１
ないし４記載の内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053438A JPH08218846A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータ |
| US08/601,581 US5672324A (en) | 1995-02-17 | 1996-02-14 | Electrically heatable honeycomb body of a catalytic converter equipped in an exhaust system of an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053438A JPH08218846A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08218846A true JPH08218846A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12942862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7053438A Withdrawn JPH08218846A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5672324A (ja) |
| JP (1) | JPH08218846A (ja) |
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| KR100712308B1 (ko) * | 2005-05-24 | 2007-04-27 | 일진전기 주식회사 | 금속 담체를 이용한 디젤엔진 매연저감장치 |
| WO2008062915A1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-05-29 | Il Jin Electric Co., Ltd. | Diesel exhaust aftertreatment using the metallic substrate |
| JP2013538970A (ja) * | 2010-09-03 | 2013-10-17 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンステクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃エンジンの排気ガス中のすす粒子を減少させるための環状電極を有する装置 |
| WO2014030785A1 (ko) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 주식회사 알란텀 | 금속 폼 히터를 이용한 배기가스 여과 장치 |
| KR20190093511A (ko) * | 2018-02-01 | 2019-08-09 | 포르시아 쥐스뗌 데샤피망 | 차량의 배기 가스 정화 장치용의 취급이 용이한 히터 |
| JP2020501062A (ja) * | 2016-10-31 | 2020-01-16 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | 高電力密度断熱排気加熱システム |
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| DE19850141A1 (de) * | 1998-10-30 | 2000-05-04 | Basf Ag | Formkörper |
| EP1180202A4 (en) * | 1999-05-20 | 2004-08-18 | Institue For Advanced Engineer | EXHAUST PURIFICATION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| EP1201292A4 (en) * | 1999-06-07 | 2004-07-28 | Jfe Steel Corp | METHOD AND DEVICE FOR DECOMPOSING HALOGENED HYDROCARBON GAS |
| DE20117659U1 (de) * | 2001-10-29 | 2002-01-10 | Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar | Offener Partikelfilter mit Heizelement |
| US7090487B2 (en) * | 2002-01-22 | 2006-08-15 | Catacel Corp. | Catalytic combustor having high cell density |
| KR20040068792A (ko) * | 2003-01-27 | 2004-08-02 | 일진전기 주식회사 | 디젤엔진 매연저감장치 |
| AU2003273113A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-23 | Iljin Electronic Co., Ltd | Fumes reducing device for diesel engines and method of manufacturing the same |
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| DE102011051605A1 (de) * | 2011-07-06 | 2013-01-24 | Dbk David + Baader Gmbh | Heizeinrichtung |
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| DE102020132800A1 (de) * | 2020-12-09 | 2022-06-09 | Purem GmbH | Abgasheizeinheit |
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- 1995-02-17 JP JP7053438A patent/JPH08218846A/ja not_active Withdrawn
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- 1996-02-14 US US08/601,581 patent/US5672324A/en not_active Expired - Fee Related
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